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制造业“喊话”工业互联网:日子苦、钱包紧、亮真功!


作者:本站收录 来源:物联网智库 2020-04-01 14:34:57 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:英国前首相丘吉尔曾说过,永远不要浪费一场危机。这次疫情就如同一座分水岭,让我们有充分时间回望过去,令我们清醒过来,强迫我们对决定进行重新考虑。因此,这篇文章我们将从一个较长的时间维度来看待当下的工业互联网。

关键词:工业互联网[147篇]  物联网[21831篇]  

苦日子开始了。

3月27日,国家统计局发布统计数据,2020年1-2月份,全国规模以上工业企业实现利润总额4,107亿元,同比下降38.3%。制造业实现利润总额3,006亿元,下降42.7%。

在一些行业中,制造企业的利润下跌情况更加严峻:

●计算机、通信和其他电子设备制造业下降87.0%;

●汽车制造业下降79.6%;

●电气机械和器材制造业下降68.2%;

●化学原料和化学制品制造业下降66.4%;

●通用设备制造业下降62.3%;

●纺织业下降59.3%;

●专用设备制造业下降55.1%。

在这种环境中,很多企业都在积极自救,对外采取收缩战略,对内积极修炼管理能力。在之前的几篇文章中,我曾经分析“新基建”可能会催化部分制造企业尝试工业互联网的热情。

然而任何事情都有两面,在整体性收缩的大背景下,企业对新技术、新平台的采用顾虑重重,尤其是中小企业,真正有意愿拥抱工业互联网的企业仍然有限。 

“用ERP找死、不用ERP等死”这句话人人皆知。从ERP到MES再到IoT,新的魔咒一轮又一轮的循环着…

这种魔咒似乎很难被打破,让我们轻易的忘记其实自己拥有改变航向的能力。


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英国前首相丘吉尔曾说过,永远不要浪费一场危机。

这次疫情就如同一座分水岭,让我们有充分时间回望过去,令我们清醒过来,强迫我们对决定进行重新考虑。

因此,这篇文章我们将从一个较长的时间维度来看待当下的工业互联网:

●你可听说过曾经轰轰烈烈的CIMS?我们能从它的辉煌和式微中学到什么?

●立足当下,推进工业互联网,我们应该停止做些什么,应该开始做些什么?


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CIMS,从浩浩辉煌到巨大代价

说正题之前,我们不妨一起回顾一下CIMS曾经经历的浩浩辉煌和藏在少数光鲜背后无数企业付出的巨大代价。。

也许有人觉得,复盘没有用,历史给我们的唯一教训,就是我们从来不会从历史中吸取教训。

不过,总有一些人被过去的经验触动,成长和进化。

走向智能研究院执行院长赵敏在清华大学工作时就参与了部分CIMS项目,是CIMS从潮起到潮落的亲历者与观察者之一,文中一些事实经过由他讲述并经我考证。

那时是上世纪70年代,美国Joseph Harrington博士首次提出了CIM(Computer IntegratedManufacturing)理念。它的内涵是借助计算机,将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来,进而提高企业适应市场竞争的能力。

后来,基于CIM理念的系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System,趣称“席梦思”),在80年代中期开始得到重视并大规模实施。

自此,CIMS的理念、技术也随之有了长足的发展。


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当年对于CIMS的定义与今天的工业互联网极为相似:

“CIMS是一种组织、管理和运行现代制造类企业的理念。它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合,使企业产品全生命周期各阶段活动中有关的人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流三流有机集成并优化运行,以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁,进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性,使企业赢得市场竞争。”

今天,我们说工业互联网由三大体系构成:网络、平台、安全。网络是基础,平台是核心,安全是保障。

那时,人们说CIMS的概念由三大部分支撑:制造、计算机、集成。制造是对象,计算机是手段,集成是关键途径。

今天,我们憧憬工业互联网的未来时,经常谈到的转变就是三个“化”:网络化、数字化、智能化。

那时,人们提出CIMS的现代化特征是五个“化”:数字化、信息化、智能化、集成优化、绿色化。

今天,我们强调三重集成:横向集成、纵向集成与端到端的集成。

那时,人们认为,可将CIMS技术的发展从系统集成优化发展的角度,划分为三个阶段:信息集成、过程集成和企业间集成。

我国“863 /CIMS主题”分别于1987年、1993年和1997年,启动了这三个阶段的工作。

我国许多企业先后引进或建设了自己的CIMS。

前景一片大好,美国未来学家认为,到2030年80%的美国企业将实现CIMS。

资料显示,自1989年以来,“863 /CIMS主题”已在我国机械、家电、航空、航天、汽车、石油、纺织、轻工、冶金、煤炭、化工、邮电、服装等行业中的210家企业实施各种类型的CIMS应用示范工程。

已验收的52家企业CIMS工程的结果表明,CIMS应用示范工程的实施使企业显著地增强了竞争能力。

CIMS典型的示范企业包括:沈阳鼓风机床厂、北京第一机床厂、上海二纺机等。

第一批“突破口”项目,以北京第一机床厂、沈阳鼓风机床厂为例。


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当时的北京第一机床厂是我国最大的铣床制造厂,是我国机床行业的大型骨干企业,年生产各种铣床达40-60个品种3000余台,产品也累计达400多个品种。

随着改革开放的进行,机床行业逐步开放,国外的机床行业不断冲击国内的市场,使他们感到巨大的压力。

1988年一次与国外的同行业的竞争,我国铁道部开展国际招标,生产4台道叉车床。北京一机床同法国、德国、日本等企业竞标,结果日本一家企业取胜,取胜之本则是交货期比北京一机床少5个月。

北京第一机床厂的CIMS应用工程实施以后,大大提高了参与国际市场竞争的能力。该厂1990年被国家科委定为CIMS单元技术应用工厂,1993年被定为第一批突破口企业。

1995年8月美国制造工程学会(SME)的高级官员来北京一机床考察时,现场惊叹于其集成制造的高效率。许多外商在参观了北京一机床厂后,对该厂的整体能力和技术水平非常信服,有的外商不仅订购加工中心,还要定购柔性制造线。

沈阳鼓风机厂也是我国较早使用计算机的企业,它生产的透平压缩机、电站轴流机和大型高速透平鼓风机,当时在国内市场的占有率分别稳定在90%、50%和70%左右。


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沈阳鼓风机厂的产品多为单件,小批量。

在实施CIMS之前,应变能力差,体现在三个方面:

●一是产品供货周期长。沈阳鼓风机厂的供货周期为18个月,而国外同行厂家为12个月,产品供货周期普遍较国外长1/3;

●二是报价速度慢,在国际招标中,由于有的大型产品中零件多达1.5万个,靠人力报价,既不准确又速度慢,往往坐失良机;

●三是新产品开发速度慢,难以满足国内外市场的需求。

从1990年沈阳鼓风机厂被国家科委批准为CIMS应用工厂以来,沈阳鼓风机厂的工业总产值连年上升,尤其1993年实施突破口工作以来,更有明显的增长。

沈阳鼓风机厂产品的供货周期从18个月缩短为10-12个月,产品报价周期从6周缩短为2周,均达到国际同行标准,新产品设计周期从过去的6个月缩短到3个月。他们认为CIMS工程的实施给企业带来了技术与管理的进步和明显的经济效益。

虽然我们以大中型企业为例,再现了CIMS当年的辉煌。事实上,CIMS并不受企业规模的限制。在CIMS典型应用工厂中,也不乏中小企业。

在针对CIMS的一份报告中提到,STEP标准(Standardfor the Exchange of Product Model Data,产品模型数据交互标准)的发起者美国波音公司的三位专家之一,李湘渝博士在观看了CIMS组推动的STEP标准研究与开发工作后认为,“在研究水平上中国仅次于美国,高于欧洲。”

然而如今,CIMS早已被C2M、工业4.0、智能制造、工业互联网的大潮掩埋,鲜有提及。

转身回望,当年中国构建CIMS确有成功的企业,但也不乏失败者,而且失败者数量大于成功者数量。他们付出了巨大的代价,而收效甚微。根据客观的评估,中国企业实施CIMS的成功率不到10%。

这并不是中国独有的现象。

Gartner发布的数据显示,2002年全球ERP系统投资的失败率为70%,CRM系统投资的失败率是65%,电子商务和电子政务投资的失败率是75%。这一数字短期之内不会有本质改变。 


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如何不再习惯于“习惯性失败”?

在制造企业的创新与提升过程中,很多事情的成果需要数年甚至十余年的沉淀才能显现。

有时企业管理者过于急躁,希望通过一个新技术、新理念或者新制度,就彻底有所转变。

有时管理者又过于自信和激进,超出了现实所能承载的能力。

而员工已经对这种状况习以为常,知道公司做什么都是一阵风,等风停也就罢了——由此形成了非常可怕的“习惯性失败”

很多企业的CIMS尝试,可以用虎头蛇尾来形容。

CIMS在国内应用情况的急转直下,由一次过大的跨步所导致。

这次事件的典型代表是上海二纺机。


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上海二纺机的CIMS应用工程,是国家“七五”期间重点支持的技改项目之一。自动络筒机在较短时间内投产,其中利用CAD系统的转换技术,自动转换5700张图纸信息。

二纺机誓师完成自动络筒机的国产化,并不是心血来潮,而是基于异常冷静的市场分析。那时自动络筒机的市场需求量很大,国内缺口严重,可以带来巨大的经济效益。

1994年下半年上海二纺机共制造自动络筒机22台,产值达2900万元。利用CIMS技术使产品交货期缩短,以其主导产品细纱机交货期的缩短最为明显,从以前的5个月缩短到3.5个月。

一切决定似乎无比正确,一切过程看似有条不紊。

而最终使上海二纺机从辉煌走向失败的,也正是CIMS和自动化络筒机两大项目。

创新经济学之父熊彼特有句经典名言:“创新就是创造性地破坏”。这句话至少可以理解为两层意思:

●成功的创新,是对旧有生产模式、组织形式、资源分配方式的破坏,给创新者带来巨大的价值实现。

●不成功的创新,是对创新者的自我否定和自我破坏,给企业带来巨大的风险甚至灭顶之灾。

上世纪90年代上海二纺机的遭遇无疑属于后者。

CIMS工程和自动络筒机国产化同时出现,对上海二纺机的确是难得的历史机遇。但是它却没能充分发挥这两大发动机的作用,从而实现更大突破和飞跃,反而从1995年开始走上衰退之路,再无起色。

当年二纺机对CIMS第一期工程的直接投资就超过1亿元,国家863投入的科技专家达200人年之多,二纺机也通过选拔引进了100多位计算机应用和其他各类优秀人才组成CIMS办公室专门负责实施。

到2000年,共进行了三期CIMS工程建设,顺利通过验收,获得各种奖状。


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根据二纺机原副总工程师周锦碚的复盘,再多的荣誉、再先进的生产设备和技术系统,如果不能与合理灵活的生产体系相结合,没有有效的后勤能力相保证,没有相适应的企业内外生态基础环境,就仍然不过是空中楼阁。

外国专家与二纺机交流时就明确提出,一个企业要有10年以上使用CNC数控机床的经历,同时本地区拥有1000台CNC的企业群,当加工量大到需要三班运行时,才有必要采用FMS柔性制造系统。

这个不识实务的歪果仁还曾尖锐指出,二纺机当时对原料、中间件、成品等物料的数字管理基础还相当薄弱,不具备建设CIMS工厂的条件。

事后客观来看,无论从技术上、生产上、管理上和思想上,二纺机和国外都有相当大的差距。但由于急于求成,二纺机从一开始就把主要精力放在购买设备迅速形成500台自动络筒机的生产能力上,采取完全复制德国生产系统的路线,不顾企业的基础情况。

比如,加工自动络筒机壳体的FMS柔性制造系统是为了实现年产500台的一条专用生产线,由4台双主轴加工中心组成,由于专门研制而且系统十分复杂,一旦发生小故障整个系统就无法工作,维修还要等德国专家才能进行,最后还是不得不使用单机解决生产需求。

最终CIMS实施多年后,二纺机为了“供养”CIMS高端系统这个超过自身承担能力的“奢侈品”,耗尽所有积累,不但没有给企业增强竞争能力,还打破了原来的体系,从此不可避免地衰败下去,令人唏嘘。

任何企业,都不应超出自己的技术与管理能力边界,虚荣、盲目的上马新系统、启动新项目。上海二纺机的例子并不是个案,失败的例子也不仅仅在中国。

1994年,德国大众汽车投资20多亿元建成的CIMS生产线,投产不到24小时,由于无法适应工厂现场的变化就宣布失败。

不仅是CIMS,各种新技术、新系统的采用,包括ERP、MES、CRM…一段时间之内都与高失败率相伴,这是客观事实。


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根据Gartner、Butler、AMR、Forrester等机构的研究,CRM系统的失败率在数年之内持续居高不下。

思科也曾在研究报告《物联网的价值之旅:挑战、突破和实践(The Journey to IoT Value:Challenges, Breakthroughs, and Best Practices)》中提到,只有26%的公司的物联网方案最终获得了成功,也就是说近75%的物联网项目均以失败告终。 


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工业互联网的破与立,需要建立新范式

为将者未虑胜,先虑败,故可百战不殆矣。

正视物联网项目高失败率的现实,也许有助于你更好的前进。

关于各种失败项目的复盘,网上的文章很多,我也曾经写过《工业互联网的寒冬将至》一文进行分析,此处不再赘述。

最后再讲一个悲伤的故事。

知名导演吴宇森在2000年左右,接受了米高梅公司的邀请,去好莱坞拍摄战争大片《风语者》。这部电影,当年可谓万众期待。故事背景是二战时期的太平洋战场,男主角是当时的一线巨星尼古拉斯·凯奇,剧组的发布会是在白宫召开的,影响力可想而知。

不过,吴宇森运气太不好,影片刚开机就开始下暴雨,这雨一下就是整整两星期。

这场持续暴雨直接造成了制片人和导演吴宇森之间的矛盾。

制片人给吴宇森下了个指令:“你有两个选择,一个是,把这两星期的戏直接删掉,别拍了;另一个选择是,从后面的剧本里删掉两星期的戏份。总之,这部电影不仅时间上不能超,预算上也不能超。”

吴宇森坚决不同意,道理很简单,删戏之后故事情节肯定不连贯,这对导演来说,等于是砸自己的招牌。

谈判、吵架、最后制片人折中,让吴宇森可以自掏腰包,补拍删掉的戏份。结果,吴宇森愣是咬牙每天掏将近100万美金,完成了补拍。

然而,因为补拍导致延期完工,《风语者》根本来不及在原定的6月暑期档上映,只能拖到11月份。没想到,就在那一年,美国发生了“911恐怖袭击事件”,美国人都陷在悲痛当中,尤其对战争剧的兴趣降到了冰点。

这部电影最终亏得血本无归。几年后,米高梅破产了,吴宇森也离开了好莱坞…

从工业的角度审视,整套系统的可靠性和可预测性尤为重要,吴宇森延期并超过预算的做法,破坏了整个生态的协作体系。

再说回工业互联网。

制造企业的经营者就像是制片人,而在企业内部实施工业互联网的“吴宇森”导演往往是CIO。系统的改进是没有边界的,CIO在追求物联网、人工智能、敏捷开发等最新最酷的技术和手段时,可能会忘记企业经营的目标是贴合企业实际,预估潜在风险,追求投资回报率ROI的最大化。

工业互联网最终要符合工业的本质规律。任何高新技术手段,不聚焦于工业应用本身,都会舍本逐末、问题多多,最后流于形式,导致失败。

工业互联网这个“金锄头”,最终要靠“耕地”质量和效率来考核。

制造业需要的是可靠、稳定、被验证过的成熟技术。工业互联网并不只是一次技术迭代,更是一种模式创新。

工业互联网的作用不在于提升单条产线、单个工厂或者单一企业的能力,它的作用在于促进整个制造业生态体系的成熟。

过去CIMS没有解决好的问题,今天的工业互联网是否能够找到更优的解决方案?这是我们真正要反思和探索的问题。

----写在最后----

疫情对制造业的影响,比我们预估的更为深入和持久:

第一波是国内的企业受其影响,工厂处于停工无订单的状态,成本支出压力大幅增加。一些工厂因为零部件供应不足,被动陷入运转失灵的状态。

第二波是消费市场的需求降低传导到上游,尤其是汽车、手机、家装等需求弹性较大的领域,很多相关制造企业受到严重波及。

第三波是国外疫情的影响,欧美等主要地区几乎处于停摆。制造环节中很多技术含量较高的原材料、零部件依靠进口,一些国家停摆导致供应链断裂。同时出口订单也急速下降,国内企业无法独善其身。

外部环境总是存在巨大的不确定性,无论是吴宇森遇到的连周暴雨,还是本次疫情导致的产业链停摆,任何系统都要为此而做一定的准备。

虽然在局部场景下,工业互联网使得火神山医院10天建成的“中国速度”成为可能。但从全局来讲,在全国大范围、社会大尺度、跨行业大协作的运作当中,工业互联网并没有充分展现和承担应有的资源优化和配置作用。

你可能会问:“物联网项目的失败率高达75%,你还期待下一个项目将会成功吗?”

是的。

因为未来由我们书写。

下篇文章,我们继续来谈谈,立足当下,推进工业互联网,我们应该开始做些什么。

文末,诚挚感谢清华学长赵敏在文章写作过程中,给予我的极大帮助。

本文总结:

1.工业互联网最重要符合工业的本质规律。

2.根据调研分析,只有26%的公司的物联网方案最终获得了成功,近75%的物联网项目均以失败告终,这一数字短期之内不会有本质改变。

3.制造业需要的是可靠、稳定、被验证过的成熟技术,工业互联网并不只是一次技术迭代,更是一种模式创新。

4.工业互联网的作用不在于提升单条产线、单个工厂或者单一企业的能力,它的作用在于促进整个制造业生态体系的成熟。

参考资料:

1.CIMS技术的发展阶段,作者:李伯虎、吴澄,计算机世界

2.CIMS发展动向与我们的策略,作者:熊光楞,清华大学CIMS工程中心

3.《Dicastal创新之路》,作者:张志诚,王洪南

4.《经济信息管理》,作者:刘腾红、宋克振、张凯

5.2020年1-2月份全国规模以上工业企业利润下降38.3%,数字经济学家论坛

6.改革开放后中国制造业发展经验教训--上海二纺机案例,作者:周锦碚,智慧工厂

7.飞檐走壁的国产CAD|那些活在剃刀边缘的行业,作者:林雪萍,知识自动化

8.什么是工业化?,罗辑思维


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