2.4 工业互联网平台整体趋势
2.4.1 工业互联网平台展现驱动工业数字化转型的巨大潜力
当前,工业互联网平台正在驱动工业全要素、全产业链、全价值链实现深度互联,推动生产和服务资源优化配置,促进制造体系和服务体系重构,在现阶段的工业数字化转型过程中开始发挥核心支撑作用。
从宏观看,平台模式、平台经济正在持续变革和颠覆传统工业形态,主要表现在以下3个方面。
(1)颠覆了传统工业软件研发体系。GE、PTC、西门子、华为等平台企业纷纷打造云端开发环境,构建开发者社区,引入低代码开发技术,吸引大量专业技术服务商和第三方开发者基于平台进行工业App创新。以往需要大量投入、研发周期长达数年的工业软件研发方式正在向低成本、低门槛的平台应用创新生态方式转变,不但研发周期能够缩短数十倍,而且也能够灵活地满足工业用户个性化定制需求。
(2)变革了传统工业企业竞争方式。企业竞争不再是单靠技术产品就能取胜,而是开始成为依托平台的数字化生态系统之间的竞争。例如,以往单纯销售工程机械产品的企业,现在通过平台与供销商、客户、技术服务商等建立数字化的合作关系,快速感知用户需求和设备状态,及时与供销商合作调整供货、生产计划,联合技术服务商为用户提供整体施工方案,甚至联合金融机构帮助客户进行产品投保,从而形成整体性的竞争优势。
(3)重新定义了工业生产关系与组织方式。平台打破了产业、企业之间的边界,促进制造能力、技术、资金、人才的共享流动,实现生产方式和管理方式的解构与重构。例如,已经有企业利用平台连接各类企业,按照订单需求的不同,灵活地在平台中组织形成“虚拟工厂”,并将订单按照“虚拟工厂”内部各个主体的实际能力进行分配和管理,实现制造技术与生产能力的共享协同。
从微观看,平台正在改变企业的设计、生产、管理和服务方式,重新定义和优化整个价值流程。
(1)平台驱动产品创新,通过多渠道深度交互精准洞察用户需求,并借助数字化的先进设计工具和网络化的创新资源组织打造智能新产品。例如,海尔、红领、奥迪等家电、服装及汽车领域企业利用平台对客户的个性化需求进行更深入的洞察,用大数据分析来进行市场预测以指导销售,并通过基于平台的众包、众创加速产品创新。
(2)平台驱动生产与运营创新,借助先进的数字化技术和强大的工业数据分析能力,支撑企业实现先进制造、生产与运营管理优化、供应链协同和智能化决策。例如,卡特彼勒、富士康等制造企业将机器人、数控机床等生产设备数据接入平台进行监控和分析,改进提升生产过程的效率和质量;而英国石油公司、石化盈科信息技术有限公司(简称石化盈科)、上海宝信软件股份有限公司(简称宝信软件)等石化钢铁企业则利用平台优化工艺参数、降低生产能耗,并进行原材料供应的协同。
(3)平台驱动商业模式变革,推动金融、物流、农业等领域与制造业融合创新,促进原有产品体系和服务方式演进转变。例如,PTC、SAP、用友、金蝶等国内外工业软件企业都在产品云化的基础上加快推动订阅服务,既降低客户成本又实现了持续服务营收;还有树根互联技术有限公司(简称树根互联)、天正集团有限公司等装备及自动化企业则通过采集分析设备运行数据,联合金融公司推出各类融资、保险商业服务。
(4)平台驱动组织管理体系重塑,推动企业从顶层决策到底层生产的端到端集成,促进资源配置优化,实现扁平化管理及社会化协同。例如,航天科工、华能、大唐电力等一些大型集团企业一方面利用平台实时监控分布在各地的子工厂的运行状态,及时进行调度管理;另一方面也通过平台汇聚产业链上下游企业的信息,推动企业间的供需对接和制造协同。
未来,以工业互联网平台为载体,以C2M(顾客对工厂)为核心的社会化制造模式也将逐渐孕育形成。领先的工业互联网平台企业将有能力通过平台对客户需求进行深度感知与交互,从而为产品定义与研发设计提供精准的指导;在产品设计与制造过程中,企业将借助平台整合各类设计与制造资源,有效组织并管理研发设计与生产制造过程,既保证产品设计的创新性与方案最优化,同时也寻找最适合的制造业企业进行生产,在确保产品质量与交付周期的前提下使生产成本达到最低;在产品交付后,平台将持续提供产品的运维服务与增值服务,不断为企业创造新的价值。在这一过程中,平台还将充分发挥集中采购、统一物流、金融服务等综合服务能力,进一步下降交付成本与提升运营效率,并提升客户购买能力与企业资金周转效率。这将真正实现工业全要素、全产业链、全价值链的深度互联集成,实现制造资源的更高效配置利用,形成新的制造与服务体系。
2.4.2 全球工业互联网平台市场保持活跃创新态势
全球工业互联网平台市场持续呈现高速增长态势。根据研究机构MarketsandMarkets的统计数据,2017年全球工业互联网平台市场规模为25.7亿美元,预计2023年将增长至138.2亿美元,预期年均增长率达到33.4%。美国、欧洲和亚太是当前工业互联网平台发展的焦点国家和地区。随着GE、微软、亚马逊、PTC、罗克韦尔、思科、艾默生、霍尼韦尔等诸多巨头企业积极布局工业互联网平台,以及各类初创企业持续带动前沿平台技术创新,美国当前平台发展具有显著的集团优势,并预计在一段时间内保持其市场主导地位。而紧随其后的是西门子、ABB、博世、施耐德、SAP等欧洲工业巨头,它们立足自身制造业基础的领先优势,持续加大工业互联网平台研发的投入力度,使得欧洲工业互联网平台领域进展迅速,成为美国之外主要的竞争力量。中国、印度等新兴经济体的工业化需求持续促进亚太地区工业互联网平台的发展,亚洲市场增速最快且未来有望成为最大市场。尤其值得一提的是,以日立、东芝、三菱、NEC、发那科等为代表的日本企业也一直低调务实地开展工业互联网平台研发与应用探索并取得显著成效,日本也成为近期工业互联网平台发展的又一个亮点。
各类企业围绕工业互联网平台的参与热情和布局力度保持高涨势头。
(1)更多工业企业投入工业互联网平台领域,在不同领域涌现出一批新的平台产品,例如,在自动化与装备制造领域,KUKA Connect平台、安川MMCloud平台、霍尼韦尔Sentience平台等崭露头角,成为各家企业围绕产品提供增值服务的良好载体;在生产制造领域,日立、东芝则分别构建了Lumada平台和SPINEX平台,在优化自身价值链和降低运营成本的同时,还能够为客户提供创造价值的新服务。
(2)ICT企业不断强化自身平台对工业场景的适配能力,以微软、亚马逊为代表的IT企业巨头在平台中提供各类大数据、人工智能方面的通用算法框架和工具,联合工业企业客户进行研发,形成可视化管理、质量分析优化、预测性维护等工业解决方案;而类似思科这样的通信企业巨头也开始将平台连接和服务能力向工厂内渗透,从各种工业以太网和现场总线中获取实时生产数据,支撑并形成工业智能应用。
(3)以数据为核心的初创企业表现更加活跃,除了Uptake、C3IoT,还有QiO、Mnubo、Particle等越来越多的初创企业将工业大数据、人工智能技术与平台进行深度结合,满足工业领域日益深入的数据分析需求;此外,Sieraa Wiless、Telit、Device Insight等M2M(Machine to Machine)通信领域的初创企业也充分发挥在数据连接方面的技术优势,帮助工业企业实现资产的远程连接和在线管理。
2.4.3 我国工业互联网平台呈现蓬勃发展的良好局面
过去一年多来,我国工业互联网平台发展取得显著进展,平台应用水平得到明显提升,多层次系统化平台体系初步形成。
1.涌现出更多知名工业互联网平台产品
全国各类型平台企业达到数百家,具有一定区域、行业影响力的平台企业也超过50多家。既有传统的工业技术解决方案企业转型发展,构建工业互联网平台,如航天云网、海尔、树根互联、宝信、石化盈科、用友、索为、阿里、华为、浪潮、紫光、东方国信、寄云等起步较早的平台企业,还有华能、国网青海电力、北汽、浙江中控、朗坤、中科院沈阳自动化研究所等行业领先企业也纷纷推出平台产品,将工业技术能力和先进制造经验转化成高效、灵活且低成本的平台服务。也有大型制造业企业孵化独立运营公司专注于平台运营,例如,徐工、TCL、中联重科、富士康等大型集团企业剥离和整合内部相关资源,注资成立聚焦工业互联网平台业务的独立运营的子公司,在服务好本集团的基础上对外输出成果。还有各类创新企业依托自身特色打造平台,例如,索为、安世亚太等软件服务企业凭借自身技术优势推出关于设计仿真研发的平台;华龙迅达、明匠智能等系统集成企业凭借专业知识与经验积累构建行业服务平台;而优也、昆仑数据、黑湖科技等互联网技术企业则依托平台为用户提供智能数据分析或云端管理软件服务。
2.形成一批创新解决方案和应用模式
围绕行业生产特点和企业痛点问题,平台企业持续创新服务能力,开发形成了一批具有亮点的创新解决方案和应用模式。在研发设计方面,涌现出索为公司的研发设计与产品运维一体化解决方案、安世亚太公司的基于工业知识生态的先进设计以及华为公司的“沃土”云仿真设计等平台服务。在生产制造方面,形成了富士康ICT(集成电路测试类)治具的智能维护、航天云网精密电器智能化生产、紫光钣金行业企业云图等一批平台解决方案。在企业管理方面,用友、金蝶、天智智能、黑湖科技等平台利用云ERP、云MES、云CRM等服务解决企业的生产运营管理、供应链协同与客户管理问题。在产品服务方面,树根互联、徐工信息将工程机械远程管理解决方案进行推广,实现纺织机械、工业机器人、数控机床等设备产品的远程服务。在应用模式创新上,树根互联、智能云科、天正、生意帮等企业也探索出了“平台+保险”“平台+金融”“平台+订单”等新模式、新业态。
2.4.4 工业互联网平台仍然处于发展初期
相比于传统的工业运营技术和信息化技术,工业互联网平台的复杂程度更高,部署和运营难度更大,其建设过程需要持续的技术、资金、人力投入,在商业应用和产业推广中也面临着基础薄弱、场景复杂、成效缓慢等众多挑战。工业互联网平台将是一项长期、艰巨、复杂的系统工程,当前仍然处于发展初期。
在技术领域,平台技术研发投入成本较高,现有技术水平尚不足以满足全部工业应用需求。一是平台连接能力面临挑战。工业设备种类繁杂、数量多、通信协议与数据格式各异,当前尚缺乏能够降低成本且便捷地实现工业设备快速接入平台的有效的技术手段,导致绝大部分平台的设备接入数量有限。Gartner曾预测,2020年全球可联网设备数量将达到260亿台,目前平台的设备接入水平还与此数据有很大差距。二是平台数据分析能力面临挑战。根据对国内外366个平台应用案例的统计分析,可以看出,有40%的平台应用集中在以产品或设备数据预测性分析为主的资产运维优化领域。而在涉及数据范围更广、分析复杂度更高的经营管理优化和资源匹配协同等场景中,多数平台现有的数据分析能力还无法满足应用要求,还需要进一步推动数据分析技术创新以及实现长期的工业知识积累。三是平台提供专业工业服务的能力相对较弱。目前大部分平台对于工业知识、模型和历史数据的沉淀远远不够,面向特定行业或工业场景提供服务时,要么难以满足制造企业的业务需要,要么需要进行大量定制化开发,导致服务成本和周期大幅增加。
在商业领域,平台市场还没有出现绝对的领导者,大多数企业仍然处于寻找市场机会的阶段。一是平台回报周期较长,很多企业尚处于投入阶段。GE、PTC、罗克韦尔、西门子、ABB等国外工业巨头在平台领域的投入水平普遍达到了数十亿美元,我国航天云网、海尔、树根互联、徐工信息、东方国信等领军平台企业的平均累计投入也有数亿元乃至十多亿元,但目前平台直接带来的收益在企业整体利润中的占比并不高。而国内外绝大多数初创平台企业的财务状况都还处于亏损状态,融资规模则普遍在亿元水平,企业估值相对较低。二是平台商业模式不够成熟,企业赢利手段较为单一。当前,面向特定工业场景提供智能解决方案的平台企业基本以专业服务的方式为客户交付产品和服务,而具有IT和工业软件背景的平台企业主要基于云提供按需订阅服务而实现赢利,广告竞价、应用分成等消费互联网领域较为常见的商业模式在工业互联网平台领域较少应用。
在产业领域,优势互补、协同合作的平台产业生态也还须持续构建。一方面,大部分平台企业在发展中仍以单打独斗为主,特别是在平台建设中,部分平台企业尝试自主构建端到端完整的平台架构,在自身不擅长的领域投入不必要的资金和人力,增加了经营风险。在平台应用实施中,部分平台企业进入不熟悉的业务或技术领域时,未能很好地整合外部力量,从而影响了项目的实施效果。另一方面,基于平台的产业创新生态构建仍然“前路漫漫”。微软、PTC、西门子、Software AG等领先平台企业不断完善开发者社区的建设并提供全面的技术资源和应用推广支撑,广泛联合各类生态合作伙伴。而我国平台企业的生态合作伙伴类型和数量都还明显不足,大部分平台尚没有构建开发者社区;即使已构建开发者社区的,入驻平台的开发者数量也普遍在千人左右,远远落后于国外数万人的水平。
总体而言,上述各方面所面临的挑战充分说明,当前工业互联网平台仍然处于发展初期,还存在众多不确定性因素,预计还需要很长时间才能真正达到成熟发展阶段。