广告

需求向上,生态向下,工业互联网破圈进行时…

需求向上,生态向下,工业互联网破圈进行时…

一家工厂或要10年才能变为数字化智能工厂。工业互联网是一场持久战,目前离全面推广普及还有很大差距。这需要全产业链长期踏踏实实去落实和优化,是一个极为重要并且常做常新的课题。

不可否认,在许多人看来,工业互联网是一个新瓶装旧酒的“换皮”故事。类似的概念词有很多,诸如2013年德国首次提出的“工业4.0”,2015年中国全面部署的“中国制造2025”,还有美国、日本、英国、法国等主要工业国家纷纷发布发展战略,通过投资项目、科研补贴、税收优惠等方式,支持各方进行下一代工业制造的探索(表1)。swHesmc

swHesmc

那么来到2021年,为何还要重提工业互联网?它有什么新趋势?我们邀请了来自工业互联网产业里不同环节的代表企业,聊聊“工业互联网破圈发展的2021年”。swHesmc

经此一疫,工业互联网迈入千亿级市场

2021年重提工业互联网的原因,《国际电子商情》认为是其产业在新常态下发生了深刻的变革。swHesmc

首先,在发展目标上,无论是“工业4.0”还是“中国制造2025”,早期强调自动化、数字化、流程化;而工业互联网的目标是在前者的基础上,进一步实现智能化、网络化、万物互联。swHesmc

其次,在发展阶段上,工业互联网在“天时地利人和”的条件下迎来黄金发展期。“天时”是2021年新基建项目火热开局,工业互联网成为部署重点之一,加之地方政府大力支持,创造良好环境;“地利”是数字经济的蓬勃发展,特别是大数据、人工智能、云计算、5G等新一代信息技术进一步成熟,为工业互联网发展提供技术支持;“人和”是新冠肺炎疫情对人们生产生活方式的颠覆,数字化转型成为未来5至10年全球制造业发展的大趋势。越来越多的企业决策者认同了工业互联网的必要性和迫切性,数字化转型已经成为制造工厂的刚需。swHesmc

尤其是疫情的影响之下,数字化程度更高的企业受到的冲击普遍更小。这些企业不仅可以采用远程办公、在家办公来快速复工,还能利用产线的自动化来快速复产,成功保障产能后甚至争取到更多的订单。所以从结果来看,新冠肺炎疫情短期上对全球制造业带来了冲击和抑制,但长期上却是促进了企业的数字化转型。swHesmc

还有在市场规模上,工业互联网迈入千亿级市场空间。据IDC2021年6月发布的数据显示,2020年中国工业互联网整体市场规模在2,800亿元人民币左右,并预计将保持12%左右的年复合增长率。此外,新兴工业互联网服务商目前主要关注的增量市场有工业智能、5G工业应用、云化软件等。预计2021-2025年,多个增量市场将保持30%以上的年复合增长率(图1)。swHesmc

swHesmc

尽管工业互联的需求明显上升,但现阶段普及程度还不高。据观察,目前已经部署了工业互联网并且获得阶段性成功的电子企业,不到行业总数的一半。swHesmc

而较为成功的案例多数来自大规模企业,例如华为、鸿海科技集团(富士康)。他们早期花费了3至5年的时间去实现底层数据化,随后又大手笔投入智能硬件设备,提高人机协同的效率,加上近几年大力部署各类软件平台,最终在高度智能化的产线上实现最大化的提质增效、降本减存。swHesmc

以顶级代工厂富士康为例,他们从一般工厂到数字化智能工厂,一共用了10年时间。对此,工业富联董事长李军旗分享道,工业互联网是一场持久战,目前离全面推广普及还有很大差距。这需要全产业链长期踏踏实实去落实和优化,是一个极为重要并且常做常新的课题。swHesmc

各路玩家悉数到位,全产业链景气向上

事实上,工业互联网市场的巨大潜力已经吸引了一大批玩家入局,无论是传统的工业设备厂商、数控系统供应商、IT企业,还是运营商和通信技术提供商、互联网巨头、芯片企业和创业公司,都争相布局该领域,试图利用先发优势抢占市场。swHesmc

根据工业互联网平台架构,工业互联网产业链细分领域大致分为以下六个部分(图2):swHesmc

swHesmc

(1)设备层swHesmc

包括智能生产设备、生产现场智能终端、嵌入式软件及工业数据中心,承担实际工厂里的数据采集工作。其中,“智能终端”被喻为智能工厂的感官,“工业机器人”被喻为智能工厂的四肢。swHesmc

在智能终端层面,英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场与业务合作总监南铮指出,智能工厂是驱动物联网市场增长的关键一环,其中:传感器、微控制器、功率器件、存储器、连接解决方案、安全解决方案的需求量日益增加。这些芯片的需求大有不同,一是品质稳定性严苛,二是符合高安全标准,三是低功耗需求日益突出。swHesmc

英飞凌认为应当全面统筹考虑物联网设备所涉及的半导体器件,以及相关的软硬件系统方案和工具。具体而言就是要在物联网不可或缺的感知、计算、执行、连接和安全领域,提供全面的产品组合,以及ModusToolbox这类系统设计工具,形成完整的物联网系统级解决方案,助力客户高效创建智能、安全和节能的物联网设备和系统。swHesmc

swHesmc

英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场与业务合作总监南铮swHesmc

在生产设备层面,工业互联网离不开工业机器人的通力贡献,两者的发展历程也极为相似,从早期的自动化、流程化升级为如今的智能化、物联化。swHesmc

MiR是一家来自丹麦的自主移动机器人(Autonomous Mobile Robots,AMR)制造商,正深度开拓电子制造领域,专业能力可覆盖全产业链,包括上游材料与设备制造、中游模组制造、下游品牌整机。swHesmc

据MiR自主移动机器人中国区销售总监张愉介绍,与传统的AGV机器人相比,AMR的优势在于自主导航、安全可靠、部署灵活、简单易用、更具成本效益。例如伟创力奥地利工厂选择部署了两台MiR AMR,缩短了主仓库和制造区域之间的运输时间,同时避免因部署AGV而产生的3至6个月停工风险。又例如在霍尼韦尔,四台MiR100机器人取代了六名全职员工的劳动力成本,每年节省300,000美元的运行成本。swHesmc

swHesmc

MiR自主移动机器人中国区销售总监张愉swHesmc

(2)软件层swHesmc

包括研发设计、信息管理和生产控制软件,是数据处理的必要环节,就像人类的“神经”,帮助企业提炼数字化价值。swHesmc

据观察,美、德厂商垄断了传统的工业软件市场:拥有GE、Oracle、西门子集团、SAP等工业软件巨头,并且形成了完整的开发者社区。swHesmc

西门子工业软件亚太产品与业务发展经理杜运亮介绍道,西门子集团是全球电子电气工程领域的领先企业,同时也是德国“工业4.0”数字化企业平台的实施典范,在智能工厂探索中拥有丰富的成果和经验。对内提质增效取得成果后,西门子希望赋能给其他制造企业,助力各行各业迈向“工业4.0”,由此“西门子工业软件”应运而生,全面呈现了西门子的数字企业软件套件,囊括了从设计、仿真、测试、产品生命周期管理及制造运营管理全方位的解决方案。swHesmc

swHesmc

西门子工业软件亚太产品与业务发展经理杜运亮swHesmc

(3)网络层swHesmc

包括工厂内部和外部的通信,它宛如人体内的“血液”,将营养(数据)传输到各个环节,具备数据传输和决策反馈的作用。swHesmc

在网络层,既有运营商和通信设备提供商借助渠道优势提供工业解决方案,也有新兴物联网通信技术供应商初露锋芒。具有长覆盖距离、低功耗和易于部署特点的LoRa正是后者的代表之一。swHesmc

Semtech中国区销售副总裁黄旭东告诉《国际电子商情》,在工业互联网领域,LoRa物联网通信技术已经成为了多个垂直行业中物联网应用的首选技术,帮助这些行业在复杂的应用场景中,实现了从传感器收集数据并可靠地传送到数据中心和云,同时保持构建整个工业互联网体系的总资本支出和运营费用最低。而随着新基建数字化、工业互联网/智能制造2025等这些国家策略的提出,给LoRa在这些领域的发展也带来更多的机会,在电力、工业等领域的应用也有着数倍的增长。swHesmc

swHesmc

Semtech中国区销售副总裁黄旭东swHesmc

当然,工业场景里所需的网络是多样化的,LoRa正在尝试与更多的技术融合,将LoRa配合其它技术推出整体的硬件解决方案。swHesmc

例如,LoRa联盟成员之一的深圳市唯传科技有限公司,在2020年参与了华为主导的湘潭钢铁集团智慧工厂项目。该项目里,基于LoRa物联网技术,通过在工厂部署5G边缘网关与各类终端传感器,对工厂设备运行状态、生产环境安全指数、生产能耗统计、厂区照明、人员安全定位等数据进行监测,并对设备进行远程操控,实时保障工厂安全生产,实现智慧化管理。swHesmc

(4)平台层swHesmc

包括协同研发、协同制造、信息交易和数据集成等工业平台,它是整个智能工厂的“大脑”,用数据、算力与算法破解生产难题。工业 PaaS 是工业互联网的核心,代表企业有四大类型:第一种是装备和自动化企业,凭借工业设备与经验积累打造工业互联网平台,主要有西门子集团、ABB等国外企业;第二种是领先制造企业,将数字化转型成功经验转化为基于平台的服务能力,国内主要企业有海尔、中国航天科工集团、三一集团有限公司;第三种是软件企业,围绕业务升级需求,借助工业互联网平台实现能力拓展,主要企业有德国SAP公司,美国PTC公司;第四种是ICT企业,发挥技术优势,将已有平台向制造领域延伸,外国企业有IBM、亚马逊、微软,中国龙头企业是华为。swHesmc

(5)应用层swHesmc

包括垂直行业应用、流程应用及基于数据分析的应用,这一层是工业互联网布局的直接受益者。swHesmc

发展看点在于一些龙头制造公司如何开展更广泛的智能化转型,将自己的成功经验复制和分享到千行百业。如鸿海科技集团、西门子集团、华为等超级工厂。swHesmc

(6)安全体系swHesmc

安全体系渗透于以上各层中,是产业重要的支撑保障。从内容来看,包括工业控制系统信息安全、工业互联网安全、工业大数据安全、工业云安全、工业电子商务安全等内容;从保障对象上看,工业信息安全要保障工业系统和设备、工业互联网平台、工业网络基础设施、工业数据等的安全。swHesmc

(7)跨界新势力swHesmc

如果说,上述代表企业是工业互联网市场积蓄已久的中坚力量,是将现有的解决方案向不同行业延伸;那么更“躁动不安”的应该是跨界者,他们在工业互联网不同层次或不同环节等细分领域提供专业服务。swHesmc

安富利中国资深物联网业务拓展经理胡浩分享道,安富利在几年前就着手布局物联网行业,依托丰富的OEM客户群及合作伙伴,以及强大的供应链整合能力,为客户提供端到端的一站式解决方案。从行业垂直领域来讲,包括:智能工厂、智能仓储、智能设备状态检测等应用场景,安富利都可以定制专门的解决方案,助力加快产品上市,缩短系统研发部署时间。swHesmc

例如在货场管理系统,安富利利用GPS/UWB/AoA跟踪定位货柜与货车的进出场情况,实时管理优化货物与货车入场顺序,优化停车泊位的使用,极大地缩短了货车滞留时间,提高生产效率的同时也意味着节约了成本。swHesmc

安富利中国资深物联网业务拓展经理胡浩swHesmc

如何看待工业互联网赛道日益拥挤?

那么,面对各行各业的玩家积极涌入工业互联网产业链,开展不同的商业模式竞争,受访者们如何看待?swHesmc

答案是高度一致的——乐见其成。因为数字化转型已经是大势所趋,众多玩家参与其中,为行业客户带来更多选择,有利于行业多元发展。swHesmc

MiR张愉肯定道:“中国制造业需求和国家政策的扶持使得工业机器人在中国快速增长,竞争也日益激烈。MiR始终对竞争保持开放的心态,认为竞争实际上促进了行业集体技术的创新和进步,对客户和整个制造业来说,是良性发展。”swHesmc

而西门子工业软件杜运亮和安富利胡浩不约而同地提醒道:各个玩家的解决方案系统能力良莠不齐,行业客户更加难以选择,可能会给一些真正想转型的企业造成一定困惑。swHesmc

对此,杜运亮建议道:“客户需要选择有实战经验的工业互联网方案商,不仅能真正了解客户的底层需求,提供匹配的咨询方案;而且能落实到具体的解决措施,包括硬件+软件的全生命周期服务等。这样的模式能加速项目落地的速度,帮助客户尽可能减少试错成本。”swHesmc

胡浩则强调一站式服务的价值。他说道:“安富利提供的概念论证、价值论证,一直贯穿在整个项目大规模部署的循序渐进的过程当中。同时与客户一起构建整个系统,并且能够依托高度的产业链整合能力,为客户提供真正有价值的、可落地的解决方案。”swHesmc

工业互联网普及的痛点和难点

既然工业互联网迎来黄金发展期,各环节企业也集结完毕、人才济济,为何普及进度仍然迟缓?受访者们分别从自身的实践出发,阐述了当下工业互联网普及的痛点和难点。swHesmc

在智能终端的角度,英飞凌认为,在万物互联的时代里,安全带来的挑战日益增多。在消费领域,比较典型的安全隐患有:一是物联网设备普遍缺乏认证和访问控制,使得设备自身容易受到攻击;二是未经加密的通信数据和链路导致用户隐私数据和关键信息极易被非授权方截取和破译;三是物联网设备需要进行频繁的线上固件更新,极易被非法来源的固件攻击或操控;四是目前被攻击次数最多的两类设备是路由器和摄像头,其次是公司打印机。这些安全隐患对于工业领域应用来说,也有重要的指导价值。swHesmc

在网络连接的角度,Semtech黄旭东指出三个难点。(1)因为多数工厂面临着面积巨大和流程复杂,各种机器设备带来的无线电干扰,以及缺乏足够专业的工业互联网人员等挑战,许多物联网技术无法解决其数字化转型中的网络部署问题。(2)网络部署成本和运营成本也是阻碍许多行业引入网络连接的另一个挑战,使得很多传感器网络无法有效地进入到制造业环境中。(3)碎片化是物联网应用的一大特点,如何在碎片化中实现标准化和快速落地是工业物联网应用中最大的问题之一。swHesmc

在内部运输环节,MiR张愉认为制造企业面临“不会”和“不敢”的双重困境。之所以“不会”和“不敢”,是因为电子制造业产线自动化转型面临许多独特的挑战,包括劳动密集型产业用工量大;产线拥挤,物流通道狭窄;物料需求种类多,节拍短,点位多;产线Layout变更/换代对于柔性的要求;需要与线边立库或电子料仓自动对接等。swHesmc

在应用层的角度,安富利胡浩指出OEM厂商面临着的四个痛点。(1)如何明确需求,制定符合有限预算的弹性方案。(2)克服设计部署的高度复杂性,弥合IT/OT之间的巨大鸿沟。(3)数字转型产生海量的大数据,这些数据很重要,但更重要的是如何发挥数据的价值。(4)直面安全问题,包括数据的安全、系统的安全。swHesmc

“归根结底,真正的痛点是决策者的观念。”西门子工业软件杜运亮言简意赅地总结道,“我经常提醒客户,要将‘数字化转型’视为自己的孩子,选择方案就是帮孩子选学校、选老师。考虑的是孩子如何去合适的学校,去了合适的学校后如何选择优秀的老师……怀着这样的理念,转型的成功率将会明显提升。”具体来说,一方面,建设智能工厂是一把手工程,需要企业自上而下的部署,需要决策者有坚定执行的决心;另外,具体部署需要决策者明确需求,哪怕是针对每一个环节做细化的数字化目标,都比盲目部署、面面俱到的效果好。swHesmc

工业互联网是持久战,构建生态向下扎根

如何解决上述痛点?产业共识是:单枪匹马很难赢得转型之战,聚力发展生态圈才是长久之策。swHesmc

工业互联网是一个巨大的生态和系统,从技术上它需要覆盖工厂的底层数据采集与传输,也需要多样化的网络结构,还需要数据的清洗和预处理,以及针对不同行业和不同规模企业乃至单个企业的MES系统和其他设计管理系统及客户关系管理系统等定制,从而帮助制造企业更高效地管理生产过程和整体运营。swHesmc

Semtech黄旭东认为,不同的垂直行业之间存在着巨大的差距,不同规模的企业之间需求也不相同。通常,一家公司不具备所有关键技术知识,需要其他合作伙伴共同合作,从而形成健康的生态系统。swHesmc

英雄所见略同。安富利胡浩表示,物联网市场是产业高度融合的市场,横跨IT、CT与OT领域。数据始于一个传感器,经由不同的网络,被不同层级的设备处理、计算,汇聚于庞大的数据中心,在这个过程中,技术的高度复杂性及行业融合是趋势。同时,万物互联带来了基于有限成本的万千需求,市场的需求趋于碎片化,令单一企业难以应付。所以,安富利不仅要为客户的产品赋能,还要集合众多合作伙伴的设计制造及系统整合能力,为行业客户提供完整的一站式解决方案。swHesmc

那么具体如何构建生态圈呢?《国际电子商情》将其归纳为三点:开放的态度、服务接地气、形成生态闭环。swHesmc

1.开放的态度swHesmc

无论身处什么行业,持开放态度拥抱上下游合作者,是成功构建生态圈的前提。工业互联网生态圈也不例外。swHesmc

在过去几年,随着LoRa技术在中国应用的增长和普及,黄旭东看到了整个生态形成的过程,而且正不断壮大。在工业领域,他相信,工业互联网的新趋势正如LoRa的宣传口号一样,也是“自组、安全、可控”。针对该需求,Semtech已经加大了投入和资源部署。在物联网领域,Semtech研发了一种全新的LoRa私有组网协议,该协议和方案也将免费提供给LoRa生态合作伙伴,助力中国合作伙伴更好更快地实现项目落地。swHesmc

安富利的做法是积极拥抱产业联盟,致力于打造良好生态环境,集中服务于OEM/ODM客户。具体来说,安富利启动了合作伙伴计划,基于安富利云平台为合作伙伴产品赋能,利用低代码编程技术,使传统的硬件产品快速接入物联网,充分利用云端的强大的数据库及运算能力,快速构建完整的系统。此外,安富利提供solution hub平台,展示合作伙伴的产品及方案,使得他们亦可利用安富利分销渠道进行全球推广。swHesmc

2.服务接地气swHesmc

工业互联网应用在诸多行业,包括汽车、电子产品、第三方物流、食品饮料、医院、生命科学、消费品等。不同企业有不同的需求,工业互联网平台要面向细分行业、细分领域提供服务,甚至是定制化方案,满足不同行业客户的实际需求。swHesmc

西门子工业软件的做法是,基于相关经验、自身实力及集团支持,联手优质的合作伙伴,广泛接触不同行业和企业的底层需求,不断向下扎根,打造更多标杆案例。由此,西门子工业软件不仅可以提供产品、解决方案,还为千行百业带来丰富的经验和参考。swHesmc

MiR的策略体现在产品的可拓展功能。据张愉介绍,MiR AMR通过第三方顶部模块供应商的生态系统平台MiRGo,集合并展现各类能够搭配MiR AMR使用的超过几十款开箱即用顶部模块,快速满足不同行业客户各种具体使用场景下的细分需求,节省客户二次开发与集成时间,降低使用成本。目前,MiRGo可提供的解决方案涵盖但不局限于:框架/货架、牵引装置、协作式移动机器人、顶升装置、传送带、电动站点等。swHesmc

3.形成生态闭环swHesmc

工业互联网产业崛起的最后一块拼图,是全生态闭环的构建,目的是实现不同行业客户的价值链全覆盖。swHesmc

对此,安富利胡浩分享道,未来几年数字化转型需求旺盛,产业需求碎片化会随着联网需求的增长而加剧。安富利积极构建端到端的生态环境,为OEM客户提供从传统供应链、设计方案到通讯网络、云端应用集成的全方位支持。swHesmc

张愉表示,MiR将继续完善经销商网络及布局,覆盖高增长市场及地区。同时,重点发展本土技术开发合作伙伴,共同开拓MiR AMR顶部模块应用,为客户创造更多开箱即用的顶部模块。swHesmc

小结

综上所述,工业互联网是一个全新业态的开始,是一场持久战,需要一个逐渐成长的过程。当下中国制造体量已经非常大了,大而不强的原因是每个行业都存在一些卡脖子的问题。为了攻破它们,工业互联网产业链上下游企业需要通力合作,紧密对接行业客户发展实际和需求,通过开放、合作共赢的方式,打造更多标杆案例,并持之以恒地推动千行百业的数字化转型和升级。swHesmc

本文为《国际电子商情》2021年12月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里swHesmc

原创
本文为国际电子商情原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Momo Zhong
国际电子商情(Electronics Supply and Manufacturing-China)助理产业分析师,专注于PCB、电子工程、移动终端、智能家居等上下游垂直领域。
  • 微信扫一扫,一键转发

  • 关注“国际电子商情” 微信公众号

近期热点

广告
广告

EE直播间

更多>>

在线研讨会

更多>>