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林雪萍 | 智能制造走到哪里了?
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林雪萍 | 智能制造走到哪里了?
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2024-3-18 10:50:00
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6000
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阅读时间
15
分钟
未来制造是什么样的?中国制造现在走在哪里?久别三年的上海工博会,带来一些新启发。
IT与OT咋融合
要了解智能制造的趋势,唯一重要的线索仍然是自动化。能把自动化与数字化技术、工艺改善结合在一起,才能理解未来工业的发展趋势。
超过1000平米展台的西门子,展出了三十多种方案。这是探视远方的一个不错的落地天窗,也能看到当下智能制造的落地场景。西门子提出了全新的大战略图景:“Industrial Operations X”。这似乎意味着新的工业操作系统正在诞生。
当然,真正的图景还无法准确描述,但未来工业的脉动信号却是强烈的。站在更高瞭望塔上的企业战略家们,正在为应战新的涛浪而动员起来。
智能制造是IT与OT的融合,这已经成为共识。但共识之下依然语义不明,歧路连绵。以前曾经讨论到底是IT和OT两拨人争夺主导权的问题,现在终于有了一个明确的答案。OT已经完全恢复了自信,占据了一号位,而IT则重回辅助位的位置。
然而OT也在进化,自动化也不是大家熟悉的自动化。在过去四五年与IT相互较量的过程中,OT也变得开放多了,很多IT思维被引入进来。西门子提出了“增强自动化”概念,就是对OT既有技术的一种升级术。它将自动化的全栈技术,用数字化技术重新编织一遍。当前的智能制造的IT与OT融合,其实并非融合而只是强行绑定。这种通过接口方式的连接,并非是真正的融合。就像是一种粉刷术,用IT做涂料来粉刷OT原来的墙。而未来智能制造将会是一种天然的IT与OT的共生,涂料成为天然墙体的一部分。智能制造的IT与OT,不是融合,而是原生,就像双螺旋结构一样成为智能制造的基因。
为此西门子在现场展示了一种控制系统的全新形态。它将自动化软件平台,用最负盛名的IT编程平台Visual Studio的新一代轻量化版本VS Code作为底层,用IT视角重写一遍。这意味着,大学计算机、信息技术毕业的人,也可以加入到自动化编程的行列里来。自动化的大门,从来没有像今天这样敞开。而IT人才则可以轻松踏进殿堂。自动化控制系统的编程,以前多用梯形图,以至于这门学科都有“堕落”的迹象。很多企业居然会觉得这跟电工,没有什么差别。这种观点严重地影响了人才大军的加入。而现在,更多IT人才的注入,将是未来自动化的一股清流。
西门子从产品设计、到产线仿真、到机器实时分析,展现了全套软件的优势。它正在将所有的软件能力打包成一个“Xcelerator”平台,试图吸引各方生态伙伴,构建一个全新的商业帝国。创新者都喜欢“X”战略,无论谷歌,特斯拉还是西门子,它意味着探索未来的可能性。目前西门子的X平台战略图景清晰,但战术打法依然需要深度的迭代。眺望远方的落地天窗还有很多虚掩的帘幕,需要继续拉开。
软件正在成为制造界的新领袖。机器制造商,将不再是只单纯的提供一台设备,而是要交付两套系统:一套是物理机器,一套是数字孪生机器。一台机器设备,加上一台“虚拟机器”将成为标配。在工厂竞标的现场,越来越聪明的甲方,将不再只是看机器参数,也不是听取PPT的方案汇报,而是要求“虚拟机器”先运行一遍参数,然后才有“竞标上岗”的资格。这对OEM制造商,将构成巨大的挑战。只懂机械电气,而无法用软件打通全流程的制造商,可能会成为“机器土包子”而甩在时代的后面。这是一门需要借助外部力量才能掌握的技能,无法通过机电工程师的悟性而自动升级。OEM制造商,需要按下“Reset重启键”,做出刷新自我的选择。
每一个自动化厂家,都不能对软件无动于衷。三菱电机的“未来制造”,将SCADA软件、3D仿真软件、以及数据分析诊断软件MELSOFT做了打包,首次在工博会联合展出。这是一种战略姿态。自动化厂家,需要盘算自家的软件资产。施耐德电气也展示了“未来工业”的思考,它所收购的剑维AVEVA软件,正在像蔓藤一样沿着硬件部分蔓延生长。更多的工艺知识也灌注在它的基础平台之上。
德国菲尼克斯推出了“虚拟控制VC”(Virtual Control)的样机,这是对未来控制系统的一次巨大的颠覆。它意味着未来的控制系统,硬件与软件将大大解耦,工厂现场的工程调试,将大幅度缩减。正如服务器的虚拟机一样,虚拟控制,借助于一台工控机就可以控制多个不同可编程控制器PLC,而非分管不同的任务。新的控制系统,正在招呼我们把头伸进未来的窗户。多年前收购了自动化编程软件KW之后,菲尼克斯推出了基于Linux的下一代控制系统PLCnext,已经展现了新一代控制系统的混合态。既有轻计算的功能,也可以进行高级语言的编程,为IT人员进入自动化打开方便之门。而强化关注低碳绿色的未来,也是这个绿色电气隐形冠军的新举措。它推出的GreenPro已经在“组织碳”开始了碳足迹跟踪,并在“产品碳”展开突破。
现场的神灵
日本欧姆龙自动化公司,非常强调“人机协同”,将人的技能软件化,与机器融合在一起。印象中,欧姆龙是一个最没有花架子的公司。我在四年前看到的欧姆龙的“匠艺自动化”的提法,现在看上去,依然在不折不扣的实践。欧姆龙的展台往往是最值得静心琢磨的地方,不在于自动化技术,而在于浸润全场的精益理念。它不厌其烦地讲述一个道理:人,如何与机器共生。熟练技工的技能,如何编码化?“工匠保全”是我喜欢的术语,它意味着OT知识与IT技术进行共生,需要管理者理念的更新,而非简单的技术升级。日本制造认死理,不会追逐概念风。每年看上去没有变化,但四五年就有大不同。
台达电子的举动,同样值得琢磨。很难定义台达的业务线。它既有PLC系统,也是多年全球第一的电源供应商,还有风扇等诸多业务。很多人小看了电源,它对于安全零容忍的特点,使得生产电源门槛极高。国内比较好的企业应该算是航嘉集团,在下游用户联想电脑的大力反哺下,才得到了很好的发展。台达的智能制造,跟精益完美地结合在一起。而台达,居然是一个设备制造狂人。在它的PLC、电源生产线,所有的设备几乎全是它自己制造的。尤其是在收购了美国贴片机UI之后,整个产线的设备自产率会高达90%。锡焊机、光学检测机,都自己制造。然后,也将这样的电子制造线,出售给客户。自行制造设备最大的好处,就是让生产成为拧不干的毛巾。对于智能制造,台达电子提出的目标原则,“数年之内,大幅提升人均产值”。真是骇世惊俗。如此惊人的自动化率,如何实现?那就是不能靠单机设备突破,必须靠整条线的联动——这正是自造设备的逻辑。这需要大量的软件,将设备相连。目前,台达电子已经实现了大幅减少到目标。要拧出更多水分,仅仅盯着制造也不行,必须向设计端进军。改进设计理念,面向自动化的设计,才能一体化改进现场的效率。台达的经历,会让人觉得,精益依然大有可为。
再出海
在激光装备的现场,人们会由衷感到自己的渺小。因为这里的场面,实在都过于宏大。到处都是几百平米的展台,激光行业最擅长表演秀的济南邦德激光,一如既往的妖娆。告别机器的黑粗油腻,邦德将激光设备无论是外观还是营销方式,都整成邦德女郎的样子。这是工业界的清奇之风。
浮夸的空间背后,映射出一个高度同质化竞争的产业。激光行业可能是所有行业的“内卷之王”。听起来就是高科技的激光,在这里变成了白菜价。激光器是激光设备最重要的动力心脏。自从武汉锐科激光突破了美国光纤激光霸主IPG的技术护栏之后,激光器的价格就开始直线下降,导致激光设备的性能价格比,大幅度下探。功率瓦数的单价不断下降的激光器,就像是直奔深海的沉石,也拽着上面的麻袋不断探底。
很难赚到钱。但资本给与了很好的支持。聪明的企业,已经发现了新的机会,那就是到海外去。全球新建工厂明显增多,那些视野开阔的企业,就开始销售到海外。在国内有着深厚战略定力的广东宏山,成为行业的一面旗杆。从不负债,稳健经营。作为一家战略引领的企业,在海外的营收已经超过30%以上。但印度、越南正在祭起“反补贴反倾销”的长剑,指向中国方兴未艾的激光出口设备。目前看,中国还没有找到有效的组织方式,来应对这样老套路的双反武器。
同样值得思考的是机器人行业。国产机器人呈现了跟激光一样的特点,宏大而内容空荡。中国机器人已经高速发展,2022年达到近30万台的产量。但那么多的机器人制造商挤进来,可以看出这个市场的门槛也变得极低。相互拼刺刀,市场变得残酷变味。这个市场还在等待洗牌的机会。现场看到了埃斯顿机器人推出的UNO高端机器人,可以高速高精度适应各种恶劣的环境,感觉还是一个亮点。中国锂电和光伏的爆发,为机器人迎来很多想象空间。例如用在锂电池的一个场景的50公斤SCARA机器人,就基本由中国制造商垄断。这是一个新气象。但机器人还需要更多的这种突破,只有向高端机器人挑战,才有机会。但如何更好地生存,向海外进军无疑是关键道路。埃斯顿几年前收购的德国焊接机器人Cloos和英国运动控制器TRIO翠欧,正在成为埃斯顿的一个有效的国际渠道。
我在即将出版的《供应链攻防战》一书中,提到了两件事情。第一个是“中国制造再出海”。供应链大分流之际,供应链的移动已经无法避免。中国制造要采取主动措施,积极布局,从而在这次供应链板块重塑之时,重新获得成长的力量。第二个就是“合成营出海”。中国制造现在出海,既面临着严峻的生态环境,更有成熟跨国企业的一体化布局。不能再让企业单打独斗。那些金融、信贷、情报、智库、咨询等服务平台,都应该参与其中,保驾护航。
智能制造的产能需要出口,激光是一个好的观察样本。激光是最卷的行业,国内很难赚到钱,国外则有大量的机会。但激光企业的体量往往很小,即使领头羊大族激光,也只有150亿元的收入,远远甩开第二名友商。然而,激光也是中国的优势行业。如何让这样的产业健康成长,值得深思。再次融入全球化,换一种方式获得全球财富,是中国制造的新课题。激光行业正在接受这样的挑战。
产品线的边界在哪里
汇川技术无疑已经成为自动化领域最耀眼的黑马。在现场,人山人海。人们似乎怀着一点点朝圣的心情,来看望这个二十年前从华为出来创业的公司。它在2022年收入超过230亿元,它的人数也达到了2万人。汇川是一个胆大敢赌的血性公司,过去两三年它成功地“押中”了新能源汽车国产自动化的赛道。它的产品线太丰富了,几乎充塞了自动化的每个角度,从控制系统、运动控制器、伺服驱动、伺服电机,到各种网关、IO。更有进军机床CNC系统的雄心,还有什么是汇川不想做的?
这种打法,似乎成为中国自动化市场所喜欢的模式。每个企业都在扩充自己的产品线。这一点,对于过去通过并购而壮大的企业,优势会更加明显。美的工业在收购以色列的高创之后,就在它的运动控制、伺服驱动的基础上,增加了小型PLC、驱动控制一体机、高精度工业相机。这些新扩充的设备,有效地围绕国内的锂电、光伏、半导体设备等行业而发展。
宜科电子在收购吉诺之后,也大大扩充了自己在现场自动化的地盘。在成功从德国巴鲁夫、图尔克的版图里,获取了远程IO模块的一半以上市场份额之后,也开始进入了柜内IO。并开发了PLC控制器。同时,借助多年传感器的经验,也进入线激光领域。这使得宜科从“检测”领域,跃迁上升到“测量”环节。跟汇川20年一样,宜科今年也是20年历程。企业的成长,在这两年得到了急速的发展。
两大令人遗憾的事情
有两大令人遗憾的事情,跟我们想象的不一样。
第一个:自动化企业”去工业互联网化”的意图很明显。跨国公司的自动化巨头们,似乎都不再多提工业互联网平台。当年引领工业互联网平台发展的旗帜Predix早已云消雾散,成为江湖上的一个零落成泥的尘封传说。西门子在当年也同期推出了Mindsphere,霍尼韦尔、罗克韦尔等自动化巨头纷纷推出自己的平台。然而,他们很快就将工业互联网平台的长矛收起而改为盾牌,化进攻为防守。Mindsphere平台早已经悄悄转型,一度成为西门子收购的低代码平台Mendix的背面支撑部分。现在,连这个名字存在的必要性,都也没有了。它已经更名为“Insights Hub”(洞见之港)。这个名字意味深长。每家都用软件加强自己的筋骨,用工业互联网打通任督脉络,为自己所用,非常好。但是要单纯靠这样的工业互联网去打天下,还是非常难的。人们或许需要重新反思这条路的战略走向。
在国外的所有自动化公司之中,仍然在强化工业互联网平台战略的,看上去只有日本的日立Lumada。当年提出Lumada工程师背景的人,现在已经成为社长。战略也不好改吧。但它的业务成分要复杂得多,大量既有的数据中心、商业智能的产品方案都充塞其中。因此,这也绝不是一个新创业务的骨架。人们或许已经不再在意它的称呼是什么,但企业的战略却需要非常清晰它的内涵与边界。
第二个遗憾是,人工智能AI难以成为智能制造的主力军。它只能是一个小小的配角——尽管它带着最闪亮的高帽子。ChatGPT为AI赢得了广泛的口碑,在既有软件如微软、赛富时Salesforce,已经起到了价值倍增器的作用。但在工业领域,AI依然需要卖力的奔跑,寻找自己的阵地。在视觉检测等领域,AI有了巨大的突破。但这么小的舞台,还无法满足多才多艺的AI的演出能力。这并非AI无能,而是工业界没有准备好。工厂既没有能力将原有散落的隐性知识进行软件化,也没有意愿去花钱购买已经做好的知识包。工厂重硬件轻软件的老现象,面对全新的AI能力,再次浮现出保守的一面。工业领域的AI陷入了一种悖论,人们期待AI产出更多,但却不打算付费。做纯算法的AI企业,不得不附体在硬件上,寻求艰难的价值突破。
小记
一天半的时间,浮光掠影地看了一下参展的企业。既有欣喜,也有沉重。中国企业表现了强劲的生命力,勇猛精进。而外企则展示深厚的技术功底,无论是工艺精进,还是数字化技术,都展示肉眼可见的全新护城河。看上去,竞争一点都不怕,都有各自活跃的市场。然而供应链的大变局,却也在分散人们的战略注意力。天田激光设备去年开始在中国收缩,上海的工厂也转让出去。但是,它在全球市场却增长了30%。全球最大的自动化气动执行机构日本SMC公司,在日本本土市场的增长达到22%,超过了中国的增长。这是过去不曾发生的事情。这些略带一些异样的气息,意味着在中国市场的诱惑力之外,还有新的变数正在形成。中国制造需要建立新的格局,迎接别样的挑战。
(全文完)
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作者简介
林雪萍:北京联讯动力咨询公司总经理,上海交大中国质量研究院客座研究员
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