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根云-工業趨勢分析
返回小紙條：傳統企業物聯網升級一步到位法：讓你的設備接入機器超腦“根云”！
在中國制造2025的頂層框架設計下，工業轉型升級的腳步日益加速。據德勤的一份調研報告顯示，目前，制造企業普遍認同工業物聯網的重要性，但卻未能制定出清晰的物聯網戰略。
01 85年老牌企業面對物聯網浪潮
如國內企業一般，面對物聯網浪潮，奧地利一家85年老牌傳統企業也按捺不住了。
帕爾菲格（Palfinger）公司，于1932年在奧地利 Schärding 成立，現總部位于奧地利的風景圣地薩爾茨堡。成立之初只是一個鉗工工廠，發展至今，已經成為全球舉足輕重的液壓起重、裝卸、搬運設備制造商。
Palfinger 的主要產品，是曲臂伸縮式積載型起重機，該公司不但在這個領域技術超前，也是全球超過三成的市占率龍頭。另外，Palfinger 也是貨斗升降設備、木材起重機、回收起重機、以及貨柜搬運系統的全球最大制造商。
Palfinger 設備吊裝神舟飛船返回艙
Palfinger 一直停留在機械行業，85 年來始終如一，唯一的產品就是起重機和吊車。在這個領域里成了「隱形冠軍」：產品營銷全球，市場占有率高達三成。
有趣的是，與同是上個世紀30年代成立的惠普和德州儀器年營業額做個比較，Palfinger 大約是十億美元等級，德州儀器在百億美元等級，惠普已是千億美元等級。
德州儀器成立于美國德州，成立之初的產品是石油探勘儀器，惠普公司成立于美國加州硅谷，成立之初的主要產品是電子測試儀器。由于美國在電子高科技方面的快速發展，所以德州儀器和惠普這兩家公司，都很早就開始了產品的多元化。
Palfinger 仿佛偏安一隅，沒有受到過去半世紀高科技浪潮的沖擊，平穩的待在起重機產業里，但是隨著網絡浪潮的來襲，物聯網的趨勢喊得震天價響，再加上隔鄰德國不斷鼓吹工業 4.0 ，Palfinger 感受到這股顛覆的力量，再也按捺不住了。
前中國惠普總裁程天縱先生，在參觀 Palfinger 工廠時 ，發現了一些問題：
在我們參觀工廠的過程中，看到了一個非常大的組裝工廠。起重機產品都是幾十噸的龐然大物，因此這個工廠里的零件都是以百公斤或以噸計，需要高空吊車來調動，整個工廠也就十來個工人在工作，但每一個都是老師傅，一輩子就是干這個行業的。
Palfinger 工廠實拍
廠長跟我們介紹，他們這個組裝廠也已經展開「工業 4.0 」的計劃，將投資數百萬歐元，建立自己的無人搬運車體系，連線到他們的生產管理和原物料管理系統。
我忍不住好奇的問廠長，他們每天搬運幾次這些龐大的零組件？廠長說大約兩三次吧，每天也不會超過二十個。
于是我又問廠長，這套投資數百萬歐元的無人搬運車系統，每天的使用率應該很低？大部分的時間可能都沒有在使用？廠長回答說，應該是。
我又問，有沒有算過投資報酬率？廠長說，這個不在他們的考慮范圍之內。
這就是一個典型的「為了工業 4.0 而做工業 4.0 」的例子，對公司有沒有任何效益和好處，似乎沒有人關心。
接下來我們參觀了公司為「物聯網」而做的一些項目和計劃。他們在起重機和各種吊車的吊臂上，裝設了很多的傳感器（Sensor），然后在起重機基座裝了樹莓派來做訊號搜集和計算處理，接著設計了一款雙手操作的遙控指揮器，有點像電動游戲使用的遙控器，然后再用 Wi-Fi 和樹莓派連結。
透過 Wi-Fi，所有的數據和控制參數都會傳送到公司的私有云，建立起用戶使用產品的大資料庫，透過數據分析，可以給用戶產品更新、升級、維修等等的建議。
對于這些新項目的發展，我感覺非常振奮，偏安在高科技浪潮之外 85 年、屬于傳統產業的 Palfinger，終于也加入「物聯網」的行列了。
互聯網所及之處，傳統產業無不披靡。
在討論當中，我也發現了在「企業體制內創新」時所產生的文化沖突和挑戰：原來雇用的員工，大部分都在公司服務多年，屬于機械工業黑手級的中、老年技術工人，但是參與工業 4.0 和物聯網計劃的，大部分是從外面招聘、比較年輕的電子工程師和電腦軟體程式師。
這些年輕工程師在奧地利非常難找，因此薪資也比傳統的機械黑手要高很多，但可以想像的是，這個不到十個人的小部門，身處于這家百年老店內，日子并不好過，他們的加入對原有薪資制度造成了沖擊，他們的工作方法也形成了文化上的沖突，因此受到了老員工的排擠，工作推展得不是很順利。
這家歐美的傳統企業，面對物聯網浪潮，顯然是下定了決心，在進程上還處于摸索階段，挑戰不小。無獨有偶，同屬于工程機械制造企業的三一重工，也在積極探索物聯網道路，如今，已經成了智能制造的典范。
02「中國智造」的代表
三一集團始創于1989年，是中國領先、全球第五的工程機械制造企業，年銷售600億元，產品銷往全球100多個國家和地區。
作為國家首批智能制造試點示范企業，集團旗下三一重工位于長沙的「18號廠房」是亞洲最大的智能化制造車間之一，各環節全部實現自動化、信息化，是「中國智造」的代表。
三一重工18號廠房，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是三一重工總裝車間。2008年開始籌建，2012年全面投產，總面積約十萬平方米。年產能300億元，生產的混凝土機械全球第一，港口機械中國第一。
一條生產線可以生產5至10個車型，整個廠房可生產69種，這被稱為是「柔性生產」，而一條傳統的生產線只能生產一兩種車型。
像這樣的泵車，最快一小時能生產一臺。一臺新泵車動輒數十萬數百萬，這簡直是個會下金蛋的母雞嘛！
18號廠房到底有何聰明之處？
18號廠房智能制造的核心——MES（制造企業生產過程執行管理系統），一個訂單可逐級快速精準地分解到每個工位，實現物流、裝配、質檢全過程的信息化和自動化。
在18號廠房生產線的旁邊，每隔一段距離安放了一臺電腦顯示屏，這就是MES的終端。工人們可以在上面進行各種操作，包括物料管理、庫存查詢、質量管理等。
18號廠房生產的每一臺機械設備，均配備有一個類似于飛機上的“黑匣子”，專業術語叫做「SYMC控制器」。
「SYMC控制器」實時采集的大數據，包括位置、運行軌跡、油壓、轉速等，這些數據通過通訊模塊匯總到三一重工的企業控制中心。不僅能定位還能查看機械運行狀況，并能預警和遠程服務。
在廠區一角，有一個貨架高聳的立體倉庫。立體倉庫有近10000個托盤，每個托盤上有一個條形碼，其中包含零件數量等信息，存放、配送由電腦控制。這樣一個倉庫只需要8個人管理，而傳統的“平面倉庫”的面積是12倍，所需工人是5倍多。
當生產計劃下達后，MES 等相關系統下達指令，立體倉庫配合 AGV（自動導引運輸車）自動取送物料，并將零配件分發至不同的工位上。
三一重工首席信息官潘睿剛：
「一個生產訂單的下達，到了工位之后，每個工位自動知道需要哪些零配件和物料，立體倉庫配送托盤能夠找到合適的物料，放在 AGV 小車上，把物料送到工位的生產線， 這體現了整個生產的自動化，這么大的廠房也沒有多少工人。目前，三一生產的產品自主化率已經達到了70%到80%。」
繼18號智能工廠建成運營后，三一相繼建成了國內領先的長沙寧鄉汽車起重機智能工廠、北京南口樁機智能工廠、上海臨港挖掘機智能工廠等。目前，智能工廠技術已在十多個業務單位得到應用，助推了集團生產模式的變革。
三一集團在智能制造領域進行了有益的探索和應用示范，為制造業開展轉型升級提供了一個很好的思路。
03 企業物聯網的三個維度
與 Palfinger 的「企業體制內創新」不同，三一重工的工業物聯網項目屬于「體外孵化」。
樹根科技技術有限公司由三一重工物聯網團隊創業組建，不同于三一重工以往的業務布局方法，樹根科技的操盤方不屬于三一重工內部的某一個部門，三一只是樹根科技的投資方之一。
「三一重工可以說是我們的天使投資人，這是三一重工在智能制造領域的一種創新。」樹根科技CEO賀東東解釋，但工業互聯網項目若放在三一重工的內部去做，會面臨包括企業信息化投入資金、資金回報、人才引進方面等困難。
創業大潮中，互聯網項目中的核心團隊成員需要從外引進，吸引這些成員的方式主要是股權激勵，但在三一重工企業現有的定位和體制下，部門主體無法賦予這一條件。其次，樹根科技項目投資金額巨大，若只在上市公司內部建設，會帶來一定的資金壓力。
再次，大數據、云計算需要龐大的產品樣本和數據量，如果只在一家企業內部去做的話，數據不夠大、產品不夠豐富、需求也不足，很難真正發揮大數據的效應。賀東東說，因此，三一重工沒有選擇閉門造車，而是將樹根科技定位于一個公共、獨立的第三方工業互聯網平臺。
體外孵化、獨立發展的樹根科技除了三一的注資之外，未來還將繼續吸引外來資本。賀東東計劃在未來幾年內繼續為樹根科技融資二十億元左右。
賀東東
作為三一重工物聯網實踐的負責人，賀東東以三一重工為案例來為你瞬間清晰企業物聯網升級策略。
賀東東：
三一重工1989年成立至今，已經發展成為全球第五大工程機械制造商，我們就是通過業務流程變革優化企業的運行秩序，歸納下來就是打通了“二橫一縱”三條線。
一橫：跨企業端到端的橫向集成
這一橫是基于流程的業務變革。作為一個大型的制造企業，其實你從技術層面去解決問題是一個方向，但是首先整個公司的業務流程，你是不是市場導向的，是不是客戶導向的，是不是一個端到端的業務邏輯。這個是我們這些年一直在打造和優化的一個方向，因為你如果沒有業務流程的流程化，你是很難通過純技術手段去實現智能制造的落地。
如果把三一重工的產業鏈鋪開，每一個環節都在發生商業模式的變革。
打通客戶關系
目前三一重工已經可以在一個平臺上管理集團國內、國際的業務單元、營銷、后市場服務，通過營銷、服務和客戶平臺的對接，建立市場洞察體系。
同時，三一重工還建設了“偵察兵”機制。一方面，三一重工通過高管督導市場，比如，我在國內負責兩個省的市場，我每個月專門設一個督辦周，專門拜訪客戶，去聽聽客戶抱怨。畢竟，營銷口徑匯報上來的數據都針對KPI做了一些修飾，客戶抱怨則更真實。同時，三一重工也在國際市場選拔偵察兵，并建立完善的評估、考核機制，對偵察兵給予充分授權。
跨界保險行業
以前的設備保險是一年一年的賣，但我們現在可以根據設備運行數據判斷運行狀況，然后以全生命周期規劃專業保險。在這個領域，我們是跨界競爭，而傳統的機械設備保險行業正面臨來自機械行業的挑戰。
每個人都想面對最終客戶，整個利益格局在慢慢改變，這是產業融合帶來最大的變化。在傳統商業模式中的利益格局十分清晰，零部件廠給主機廠供貨，主機廠賣給代理商，代理商面向客戶，然后是后市場提供服務，企業、渠道、服務與客戶之間已經形成了清晰的生態鏈。但現在，游戲規則變了。各個環節都在變化，誰能繞過所有的渠道直接給客戶提供方案，誰就能贏得創新。
今天的三一重工已經可以被銀行、保險企業視為競爭者。
體制外創新
當然，三一不只是跨界者，還需要防御被跨界。2012年，三一重工開始建設電商平臺，嘗試在傳統銷售環節的代理商模式中引入互聯網電商，2015年雙十一期間，三一重工還推出優惠活動，電商上的數據表現很理想。
電商平臺還改變了供應商管理環節，以前的招標師由商務部通過招投標方式進行，現在三一重工開始用找鋼網等B2B平臺尋找供應商。
此外，制造、研發環節也在改革，如何與制造伙伴更一體化互動，最好的辦法是直接把客戶需求和市場預測情況更早提供給制造伙伴。
2015年10月，三一集團和本土創業投資機構成立明照資本，該基金專注于工業4.0領域和物聯網的創新投資，計劃于三年內投資50個項目。此外，三一重工還成立了三一制造科技，在體制外嘗試創新業務。未來的顛覆性創新都需要在體外成立一個機構，或者依靠創投孵化出來。
一橫：企業內核心業務的橫向集成
這一橫是基于數據的智能互聯，這方面無論是從工廠的仿真設計到我們研發設計的數字化仿真一直到我們后端的全生命周期，都在基于數據做一些工作。
研發互聯網化
在這方面的典型案例是，在2008年的時候，三一重工推出一款大型臂架起重機。當時的現實情況是很難把一個笨重的機械一步到位的研制出來。介于此，三一重工應用模擬板塊技術，把該板塊做好以后，接著通過相關技術手段把模擬板塊打制出來，并通過網絡等技術把模擬板塊經過一系列復雜的控制過程，用以完成了對生產產品的制造。現在，三一重工新產品開發，必須通過數字化的驗證階段之后才進行產品的試生產。這不僅節省時間，還節省大量資金。
三一重工通過對諸多全新產品的研發，并利用互聯網的特性融合虛擬現實、仿真等技術，將分散的產品開發和分析過程集成在一起，使產品的設計者、制造者和使用者可以在產品開發的早期，即可直觀形象地對虛擬產品原型進行制造和使用仿真、性能測試和設計優化。同時，通過反復對數字化模擬技術的利用及實踐，三一重工對制造產品的部件驗證精準度越來越高。目前，基于三維模擬的虛擬產品經過仿真模擬驗證后，直接就可以去生產。
2010 年，隨著新建廠房和自動化設備日益增多，三一重工開啟“制造物聯”的全面應用探索。在這一過程中，實現了特、一級設備100%入網監控，提升設備利用率30%以上。同時設計并實施重件確認、資產盤點、二維條碼收發貨等一系列制造物聯項目的試點和推廣。
隨著三一重工海外收購路子的開展，及其海外基地全球機械行業協同研發平臺的建立，互聯網對于三一重工的重要性更是被提到一個相當高的地位。作為機械行業最大的一個協同研發平臺，互聯網使得三一重工的全球研發人員共享知識、統一知識，并通過視頻、語音、數字化樣機進行24小時研發。同時，三一重工的十幾個產業園，都在一套服務器上進行工作，PDM的團隊亦在這個研發平臺上工作。其3000多種產品都在統一的研發平臺進行管理，極大提高了產品的管理水平，研發的成功率也無疑很高。
制造互聯網化
三一重工在制造領域利用信息網絡化的特色，比較集中的表現在兩個方面：
第一方面是生產人員的智能化，三一重工的員工都有智能手機，都有智能的移動應用。生產線上的工人質檢報工都用PDA。辦公室的人員都可以通過手機進行審批OA、查閱郵件等移動辦公。
另一個方面是設備的智能化。生產線上的設備機床等大型設備，通過數字化接口進行集中管理，參數、控制、狀態等通過系統管理起來，小的工具也通過智能化手段管理，比如制造機器人的焊接機都是通過信息化手段控制，超過閥值就會報警，還有在線安全監測也是設備智能化。
服務互聯網化
在移動互聯網逐漸滲透行業的大趨勢下，三一重工的服務在整個工程機械行業中仍然具有很強的競爭優勢。三一重工的第一步是先建立好服務中心和完善的服務體系，在此基礎之上才開始銷售產品。借助互聯網的推動，其所倡導的服務是跨越時間、空間、專業、部門，內外互動式的全員大服務概念。
在利用移動互聯網的同時，三一重工在行業內自主開發了衛星遠程監控系統，通過GPS衛星定位，公司可以跟蹤每一臺產品的使用數據，一旦產品在使用過程中出現故障，可以迅速定位到它的準確位置，找到離它最近的服務車及所需零配件的最近倉庫，由此在第一時間內為客戶提供維護服務。
目前，三一重工的服務已經發展到了用移動設備對客戶進行支持，其呼叫中心通過移動應用給客戶派單。工程師用手機定位機器設備到現場去服務，可以從手機上接收訂單，并查詢要服務的客戶對象的資料，也可以查詢機型、配件等相關資料，工程師服務完后通過手機拍照可以報工、進行配件的報銷等。這些手段極大縮短服務時間。
三一重工服務領域的特色還表現在其在物流上利用移動互聯網的使用上。在實施過程中，通過建立一個智能化一體倉庫，把物料放進去后，在系統里下單，它能夠自動下架，并通過小車把物料自動輸送到生產現場，整個過程都是自動的。生產過程中的一些物料都帶有RFID自動可識別標簽，可以直接檢測狀況，內部有些車輛、調試設備、進出園區都是自動識別的。
在產品上有30多種智能傳感器，可以對產品進行遠程監控和產品診斷，客戶開通賬號后進入系統后都可以查看到他的機器設備的狀態，在什么地方，在做怎么操作，健康狀態怎么樣，油耗多少，運行軌跡怎么樣，運行多長時間等，甚至可以在地圖標出只能在哪個范圍做什么。
一縱：從訂單到制造的縱向集成
這一縱是基于用戶的模式創新，一切都是圍繞用戶的價值提升去做。
智能產品
相信很多人都對智能產品有模糊的了解，把產品作為一個數據采集端，不斷的采集用戶的數據并上傳到云端去，方便用戶進行管理。對用戶來說，這種貼心的服務顯然讓他們可以少花一些心思在數據記錄和自我判斷上。基于這樣的思路，三一在產品上增加嵌入式的自主開發芯片，可以通過芯片傳遞機器信息，上傳云端并且進行數據歸納和管理，讓用戶更加自主管理。
這一系列的裝置，都是三一自主研發的，其中芯片叫 SYMC ，而產品中的部分傳感器也是自制的，包括遙控裝置，遠程程序刷機，以及遠程控制等，初步實現了機械行業智能產品的雛形。
當三一的各項產品可以在使用過程中自動記錄并且讓運行過程中的運營數據全部透明時，三一的后臺人員可以在上面加載更多基于研發的測試或者更多其他的功能，這個時候，三一的產品才是真正的智能。
智能平臺
在智能產品的基礎上，三一進一步打造智能平臺，這個智能平臺也是三一自主開發并完善的一個完整的平臺，包括基于這些設備的運行參數，在研發的驗證、智能調度、智能服務包括智能管理等等做了很多工作。
而在這一方面，三一也頗有成就，亞洲最大的智能化制造車間——位于長沙產業園的18號廠房就是三一的數字化工廠。目前，數字化工廠技術已在三一十多個業務單位得到應用，助推了公司生產模式的變革，三一的數字工廠也因此獲得“智慧工廠”的美譽。
在實現高度柔性生產的問題上，三一是一個高度的離散型制造，很多情況下，一個品種可能一年只有幾十臺的銷量。因此，在二十二個工位的流水線上，三一可能要生產一百五十個左右的型號的產品，所以要高度柔性化，完全基于訂單，通過 ERP 到 MES 系統。三一的 MES 是自己開發的，來適應三一智能平臺的柔性化數字化的制造。
智能服務
智能產品會不斷地采集用戶的數據和狀態，并上傳到云端，這時就有了新的服務需求的誕生，我們可以稱之為智能服務平臺。
基于生產線上，一直到生產以后的全生命周期管理，都實現了平臺化的管理，客戶可以完全查到基于它出廠時的產品序列號的零部件和關鍵零部件的編號，全部可以追索到零部件級的服務。
另外，三一的設備無憂運行這一功能在中國做了非常多的試驗，而且是非常深度的應用。這八年，三一累計下來有20萬臺設備已經聯網，大概監控了五千多個參數，而且這個參數是在后臺通過動態管理的。如果研發需要去驗證的話，還可以通過在設備當中裝相應的傳感器，通過采集實際運行的數據來優化智能服務平臺的設計和管理。
從服務模式上來說，三一的服務品牌在業內一直倍受推崇，可以說，這套物聯網的形式起到了大的作用。而從產業鏈方面來說，由于三一前端整個設備的實時運行情況都可以采集，所以對整個產業鏈從銷售預測到供應商的協同，都可以通過產業鏈來實施。更為深層次的，從宏觀經濟上來看，這一智能服務平臺可以實時監控宏觀經濟的運行，并且進行反映。
再回頭看二橫一縱
制造業企業信息化最大的挑戰就是選擇。美國的工業互聯網，德國的工業4.0，或者說中國制造2025，大家描述這個美好的前景的時候各個方向都有，問題是你選哪一個?你怎么去選，是前端客戶的整體解決方案，還是后端的產業鏈，還是你走縱向的，把智能制造的程度提升，或者說你把你的大數據分析，能夠跟客戶的把握做到一起，這是我們每個工作的問題，這是我們此時此刻每天都在碰到的問題。
從企業間橫線，即價值網絡的橫向集成來看，三一重工的客戶從買產品到買服務，從買礦山的設備到根據個性化需求提出購買智慧礦山整體解決方案，這是往前走了一步，但智慧礦山解決方案可能遠遠不夠解決客戶需求。
一個煤礦只是發電產業鏈里面的一個環節，它是否可以再往前延伸到一個發電廠對于煤炭的需求?如果再加上物流，當需要預測這個智慧礦山的產能時，顯然精準度會更差一些。而再往前延伸到電量的消費，從整個社會的電量消耗，預測一個火電廠的發電量，順著產業鏈下來，回到智慧礦山，到我們這個礦上的需求。沿這個方向去思考，便會發現很多理論上來講都行得通的一些機會，而且這些機會恰恰是跨界的，這是基于互聯網模式下的三一模式。
另外一條橫線，從全價值鏈的端到端集成方面而言，建立模型對管理日益復雜的技術系統起著關鍵作用。從產品研發到采購制造、銷售與服務，應裝備恰當的IT系統，為整個價值鏈提供端到端的支撐。這個產業鏈上面，橫向的來自于互聯網的顛覆性的三一模式已經開始了，如在鋼材采購方面，顛覆性的互聯網模式已經出現了，在找鋼網上便可以用一種更智能的方式去找鋼鐵，這就是對現有產業鏈顛覆性。
從企業間豎線，即網絡化制造與縱向集成來看，要打通智能的加工設備，能夠響應客戶個性化的訂單。我們需要考慮花多少錢，花多少年的時間，要有多少的人力物力投入，才能夠做到3.0時代的一個信息化的管理，一個自動化的生產，等等。
再加上工業4.0還會提到3D打印，提到工業機器人，這也是很大的投資。所以即使作為一個微觀的企業，在工業4.0或者說工業互聯網各個潛在的方向，都有一些美好的前景，但是有一條硬約束，企業資源是有限的。企業要平衡到底準備拿十個億還是100億，還是1000億，在哪些方面投，有多少人才投，有多少精力能夠盯住一些重點的方向。
三一基本清晰了自己的重點方向，你呢？
來源：程天縱、長沙縣廣播電視臺、
新華社、用友、數字化企業
全球物聯網獨家整理
轉載自：全球物聯網觀察
