日前,美国PTC公司宣布以4.7亿美元并购Onshape公司,大踏步地向工业软件云化进军。西门子、达索、SAP等工业软件巨头也是频频大手笔凶猛而精准地并购优秀工业软件,构建自己强大的产品线和竞争力。与之形成强烈反差的是,国内工业软件公司存在规模小、技术弱、合作散、营商环境差等原因,与国外巨头公司无法形成有效竞争。
工业软件是制造业的大脑与神经,没有工业软件,就不可能有现代化的制造业。令人担忧的是,我国9成的工业软件市场是被国外公司所垄断,对我国制造业的可持续性发展与安全构成了很大的隐患与风险,特别是中兴、华为等事件之后,重视与发展本土工业软件已经迫在眉睫了。
本土工业软件公司到底该如何制订适合自己的发展战略?仁者见仁,智者见智。老子在《道德经》中写道:“有无相生,难易相成,长短相较,高下相倾,恒也。”意思是说有和无互相转化,难和易相辅相成,长和短互相比较而显现,高和下相互对立而存在,这是永恒的道理。笔者认为借鉴老子这四句话,把握工业互联 等新机遇,就可以构建出本土工业软件在工业互联 大背景下的四种发展策略。
01、“有无相生”,虚实融合顺大势
纵观美国通用电气工业互联 、德国工业4.0、日本互联 、中国智能制造和工业互联 的战略,其技术核心可以概括为cps赛博物理系统,体现了基于新一代信息技术的物理实体与数字虚拟实体深度融合的发展趋势。
在 《工业互联 :打破智慧与机器的边界》书中,通用电气强调,“智能机器、智能系统和智能决策是由机器、设备组、设施和系统 络组成的物质世界进一步整合由连接、大数据和分析组成的数字世界的主要途径。”
德国工业4.0通过纵向、端到端、横向一体化,实现企业数字化、 络化、智能化的生产和服务模式。在一定程度上,它类似于工业互联 。其中,垂直集成是不同IT系统和物理设备(主要是数控机床、机器人等数字化生产设备)在企业中的综合应用和集成,是与人机互联的企业企业内部建立了人机物联 。
日本在参考德国工业4.0、通用电气工业互联 、中国制造2025等战略的基础上,于2017年提出“互联 产业”战略,并将其定义为日本的国家发展愿景“互联 产业”是希望通过连接人、设备、技术等实现价值创造的互联 工业。
在我国,无论是工业化与信息化的融合、工业化与信息化的深度融合还是智能制造与工业互联 的融合,工业化与信息化的融合始终是推动制造业转型升级的主线。
从美国、德国、日本和中国的上述相关战略来看,在以工业互联 为主要技术手段的智能化进程中通过物理世界和数字世界的深度融合,创建一个具有虚拟现实和虚拟控制现实的工业软件系统,是工业的发展趋势。这就是老子所说的“存在与不存在”。有形实体与无形 络空间虚拟实体紧密相连,相互促进,甚至相互转化。
图1 “有无相生”,虚实融合顺大势
从工业软件发展角度可以概括为以下两大发展趋势。
1)软硬紧密结合
通过产品和设备的数字化、 络化,可以成为整个智能系统的一部分,提高使用效率、产品质量和用户体验。
通过工业软件,实现与生产设备、生产设施、材料等物理世界的互联,实现数字化、 络化、智能化的生产和服务模式。
通过对高性能设备或产品的远程数据采集,实现远程操作和预测性维护。
工业软件不再是单纯的信息系统,与物理世界的融合是一种趋势。
2)OT与IT深度融合
对于制造企业来说,工业软件不仅是提高生产效率和产品质量的有效利器,也是承载丰富工业知识的无形容器。通过工业软件,实现人与人之间的互联与合作。例如,OA连接全体员工,PLM连接研发、流程等人员,ERP连接企业运营管理人员,MES连接车间工人,供应链管理通过工业软件与业务流程的深度互联、信息共享连接供应链中的相关企业,实现了工作协同和知识重用,实现了敏捷高效的研发、生产、运营和服务。
这种发展趋势在mes制造执行系统的开发中也非常明显。mes概念自1990年提出以来,经过mesa协会1997年的进一步定义和改进,得到了迅速发展,已成为制造企业的核心信息系统。目前许多企业和组织都逐渐提出了制造运营管理(mom)的概念,其实质是强调ot与it的深度集成。例如,2000年,美国仪表、系统和自动化协会(简称isa)颁布了isa-sp95标准,首次将生产操作、维护操作、质量操作和库存操作结合起来,建立了制造执行系统(mom),扩展了mes的传统定义。国家标准技术研究院(nist)也将智能制造生态系统模型中的mes升级为mom,体现了上述思想。
具体到工业软件产业领域,SAP、达索、西门子等国际公司也进一步响应并大力推广MOM理念。在中国,兰光创新于2015年提出了“六维智能”制造执行系统,突破了传统制造执行系统纯信息的概念,从计划调度、工艺协同、生产过程管理、控制等六个方面,实现了生产过程的数字化、 络化、智能化。设备互联、物资管理、质量控制和决策支持,体现了信息系统、物理世界和企业特征的深度融合。
孙子讲“善战者,求之于势”,体现虚实融合、软硬结合,是当前工业软件发展一大趋势,工业软件公司理应研究并顺势而为之。
02、“难易相成“,化整为零建平台
正如杨学山教授和宁振波研究员所强调的,“工业互联 是一种工业 络工业互联 和工业软件服务于工业,具有很强的工业属性。它们承载着大量的工业知识,需要长期沉淀。它们的开发和上线速度不如互联 软件存在研发、部署、使用维护难、推广难等实际困难。
以通用电气工业互联 为例,2005年通用电气对飞机发动机进行了预测性维修。2012年,它在全球范围内提出了工业互联 的概念,并投入了数千人进行研发。然而,经过十多年的发展,GE工业互联 经历了曲折,前景不容乐观。
具体来说,全球高端CAD/PLM市场等工业软件基本上被德国西门子、法国达索和美国PTC公司垄断。在这些领域,近年来,国内企业技术与市场份额的差距不是在缩小,而是在加大。
从中也可看到工业互联 及工业软件研发之难,本土工业软件公司责任之重。
工业互联 和工业软件的部署和维护远比互联 软件困难,因为它涉及设备、业务、人员等多方面在德国工业4.0的8个行动计划中,第二是“复杂管理系统”。如何将这些复杂的系统部署到制造企业中,让不同年龄、文化程度较低的车间工人熟练掌握和使用这些系统,不仅是困扰德国的难题,也是工业互联 和工业软件成功应用的一大难题。
近些年来,随着微服务、工业APP等新技术的出现,展现了工业互联 与工业软件研发技术的最新发展方向。
一方面,系统功能越来越强,研发、部署、使用和维护难度越来越大。另一方面,由于微服务、工业应用等新概念和新技术的采用,一套复杂的工业互联 或工业软件可以分解为许多可独立部署、相互方便组合的微服务可以实现快速定制和快速部门化的系统部署和易用性。因为每个微服务都专注于特定的业务,而且很容易开发,所以一个由几个人组成的团队可以很容易地开发一个微服务那些承载着行业知识和经验的行业应用程序,用户也可以快速掌握,高效地完成各种设计、分析、管理等任务。
通过“难易相生”的思想,利用微服务、工业APP这些先进技术,将一套庞大、复杂的工业互联 或者工业软件转化为众多简单、灵活、可相互组合使用的“小精灵”般的微服务和工业APP,实现了化难为易、化整为零,就可以很好地解决传统工业软件以往的研发难、部署难、使用难、维护难等问题。
03、“长短相较”,细分领域树壁垒
由于研发时间较早,财力雄厚,国外工业软件巨头通过长期的研发和并购,形成了庞大的产品链甚至生态系统,形成了“强与弱、长与短”的竞争战略优势。
例如,西门子、达索、PTC等公司通过一系列大规模收购,兼并了业内领先的工业软件公司,打通了设计、分析、加工、工艺规划、生产执行、运行维护管理的全生命周期管理产品链,产品数据管理等,并通过长期的运营业务管理和实施者,形成了规模庞大、功能强大的合作伙伴和代理,这些都是国内工业软件企业很难突破的防线。
老子这句“长短相较”,原本是长和短互相比较而显现,在这里引申为本土工业软件产业可以采取以短胜长的发展策略。
华为是中国最优秀的企业,其成功的重要一条原则,不是与竞争对手比产品链的长短,而是采用“压强原则”,将企业有限资源集中于一点,在配置强度上大大超过竞争对手,重点突破,然后迅速扩大战果,最终达到系统领先。
国际公司的优势往往是产品链长,但由于面向全球不同国家和行业的营销,功能是通用的,因此很难照顾到一个细分领域,这为我国本土工业软件企业提供了发展机遇我们可以扎根细分领域,努力工作,充分发挥对行业深入了解、知识沉淀的优势,与客户深入合作,将行业知识和客户需求整合到软件中,使我们的软件具有更强的功能、更方便的使用、更高的性价比和在这一领域更及时的服务,从而形成自己独特的竞争优势。
目前,CAD、cam、CAE、PLM、ERP等工业软件领域几乎被国外软件垄断,但这种局面在MES领域已经发生了根本性的改变尽管国外mes系统大量涌入,但由于其强大的行业属性,国外mes系统很难满足我国不同行业和企业的需求。相反,一些专注于行业领域的专业MES公司取得了巨大的成就比如兰光创新是在军工企业和机械制造领域,上海上扬软件是在半导体和太阳能光伏领域,深圳雨晨是在服装等时尚行业凭借专业的产品和优质的服务, 成为了 行业领头羊。
行业复杂,工业软件是一个行业知识高度融合的行业,这正是本土软件企业生存和发展的机遇首先,不能在短时间内依靠跨行业、跨规模、跨产品链的数量相反,我们应该具工匠精神,与客户紧密合作,潜心研发,充分发挥灵活性、快速性和深刻的工业沉淀的优势,在某些方面形成竞争优势,建立我们自己的具有强大生命力的“碉堡”。如果有更多的碉堡,我们自然可以建一座,它可以保卫外国公司的“钢铁长城”,为中国制造业提供自主可控的优质产品和服务。
图3 “长短相较”,构建工业软件“钢铁长城”
04、“高下相倾”,上云落地拼实效
“高下相倾”原本是指高和下相互对立而存在,“高”可以理解为“云平台”的高部署和人工智能的高技术;“低”可以理解为务实的具体工业软件产品,应用技术不高,但能很好地解决企业问题。”“高低”可以理解为这些不同的解决方案由于不同的应用对象、不同的应用场景,它们可以相辅相成,共同推动制造业的智能转型升级所有这些都应该以价值为导向,解决客户的实际问题,而不是一味地追求高大上。
1)因企不同,部署有高低
现在各级政府对工业互联 都非常重视,出台了一系列支持政策和具体指标,鼓励设备上云、企业上平台。上云上平台可以使很多中小企业在IT硬件、 络建设、系统维护等方面节省资金及人力投入,实现人、机、物的全面互联,通过 会化的供需信息、资源信息、生产与服务能力等各方面的共享,促进制造业新模式、新业态的深刻变革,推动工业生态体系的重构迭代和全面升级。
图4 “高下相倾”,上云落地拼实效
对大型制造企业,特别是军工等企业,存在着设备种类繁多、管理复杂等特点,对可靠性、实时性、安全性有较高要求,可能并不需要上云,而是需要进行大量的功能定制。这就需要工业软件公司基于深厚的行业知识与经验,根据客户需求,以工业软件为载体,在研发、生产、管理等各环节实现机-机互联、人-人互通、人-机协同,提升企业的管理水平与市场竞争力。
软件是部署在云端还是本地,企业是上平台还是独立运行,这些都需要根据企业实际情况而定,而不能追求所谓的潮流,更不能拘泥于形式。
2)实效为王,技术无高下
在制造企业中,很多人希望通过机器人、人工智能、云计算等所谓的高科技,在生产过程中实现“自我感知、自我分析、自我决策、自我执行、自我学习”,从而创造出一种少人化甚至无人化的智能生产模式虽然这些技术可以很好地应用于企业的某些场景中,但过于理想化的生产模式具有投资大、风险高、应用场景少的特点企业需要更多实用的技术和产品来解决主要问题。
笔者在几年前就呼吁“智能制造,未必追求高大上,可先从治聋治哑治傻开始。”
现在绝大部分企业并不Smart(智巧),还谈不上智能(Intelligent),甚至“聋哑傻”等情况普遍存在。比如,机器与工作人员和外界没有交流,都是单机独立工作,这可称之为“聋”;设备运行状态、故障信息、生产信息等都不透明,出现问题“说不出来”,设备是哑的,岗位是哑的;设备状态、生产进度、质量信息等不能自动、及时获知,建立在这种人为数据基础上的决策就必然是不及时、不科学,甚至是错误的,这个可用“傻”来概括。
这些“聋哑傻”的生产与管理模式必然导致生产效率低、成本居高不下、产品质量不能保证,严重地影响了企业的竞争和发展。
企业可以通过物联 实现设备互联,通过数控机床等数字化设备实现设备的 络通信、数据远程采集、集中程序管理、大数据分析、可视化显示和智能决策支持。热处理设备和机器人设备由原来的单机工作模式向数字化、 络化、智能化管理转变,实现了设备由“哑”向“智能”的质的转变。通过MES制造执行系统中的计划、生产调度、调度、物料、质量、决策等功能,实现车间级的精确计划、精益库存和精细化管理所有的位置都被集成到整个信息系统中,整个身体被一次开发所移动企业实现“看、听、听”。领导实现了基于“看”的实时、 络化、智能化的信息系统看、说、行,实现了生产过程的智能控制。
这些技术和系统虽然谈不上高大上,但可以以较低成本帮助制造企业取得很好的经济与 会效益,为企业走向智能制造奠定坚实的基础。
这就是“高下相倾”在工业软件发展过程中的启发。
老子说“天下难事,必作于易;天下大事,必作于细。”作为本土工业软件公司,既要抓住工业互联 带来的新机遇,采取精准灵活的竞争策略,化难为易,在激烈竞争中能快速发展,还要勇于肩负起历史重任,通过长期的深耕细作,打造出能与国外公司抗衡的自主可控产品,为我国制造业的智能化转型升级保驾护航。
“有无相生”,虚实融合顺大势;
“难易相成”,化整为零建平台。
“长短相较”,细分领域树壁垒;
“高下相倾”,上云落地拼实效。
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