工业互联网技术发展的总结与展望

第四届工业互联网大赛深圳赛区的颁奖仪大会上周在深圳举行。在这个会上，我做了一场20分钟的报告：工业互联网技术发展的总结与展望。由于报告时间太短，有些问题不一定讲得清楚。为此，我这里撰文介绍一下当时的想法。

工业互联网的概念提出很早，至今已经超过10年了。期间遇到了一些挫折，概念的内涵也发生了很大的变化。我想谈谈如何看待这些挫折、变化，谈谈未来会如何发展。要理解技术发展的逻辑，就要了解技术发展的基本规律。我特别强调了三条：

1、创新成功的关键是抓机会、不是凑热点。机会是技术与经济可行性改变带来的。对多数人和企业来说，采用新技术的难点往往是技术和经济可行的统一。

2、新技术往往是从技术难度低向难度高的领域发展，或者从价值相对较大向价值相对较小的领域拓展。前者是技术难度提升、后者则往往是技术成本降低或通用性增加。通用性增加本质上是通过知识复用降低成本。

3、技术价值往往是“非线性”的，通用和基础技术具有巨大的技术潜力。工业互联网平台就是这种具有潜力的技术。

一般来说，技术失败往往是可以归结到经济性不合理（市场小、用户需求弱、使用成本高等），而成功往往发生在难度和价值都比较合适的地方。工业互联网的发展历史，也证明了这一点。技术未来的发展方向，要特别关注潜力大的方向。

明白了这些基本规律之后，就可以从远往远处看了。我们要回答：工业互联网的终极价值是什么？我把工业互联网的终极价值分成两类：个人是如何劳动、众人是如何协作。前者主要是指远程化、针对人机关系；后者针对工厂的协同，重点是人与人的关系，可以用工业4.0的逻辑来进一步分析。当然，两者有一定交叉。

为什么把远程化作为终极目标之一呢？

我们知道：人类的一个重要理想是让机器代替人，做人不喜欢做的工作。机械化、自动化和智能化都面向这个目标。但自动化是有短板的，一般只能用于场景固定不变的重复性工作，比如车间内部的生产。场景不断出现意外变化时（如开车），机器就很难自己完成任务了。智能化能部分地补上自动化的短板，但远程化几乎可以解决任何问题。当然，远程化和智能化可以是互补的、共同促进。

从技术方面讲，最简单的远程化是远程设备监控，以及通过设备监控实现各方面的管理工作。进一步的远程化，可能是远程操作设备。操作设备可以很简单（如开关设备阀门），也可以比较复杂（如在工地上开挖掘机）。最难的可能是远程维修设备。数字手套、AR、VR、易于远程操控维护的设备等就可以用于这类问题。在技术发展过程中，可能首先用于航天、军事等场景；然后用于某些大型企业（如日常的采矿、大型设备维护、如焦炉顶部的清扫、危险工况的排障）；然后向其他企业的应用拓展。

我把工业4.0作为另外一个终极目标。

工业4.0最典型的场景，是在流水线上进行个性化定制。这种生产方式会带来很多麻烦，让协同的难度大增。为此，德国人提出“三个维度的信息集成”来解决问题。在笔者看来，在我国对工业互联网的认知，其实包含了这三个维度。而GE公司工业互联网其实是物联网；物联网主要涉及纵向集成和部分横向集成。所以，可以从三个维度的角度对我国工业互联网的实践成果进行分类总结。

横向集成是本质上是空间信息的集成，一般表现为企业之间的信息集成，能够支持企业之间的资源共享和多方协同。长期看，这种集成能够促进社会分工、改变企业生态。我看到两种集成的方式：一种是大企业牵头的集成、用于管控自己的供应链；一种是平台公司牵头的集成，用于资源的动态对接。

我一直认为，横向集成的重点和难点是质量管理。对工业企业来说，一旦购买的生产资料不符合质量要求，经常会导致几十上百倍的损失。而且，高端企业往往对质量有特殊的要求，要经过反复认证才可能购买。所以，推动横向集成需要推动标准化、与质量监管结合与工业软件结合。

横向集成的另外一个麻烦是商业模式。资源共享、多方协同可以带来利益，但问题是这些利益如何分配、让主要的相关方都受益。这一点需要用商业模式创新解决问题。

横向集成有国情的不同。在大企业层面，美国企业有特殊的诉求：避免境外生产导致的技术外流，需要用工业互联网管理制造企业。在小企业层面，中国企业有特殊的场景：带动低端产业集群的转型升级。这对商业模式创新的要求较高。

纵向集成本质上是快节奏和慢节奏业务的集成，是管理与控制的集成，可以用来提升管理能力。

管控能力的提升体现在人、机、料、法、环管理的各个方面，尤其是各种与人相关的管理。可以具体到设备管理、质量管理、能源管理、操作管理、安全管理、生产管理等多个方面。在我看来，计算机管理的方式本质上很简单：首先是工业知识软件化、让机器学会干活，其次是对超标、违规的管理，要知道出了问题怎么办。所以，提升管理能力的一个重要工作仍然是提高标准化程度。

管控能力的提升，能够促进生产方式的转变。最典型的做法就是支持小批量、多品种的生产，极端的做法是支持流水线上的个性化定制——也就是工业4.0的典型场景。在我国，这种变化近期的亮点主要在中低端产业。

端到端集成本质上是不同时间段上信息的集成、是研发设计、生产制造、销售服务等业务的信息集成。通过端到端集成，可以显著地提升企业的研发和服务水平、支撑个性化定制和小批量生产。

端到端集成的一个重要基础是研发设计的数字化。产品设计数字化的基础上，可以把CAD、CAE、CAM等真正地融合起来，从而促进综合的优化。我举了一个例子：可以把零件设计、选材和制造结合起来，取得人类难以企及的设计效果。通过数字孪生，可以把研发设计与生产制造过程的持续改进联系起来。端到端集成的优势，是若干个业务的单独优化变成综合优化。形象地说，是“把N个1维空间的优化，转化成1个N维空间的优化”，会极大地改变研发设计的方式和效果。目前，这类进展主要发生在离散制造业的中高端技术企业（HMT）。

面向未来时，工业互联网平台是基础。要把这个基础做好，需要进一步提升标准化程度、平台的易用性和灵活性。在我看来，工业4.0强调的“三个维度的信息集成”主要是三个一维业务链的集成。从发展苗头上看，未来的发展可能会变成一个三维的信息集成。