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【深度】“工業云”春秋時代來臨

界面新聞

日期:2017-09-01

“未來制造業需要的不是石油,而是數據。” 阿里巴巴董事局主席馬云在2015年舉辦的貴陽國際大數據產業博覽會上如是說。《經濟學人》則在今年撰文稱,數據已經取代石油,成為當今世界最有價值的資源。

實現石油價值重要方法之一就是燃燒。工業云則是燃燒“數據石油”的發動機。

廣義的工業云平臺,包括云設施Iaas層(Infrastructure-as-a-Service,基礎設施即服務)、物聯網平臺和工業云。狹義的工業云平臺則不包括云設施。 

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工業云三大支柱

南山工業書院發起人、北京聯訊動力咨詢公司總經理林雪萍向界面新聞記者介紹,云設施屬于基礎應用Iaas層,比如亞馬遜的AWS、微軟的Azure、阿里云等;工業云是體現在工業領域的具體應用,是支撐內容應用、具體運營的平臺,以PaaS層(Platform-as-a-Service,平臺即服務)為主、少量的SaaS層(Software-as-a-Service軟件即服務)為輔,例如GE的Predix、三一重工的根云等。

“一般企業所說的工業互聯網平臺,主要是指工業云,是應用服務層。工業云和物聯網平臺有所不同,物聯網平臺本身并不包含如傳感器等硬件設備,功能可繁可簡,從激活物體相連到帶有分析、數據庫甚至可視化等功能。”

“物聯網平臺是負責將萬物相連的連接層和支撐層,例如PTC的ThingWorX,這里主要以PaaS為主。而西門子的MindSphere既是物聯網平臺,又是工業云平臺。”林雪萍說。

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工業云與物聯網

云設施格局已定,物聯網平臺局面狹小,工業云則市場巨大。“如何跟工業云平臺進行對接產生了無窮的變數。”林雪萍說,“真正的行業互聯網廝殺,將發生在工業云領域。”


以手機為代表的數字化終端儼然成為現代人體器官的延伸。通過手機中的APP Store(應用商店),大到購買家用電器、吃穿用度、訂購機票酒店、預約訂車,小到掃碼使用共享單車,在菜市場里、流動早餐車上通過移動支付購買食材和早餐,現代人的生活已經與手機緊緊捆在了一起。

工業領域也將很快迎來這么一天:打開工業應用商店,里面有監視、分析能耗的APP,也有分析整條生產線的APP,或是監控某臺設備位置和狀況的APP等。

埃森哲公司CEO Pierre Nanterme認為, 2000年以來,半數以上的財富500強企業之所以消失,都是因為沒有跟上數字化步伐。

德國工業巨頭西門子的變化可以管窺一斑。

這家有著170年歷史的老牌制造企業,以設備制造、電氣化和自動化著稱。近十幾年來,西門子從“硬”變“軟”,自2001年起,開始對軟件進行布局與收購。

2007年,西門子斥資35億美元收購UGS公司,獲得了三項數字化重要產品NX、Teamcenter和 Tecnomatix。其中,Teamcenter是集成PLM(產品生命周期管理)、制造運營管理(MOM)和全集成自動化(TIA)的共享協作平臺。

此后,西門子陸續完成了對Vistagy、Camstar、CD-adapco、Mentor Graphics等的并購。

2014年10月起,西門子主導開發Simatic IT MES解決方案,年底搭建跨業務新數字化服務平臺Sinalytics。

2015年底,西門子推出工業云服務項目MindSphere平臺。

如今,西門子成為僅次于SAP的歐洲第二大軟件商,以及全球前十大軟件商,擁有當前世界品類覆蓋最全面、綜合競爭實力最強的工業軟件體系。

“西門子正在思考,怎樣轉變才能幫助客戶,尤其是機械設備制造商(OEM)響應這種趨勢。”西門子中國研究院數字化企業解決方案開發中心總監戴霽明,今年6月在西門子工業云Mindsphere新聞發布會上說。

戴霽明說的趨勢,是指是軟件逐漸嵌入到工廠生產和運維之中、用戶參與的個性化生產,甚至個性化設計以及類似消費品服務的工業APP Store。

在此背景下,西門子推出了基于“云”的開放式物聯網操作系統MindSphere。

“我們部門的使命就是‘變數據為價值’。”,西門子(中國)有限公司數字化工廠集團工廠數字化服務負責人李漓對界面新聞記者說。在2014年年底之前,MindSphere還叫做“工廠云服務”。

2002年,李漓以系統工程師的身份加入西門子,2012年,調入“工廠數字化服務”部門任職。此時,西門子開始計劃打造新的數據驅動服務產品。

MindSphere最開始來源于西門子不同產品部門的遠程維護業務,隨著數字化、信息化,以及互聯網新技術出現后新的商業模式而演化,在2012年前后,逐漸成形為基于“云”的開放式物聯網(loT)的生態系統。

作為平臺即服務(PaaS), MindSphere支持APP和數字化服務開發、運營和供應,依托西門子在自動化、電氣化領域的優勢,幫助企業收集和分析工廠產生的大量數據,為企業的運營和優化提供支持。

“機械設備制造商在過去更多的通過交付設備賺錢,但現在和未來,將轉變為確保交付設備的生產能力來賺錢。”戴霽明說,“這就意味著你不但要把設備賣出去,還要保證設備的績效,保證設備工作多少時間不停車。”

來自德國的高端磨床機械制造商Gehring正在用MindSphere。在過去,研磨機械里的刀具磨損到一定程度,加工的工件質量會不合格,必須停產更換備件,耽誤了生產。

而現在,Gehring只把研磨機床上刀具等部件的關鍵指標,采錄到MindSphere上,通過Visual Analyzer進行分析和評估,就能看到刀具的殘余壽命,在刀具磨損前主動上門幫客戶更換備件。

這種新的業務模式能夠改變客戶的現金流和收益模式。

戴霽明介紹,用戶除了借助MindSphere上的一系列應用,對設備和系統形成的原始數據進行綜合分析之外,還可以基于MindSphere上已有的基礎APP,迭代開發自己的APP。“就像手機除了打電話的基本功能外,還能提供其他豐富的應用。”


審慎穩健的西門子,推出工業云平臺的時間,與其業務有70%重合度的GE相比,晚了7個月。

GE在2012年提出“工業互聯網”,隨后推出了工業互聯網聯盟。

林雪萍對界面新聞記者說,GE幾乎憑一己之力,將“工業互聯網”這個概念提升到了令無數企業追捧的高度。

“GE對工業互聯網的愿景比較清晰,策略比較完整。GE最大的優勢是,自身是工業公司,既制造設備也運營設備。這些經驗通過軟件可以通過平臺化的方式提供給客戶。”林雪萍說。

2015年8月,GE發布全球第一款專屬于工業領域的云服務平臺Predix。GE稱,該平臺上的工業App超過了250個,合作伙伴有400多個。

全球四大工業機器人公司之一的瑞士ABB集團,在2014年首提數字化轉型戰略“物聯網+”,去年首度披露了包括由180多款數字化解決方案組成ABB Ability數字化解決方案。這些解決方案通過工業互聯網構建數字互聯設備、系統與服務,可以大幅提升生產力,降低維護成本,并節省高達三分之一的能耗。

法國電氣與自動化巨頭施耐德也建立了工業云生態體系EcoStruxure,將其優勢的能源管理、自動化和軟件產品進行整合置于云端。

埃森哲預計,到2030年,工業物聯網能夠為全球經濟帶來14.2萬億美元的經濟增長,為中國帶來累計1.8萬億美元的GDP增長。

GE的《Power of One Percent》報告顯示,全球商業航空業每年在航空燃油上的支出約1700億美元。利用工業互聯網技術降低1%的成本,每年可節省近20億美元的支出。

巨大的市場蛋糕待分,就連軟件開發商也闖入工業云平臺領域,成為行業不可忽視的重要力量。全球最大的業務軟件公司,德國企業SAP在2013年推出了SAP HANA“云”平臺,進入“PaaS(平臺即服務)”領域。

這家IT巨頭在其PaaS平臺中加入物聯網等功能,使其成為SAP的工業云,切入垂直的工業領域。

“SAP的工業云首先是云平臺和HANA平臺,這是整個系統的基礎。” SAP全球副總裁、中國區總經理李強對界面新聞記者說。

“此外,有對應的邊緣計算模塊,方便用戶在現場進行數據的處理。在此之上是云平臺基礎部分,提供相應的數據處理和物聯網模型建立與管理及機器學習等功能。最上層是具體的工業云SaaS(軟件即服務)應用,包括互聯產品、互聯資產、互聯車隊、互聯基礎設施、互聯市場、互聯人群等應用。”李強介紹。

SAP分三步推出了云平臺。從2011年開始,SAP HANA技術作為內存計算的數據庫被發明出來,使企業實現了實時計算模式。

在此基礎上,SAP進一步將它擴展為SAP的大數據平臺,并與業界通用的開源式框架Hadoop實現了互聯,成為企業運用內存計算技術進行大數據分析的有力武器。

2013年,SAP推出了SAP HANA云平臺,這是SAP第一次在業界進入到“平臺即服務PaaS”的領域,并緊接著在PaaS平臺中加入物聯網等功能,使其成為SAP的工業云。

微軟的Azure、亞馬遜的AWS,也都是目前“工業云”大家庭中的顯赫成員。


目前的工業云平臺還處于跑馬圈地的春秋時代,任何一家難以獨大。在本屆漢諾威工業博覽會上,微軟和Rockwell、Orbig等15家歐美日企業組團參展便顯示了這種趨勢。

“SAP和西門子、GE這些工業巨頭以及微軟、亞馬遜AWS這些云服務平臺,都建立了密切的合作關系。”李強說。

西門子的工業云MindSphere是基于SAP的HANA云平臺建立的,“西門子的MindSphere可以看做是OEM化SAP云平臺的一個產品。”李強說。

2016年,SAP與GE建立合作關系,加強SAP的HANA云平臺與GE Predix之間的集成。

今年2月,SAP推出的Leonardo物聯網系統,除了安裝和部署在SAP的數據中心上之外,也支持多云架構,例如可以部署在谷歌云、微軟云和亞馬遜云上。

“SAP與這些企業,都是工業互聯網聯盟的成員,在工業標準的制定、系統的數據交換和集成方面,一直都在展開合作。”李強說。

林雪萍認為,巨頭們將在工業云和物聯網平臺展開競爭。

競爭的蛋糕和變數在于,大量的機器對基礎設施、機器對環境、人與機器、人與人的新連接未能解決,解決連接問題之后產生的分析及其他業務是更大的挑戰。

即便是先行者GE,也未能獨霸“工業云”市場。

“一方面,設備之間存在兼容性和多樣性的問題,很難在硬件層面出現壟斷。”李強說,工業云的應用場景會按照行業性質在垂直方向上密集產生,多是跨上、下游企業之間,例如設備制造商和設備運營商,其數據被某一家企業(工業云)壟斷的可能性相對較小。

“在工業云或者工業4.0市場,僅靠單一廠商不能提供全部解決方案,需要全產業鏈的合作。由設備提供商、數據采集、傳感器、基礎設施,專業應用開發等整個生態系統構成,其中有合作、有競爭。”李強說。


中國的工業云也在加緊布局。

中國的“工業云”大致分為三類。海爾、美的等制造業公司,將各個供應鏈廠商整合進入自己的工業云。海爾在今年漢諾威工業展上發布了COSMOPlat定制解決方案,現場展示如何用iPad定制個性化冰箱,將線上云的資源與線下工廠實際生產結合起來,形成一個閉環的O2O云。“(這種做法)比較激進。”林雪萍稱。

三一重工的根云這類傳統制造業則通過產品/設備端的數字化,通過設備數據聯網,直接反饋數據。“這是傳統制造業最擅長的。”林雪萍說。

用友等則進行業務流程下沉,已經從企業軟件明確轉向到企業服務。

雖然中國的工業云平臺,在工業軟件積累上和國外有差距,但對于中國企業服務的適應性方面則有優勢。

“在云計算和工業大數據領域,中國市場的重要性是毋庸置疑的。”李漓稱。此前,MindSphere已向英國、瑞士及美國等高端制造業發達的國家投放,中國市場是西門子接下來的投放目標。

出于信息安全的考慮,中國政府不允許外資獨資運營云平臺。巨頭們需要選擇本土合作伙伴。

今年7月5日,中國航天科工集團公司董事長高紅衛,與德國西門子股份公司總裁兼首席執行官凱颯在德國柏林簽署協議,基于工業云平臺共同打造工業生態系統。

航天云網副總經理貝宇紅對界面新聞記者表示,航天科工的工業互聯網云平臺的核心系統INDICS與GE的Predix、西門子的MindSphere,作為三個主流工業云平臺,架構均涉及工業應用APP層、云平臺層、平臺接入層、工業物聯網層和工業設備層等五層。

貝宇紅稱,中國的數據留在中國,進出數據由航天云網監控,云平臺在航天云網使用中國聯通的服務器。西門子則希望,通過此次合作能讓更多客戶采用西門子的產品、數據、數控機床等。

“SAP一直強調中國是其第二故鄉,”李強說,“在SAP全球所有的市場中,在中國的投入是最大的。”

SAP已經逐步在中國落地了部分工業云。2014年,SAP與中數通合作,提供人力資源云端應用。2016年,SAP宣布與阿里云建立戰略合作伙伴關系,共同致力于向中國企業提供云計算服務,加速推進企業級云服務在各個行業的深入應用,助力企業的數字化轉型。

目前,SAP在中國可以提供人力資源云SF、采購云Ariba,中小企業云BYD,客戶云C4C,供應鏈管理IBP等一系列云服務。

GE于今年3月14日宣布,和中國電信聯手合作“工業云”。

“物聯網、大數據、人工智能等概念深入人心,大家都知道這是未來,但怎樣將這些概念與企業自身的業務結合起來,找到一條切實可行的實施路徑,才是重中之重。” 北京工業大數據創新中心主任陸薇認為,“工業產業競爭壓力很大,企業比較務實。企業上信息系統,首先會考慮回報。這個投入周期很長,成本很高。往往花了一兩年將系統建設起來,把數據收集起來了,結果卻不清楚怎么用。”陸薇說,“轉型不是買一套設備或者系統就能解決的,這涉及到企業管理模式、業務模式、人員結構的轉型等。”

“云計算帶來的最大好處是,把每個單元的儲存和計算成本降的很低,但也帶來了復雜性。數據串聯之后,信息安全怎么做?知識產權保護怎么做?這都是挑戰。”源訊信息技術(中國)有限公司解決方案事業部中國區總經理關利星擔心,一旦將諸如工廠生產過程、資產性能管理的數據放到云平臺上之后,數據會成為包括數據管理員和系統開發者在內人員的獵物。


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