导读:作为具有中国特色的概念,工业互联网的范畴比较广。为了十四五规划工作顺利进行,建议从概念体系、经济学基础和技术研究三方面深化,打造具有科学基础的认识体系。
自工业互联网从美国引入之后,逐渐形成了跨度较广的概念体系,按照工业4.0研究院互联网五分模型(IFPM,Internet Five-Point Model),我国工业互联网概念涵盖了1-5分,基本上等同于物联网概念范畴。
工业4.0研究院副院长王明芬写了“工业互联网和产业互联网不同”和“中国和美国的工业互联网不同”两篇文章,用互联网五分模型阐释了行业人士较为熟悉的概念之间的差别。
在2021-2025年十四五规划期间,如果工业互联网还将继续推行,就需要搞清楚一些理论研究问题,这既有助于工业互联网政策的制定,也对行业企业建设工业互联网有务实的帮助。
一、中国特色的物联网应用
从实际应用来看,我国工业互联网等同于广义上的物联网,涵盖范围为IPFM 1-5,美国工业互联网大致等同于工业物联网,其涵盖范围为IFPM 2-4,因此,我国工业互联网可以称为“中国特色的物联网应用”。
由于我国产业政策引导作用明显,跟美国情况不同,这是我们从理论上研究工业互联网的价值所在。
2017年11月27日,国务院发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,体现了互联网和制造业两大政策背景,自此,工业互联网需要承担两个领域的职责。客观的讲,没有哪个概念比工业互联网更好表达这种战略诉求。
对比德国2013年采纳“工业4.0”作为政策抓手,双方都有类似的考虑。德国在制造业的优势大都处于工厂边界,把工业4.0主攻方向放到解决工厂内部的数字化、网络化和智能化挑战,自然无可厚非。
我国没有简单跟进德国工业4.0战略,国务院发布的工业互联网政策充分体现我国两手抓思路。
德国不是一个互联网大国,它不能采用类似我国工业互联网战略。过去10年期间,德国也推进了“上云上平台”(例如,安全云计划),最终效果甚微,以德国行业人士角度来看,如果仅仅想改善工厂运行状况,完全不需要上网,更谈不上上云上平台。
美国通用电气(GE,General Electric)2011年最早提出“工业互联网”,它联合电信巨头AT&T、网络设备厂商思科、芯片企业英特尔和IT企业IBM组建了“工业互联网联盟”(IIC,Industrial Internet Consortium),但无法形成独立的“工业互联网”流派,这在GE陷入内外交困后,完全成为不可能完成的任务。
目前美国工业互联网联盟明确把工业互联网等同于“工业物联网”,认为工业互联网不过就是“工业物联网”的缩写。这在英文中很容易实现,把Industrial Internet of Things中的of Things去掉就是Industrial Internet了。
中国的工业互联网不是这样简单。
从中文含义来讲,工业互联网确实是一个新的词汇,它通过2年多的推广和试点示范,涵盖了除“消费互联网”之外的所有网络化应用,甚至于涵盖到了传统自动化领域的智能制造——前提就是应用了网络连接。
因此,笔者认为,我国工业互联网是“中国特色的物联网应用”,基本等同于“物联网”。
二、工业互联网的经济学基础
王明芬在“工业互联网和产业互联网不同”一文中,明确产业互联网的经济学基础是“结构-行为-绩效”(SCP,Structure-Conduct-Performance),这是经典的产业经济学分析方法,很容易解释清楚产业互联网的目的,可以为企业设计战略提供思路。
几乎可以认为,所有采用产业互联网概念体系构建战略的企业,都希望利用资本投入或其他手段,改变某个特定行业的企业行为和结构。
按照SCP研究的产业经济学家认识,企业既可以直接改变产业结构,也可以直接改变企业行为,主要看自己的资源优势在什么地方。
我们来看一个案例,阿里云曾经推出了ET工业大脑,其战略核心就是“上云上平台”,简单地讲,阿里云只关心企业把数据放到它的平台上,集成之类的工作则交给合作方来完成。经济学家通常称这种方式为“双边市场”(Two-Sided Market),也就是阿里云并不关注企业工厂内部在发生什么,它只关心数据是不是放到了阿里云平台上来了。
这种模式很容易理解,目前国内主流工业互联网平台都是这样的做法。当一家企业大量的数据放到阿里云上面的时候,它不得不为自己存储的数据、获得的计算能力和网络连接速度等支付费用,这对于工业级的大量数据来讲,需要支付的费用非常庞大。
工业4.0研究院技术专家做了一个核算,如果自己在一线城市托管一个2U服务器,可以挂上10000G的硬盘,拥有10M共享带宽、8核16线程CPU、64G内存,服务器成本大致为1万元,加上每年1万元左右服务器托管费用,按照3年时间计算,总体为4万元成本。
如果要使用任何一家公司提供的公有云,其成本大致为10万元以上。这对于纯互联网公司也许不算什么,但对于我国小微制造企业来讲,也许就是一个要命的成本。
为什么会出现这样的状况?
其实很容易理解。工业企业的数据量太大,计算能力要求太高,实时性要求比较突出,这是典型的工业级要求,是否适合用公有云来承载,并没有任何真正独立的研究机构发布相关报告。
以经济学家的视角来看,研究课题需要回答的是,传统制造业所依赖的“产业经济学”,它所体现的规模经济和范围经济,在数字经济时代应该如何定义?
三、工业互联网的技术研究
在工业互联网推广早期,德国、日本和美国等厂商心情比较复杂,没有立刻跟进工业互联网的言语体系。随着工业互联网主攻方向确定之后,不管是西门子、霍尼韦尔、PTC、施耐德还是ABB(包括下属几家公司)等,都纷纷入局工业互联网。
这些外资企业拥有自己独特的技术,如果我国工业互联网跟他们的技术无关,这将给他们的解决方案带来障碍。因此,尽量让自己的技术或者技术流派进入中国工业互联网体系,成为这些外资企业打造网红影响我国工业互联网发展的动机。
对于我国工业互联网技术研究来讲,到底需要把什么问题研究清楚,还是可以界定的。
过去2年时间,工信部信通院作为工业互联网技术研究的主要力量,重点放到了网络、平台和安全三个方面,按照信通院院长刘多接受新华网的讲法,“网络是基础,平台是核心,安全是保障。”(链接:http://www.xinhuanet.com/politics/2018lh/2018-03/13/c_1122532894.htm)
从机械自动化领域的核心需求来讲,工业互联网目前并没有系统深入的响应。换句话讲,如果工业互联网包含智能制造,那么应仔细研究智能制造的技术需求。按照自动化领域行业人士的讲法,智能制造的工作持续周期长,短期内无法见到效果,这需要研究机构比较超脱。
我国在推进工业互联网的时候,先易后难的意图明显。基于电信背景提出的网络、平台和安全,可以借助三大电信运营商和华为等来解决,但要解决机械自动化领域的难题,目前看不到谁有这个力量。
工业4.0研究院总结了机械自动化需要解决的难题:
- 低成本的工业控制系统。这占了制造企业推进工业数字化成本不小比例,德国、日本和美国的机床或自动化部件都比较贵,我国大部分制造企业没有谈判能力,也无法自己投入资金开发。
- 工业工程(Industrial Engineering)基本知识和能力。如果要系统性提高企业制造能力,工业工程作为一门正式的学科,应该可以发挥作用。工业工程在国内应用并不广泛,因为在过去40年发展中,我国制造企业大部分是模仿国外制造体系,不需要自己来创新和优化,现在要解决自己的独特问题,就需要工业工程了。
- 机床等基础设备数字化。如何根据实际需要应用数字化机床,而不是某些机床厂商改变客户行为的举措,它们通过共享机床等方式,希望加大自己的影响力。但机床的精度和可靠性仍然是基础,客户需要不同功能和不同价位,这些问题都需要考虑。
- 生产现场数字化管理。工业互联网平台可以发挥一定作用,但如果缺乏数字孪生体等基础工作,恐怕无法实现生产现场数字化的目标。一些外资企业提供生产现场数字化管理解决方案,其成本非常昂贵,工业互联网技术研究可以考虑开源方案。
总结工业互联网作为我国制造业转型升级抓手之一,应解决三方面的研究问题:一是概念定义及内涵,应超脱利益群体需要,给一个更开放的概念体系;二是把工业互联网的经济学基础搞清楚;三是不能只局限于网络、平台和安全,应该把生产制造环节的技术问题纳入研究。
体制内外的研究机构应通力协作,把三个方面的问题研究透、解决好。这对我国即将推进的十四五规划工作,将产生积极的影响,我国数字经济高质量发展也将借此腾飞。
作者:胡权,工业4.0研究院院长兼首席经济学家
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