工业互联网如何有效赋能中小企业?

我国企业众多,发展能力千差万别,大量中小企业仍处于转型升级的探索阶段。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,对于加速中小企业转型升级具有重要的助推作用。但如何选择合适路径、更有效推动中小企业发展工业互联网,仍是政府和企业面临的重要挑战。


近年来,我国制造业面临发达国家制造业回流和后发国家快速追赶的双重压力,迫切需要加速转型升级,提升竞争力和效益水平,实现高质量发展。振兴实体经济、促进制造业高质量发展也一直是近年来我国经济制造的重要内容之一。减税降费、优化营商环境,促进创新驱动、深化“互联网+先进制造业”等都是支持制造业高质量发展的重要途径。我国企业众多,发展能力和水平差别巨大,在迈向高质量发展的过程中基础不同、能力不同,进展不同,少数大企业的国际竞争力已经达到了全球一流水平,但大量的中小企业仍然处于升级的起步和探索阶段,转型升级的过程面临多重困难。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,对于加速广大中小企业转型升级步伐,具有重要的助推作用。当前,中央和各级地方政府也高度重视推动企业上网、上云,但如何选择合适的路径、更有效地推动中小企业发展工业互联网并取得更好的效果,仍然是政府和企业面临的重要挑战。


助力中小企业转型升级的四大作用


近年来,有许多关于促进制造业转型升级的途径,包括信息化、精益制造、柔性制造、数字化、定制化和工业4.0或智能制造等,工业互联网作为最近两年新出现的概念,与以前诸多途径相比,有哪些特殊之处?对中小企业又有什么特别的地方?是发展工业互联网首先需要思考的问题。


根据课题组的调研,我们发现工业互联网具有四个主要特征,相应地能为中小企业提供四方面的赋能。一是工业互联网具有平台性,因此具有平台经济特有的共享特征;二是具有物联的特征,可以把生产设备包括产品进行联网;三是具有企业互联的特征,可以对企业进行上下游协同;四是具有大数据的特征,可以提升智能制造的能力和水平。这四方面特征对中小企业都分别具有不同程度的重要作用。


1.平台特征:助力中小企业以更低成本和更快速度进行信息化补课


虽然单个大企业也可以建设自用的工业互联网,但毫无疑问通过互联网平台发展工业互联网是主要方向。工业互联网平台可以把每个企业做信息化提升和数字化转型需要单独投入的软件集中起来,按照使用付费,企业还可以减少相应的硬件和人员投入,减少企业IT管理系统的部署成本、测试成本和运维成本,大幅度减少企业信息化改造的成本。主要是软件形态上,当然这个方面也会将使用的门槛降下来。现在很多工业软件,例如ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统),对于中小企业而言,价格都很贵,但这些软件部署到平台以后,新接入用户就可以按照使用进行付费,相对的成本可以降低很多。


工业互联网平台可以加快企业信息化改造的时间,降低实施成本。互联网平台会让整个企业的IT系统变得更加敏捷,企业单独部署MES、ERP等信息化系统,往往都需要半年、一年,甚至两年的时间,而互联网平台基于“云”的架构可以使软件更加灵活,传统软件很多通用的东西,例如数据的管理成为了平台的基本功能,可以由平台完成,这些企业信息化系统就成为了在互联网平台上面的轻量级应用,对企业的信息化能力要求大大降低,部署速度大大加快。


工业互联网平台还可以解决不同信息化系统之间的接口和协同问题,可以自动进行企业内不同系统的数据连通。对传统企业来说,如何打通不同信息化系统之间的信息孤岛一直是“两化”融合信息化的难点。工业互联网平台可以对工业APP进行预集成,不同的App之间数据可以流通、可以协接,这样,中小企业可以根据自己的需要,不同时间逐次选用不同的信息化系统,例如先用ERP,再用MES,再用其他系统,新上系统可以很容易与原有系统进行集成。大大提高了中小企业进行信息化的效率,降低了信息化难度。


通过工业互联网这些轻量化的、平台型的软件应用,可以很低的成本解决很多中小企业初始阶段的信息化升级问题,例如企业家可以随时知道生产状况、订单情况、仓储情况、人员情况等等。树根互联介绍,三一集团原来做整套的信息化系统投入了十几亿元,但现在三一平台给客户做成本非常低,有些客户只需要几万元就可以获得这些基础的信息化应用,大幅度降低了信息化升级的成本。


2.物联特性:助力中小企业挖掘生产潜力提高运营管理效率


工业互联网的一个重要特征是进行物联,既包括生产设备的互联,也包括企业产品的互联,甚至包括不同企业间生产设备的互联与共享。根据中小企业设备的不同特征,优秀的工业互联网平台可以提供不同层级的设备互联,高标准的设备连接可以包括设备的工业、参数和底层连接,可以进而对生产设备的运行进行控制,进而进行数字孪生等高级别应用,低标准的设备连接可以简单至只是知道某台设备是否在工作,以及工作的状况(比如待机还是工作)。设备联网对企业具有多种重要作用。


首先,可以提高存量资产的利用效率,最大限度挖掘既有设备的运营潜力。例如,互联网平台可以收集每台机器的多种指标,设备的在线率、开机率、作业率,从而计算出来整个机器的整体利用率是多少。有了这些简单数据,结合一些现场的观察,可以分析不同机器效率不高的原因,从而在不投资的情况下提高企业的生产能力,提高企业效益。


其次,可以降低设备的运维成本或投入成本。例如,可以降低设备使用的能源成本,不少设备通过提高效率和能源管理都可以大幅度降低能源使用量,有些更高标准的数字化设备还可以结合深度数据分析的设备健康管理进行及时维修保养,通过优化工艺参数提升工序的产品质量,降低次品或废品率等。有些成本高但使用时间少的设备,如果通过共享还可以节约企业的投资。最后,设备互联可能成为企业的服务价值增长点。已经有很多案例,说明企业通过对其产品进行“互联网+”改造,获取更多的产品售后信息,为客户提供更好的服务,已经成为企业向服务型制造转型的重要方向。


3.企业互联特征:助力中小企业进行上下游协同


互联网平台可以实现平台上企业之间的连接与协同,是与消费互联网相类似的重要特征。我国的消费互联网发展全球领先,消费互联网平台积累了海量的用户,就可以产生巨大的规模和协同效应。与消费互联网相比,企业在生产运营中更需要和上下游的企业之间进行数据共享和协同,这样可以大大降低库存成果,提高生产效率。今后现代化的制造体系,必然要实现上下游企业间及时高效的信息交流,例如下游企业收到订单以后,可以第一时间把所需要的原材料、零配件在上游产业链的各个环节进行订单分配,这种零配件的协同供应非常复杂,特别是在定制化生产的情况下,供应链管理成为现代化企业的基本能力。工业互联网为企业间的协同提供了重要平台。华为互联网在无锡西山区有一个电动车上下游企业的互联网运用项目,在这个案例中,华为的工业应用平台把电动整车上游企业的信息化进行升级,同时华为的平台作为一个连接的纽带把整车厂和上游供应链连接起来,从而进行制造协同。在美的集团自己的互联网应用中,通过美的云平台,在集团获得生产成品计划的第一时间,直接把关键零部件需求信息提供给供应商,这些供应商因此可以缩短反应时间,大大节省整个供应链的生产周期。


4.大数据特征:助力中小企业提升智能制造能力


工业互联网平台通过构建强大的大数据分析能力,可以在积累数据的基础上,构建企业生产运营各个领域的各种模型,包括单台设备的运转优化模型、生产线的协作模型,或者营销模型、成本模型等等。最基层的工艺参数模型,这往往也是最重要的隐性知识(Know-How),是工匠精神最重要的价值所在。调研中,有的互联网平台反映,大数据确实会加速缩小工业Know-How的差距,很多企业在一些关键工序原来是老师傅积累了很多年的经验,这些经验很难言传,说不清楚,往往是靠个人长时间的积累和师傅徒弟的传承,但现在靠数据积累和由此建立的模型分析,至少会缩短差距。比如一个工艺加工,怎么样能提高产品质量,现在就可以靠各种参数的不同组合、靠大数据能力,有时候结合人工智能的技术不断地去反馈修正,把原来的差距快速缩小,这是中国制造业能够赶超的一个重要基础设施。智能制造的一个重要途径是依靠大数据建模进行数据驱动,传统的MES、ERP等系统虽然也有一定的分析功能,但都不是支持海量数据的。


因此,工业互联网平台,通过收集大量的现场数据或设备数据,再结合大数据能力,并融合了以前的数理模型和性能仿真,可以提高智能制造的能力。除了这类生产模型外,工业互联网平台还可以构建并积累许多应用模型,例如财务风险管控模型、成本核算模型、智能预测模型,把这些模型做成工业APP,可以供中小企业便捷应用。


我国中小企业主要面临四方面困难


虽然经过了几年发展,但工业互联网目前总体仍是处于起步阶段的新鲜事物,虽然各地政府大力推动,而且不少领先企业包括一些中小企业已经取得了成效,但大多数中小企业发展工业互联网仍面临许多困难,主要包括三个方面的困难和一个方面的担心。


一是工业互联网平台的能力仍然不足


理想化的工业互联网平台需要具有高效连接设备采集数据的底端能力,需要具有把各种系统应用集成应用的能力,需要具有大数据分析和提供专业服务的能力。而我国目前同时具有这些能力的优秀工业互联网平台仍然不多,为中小企业提供工业互联网平台服务的能力仍然非常不足。工业设备种类繁杂、数量多、通信协议与数据格式各异,当前尚缺乏有效的技术手段能够低成本、便捷地实现工业设备快速接入平台,绝大部分平台的设备接入数量有限,难以充分发挥大规模物联的优势。工业互联网平台需要分析的数据量巨大、数据来源不一,不仅涉及生产管理、设备运维,还涉及经营优化、资源协同、上下游协同,多数平台现有的数据分析能力还无法满足应用要求。另外,工业行业众多,即使是同一行业内不同企业的生产线状况差异也很大,要能真正发挥工业互联网的优势,需要既熟悉工业生产,还需要高深的大数据分析能力,目前大部分平台对于工业知识、模型和历史数据的沉淀非常不够,面向特定行业或工业场景提供服务时,往往难以满足制造企业的业务需要,特别是不能解决企业的个性化问题,各个工业互联网平台很少能对中小企业提供一站式的解决方案。例如,在佛山的调研中,有一家机械企业多次进行信息化提升和数字化转型,也投入了不少资金,但都没有成功,主要是因为公司里面的加工零部件多,服务商对企业的需求不能理解,感觉复杂繁复,难以实现企业的需求,最终导致项目难以成功。


二是中小企业的资金投入能力不足


我国很多制造业,特别是其中的中小企业仍然处于低价同质化竞争阶段,企业利润薄弱,信息化投入的能力有限。不少企业发现,信息化转型的投入很大,数字化转型更加费钱。例如,佛山菱王电梯公司发现,如果要进一步提高物联水平,真正发挥工业互联网的效果,要做到最好的运维监测,需要给电梯增加大量的传感器,但目前传感器的成本还很高,如果要真正做到电梯的实时监测,任何一个安全部件,任何一个间隙距离,都要去监测,要装很多的传感器。而现在一些普通电梯出厂的价格可能只在十几万元,而要做好监测可能要加几万元的传感器,这样的话,产品的竞争力一下子就弱了,很难有市场空间。


三是中小企业的意愿不足


企业发展工业互联网首先要考虑的就是投入产出比,是应用的效益。但目前工业互联网仍然处于发展的初期阶段,其实际效益往往难以明确展现。一些企业发现,投入不少资金应用工业互联网后,对企业生产流程的优化效果,对运营商的管理改进程度,对成本效益的提升能力,对研发能力的帮助,对售后服务的改善等各方面,往往难以有明显的见效。而在另一方面,做工业互联网的投入是实实在在的,有形的、量化的投入,但对应还不明确的回报,影响了不少企业的应用意愿。另外,发展工业互联网还存在企业内部的激励问题,不少企业的管理人员都有担心,如果信息化水平提升了,对相关岗位的工作会有多大的影响,这些影响是多方面的,有些是岗位的减少,有些是工作能力要求的提升,有些是工作内容的转换,这些都可能带来受影响员工的抵触情绪,因此,如果企业负责人没有充分的认识,没有足够的意愿去推动工业互联网,企业的发展意愿就会大打折扣。在调研中,佛山新宝电器表示,该公司推动工业互联网较为成功,很重要的原因是总裁亲自操刀,总裁具有敢闯敢试、主动推动信息化的意愿,经过企业领导人从高层向基层推动,各方面的积极性都较好,发展的效果也较好。


影响中小企业发展工业互联网的另一个原因是目前成功的案例还比较少,缺少直接的借鉴。虽然一些大企业在信息化、智能化、互联网化已经走得很远,但各个企业的能力、发展水平、行业特征千差万别,只有相似的企业,甚至同行业的企业才对中小企业有更多的示范价值,目前的成功案例仍然较少,不少中小企业即使想发展工业互联网,也不知道如何着手进行。


四是对互联网数据安全存在较大担心


对应用工业互联网后的信息安全担心,是制约企业应用的一个重要原因。这也是国内外共同关注的问题。德国在推动“上云”计划的时候,就特别强调了可信云的要求,结合最近欧盟推出的GDPR要求,德国再次加强了TrustedCloud的宣贯。我国也高度重视工业互联网的安全问题,2019年,工信部等十部门联合出台了《加强工业互联网安全工作的指导意见》,共同推动建设工业互联网安全保障体系。但实际工作中,不少中小企业仍然关注信息和数据安全问题。具体来说,包括两个方面,一是企业的敏感数据,比如财务数据会不会被政府部门获取,这直接影响企业的生产经营效益问题。二是企业的生产和管理数据安全问题,例如有些生产数据,包括工艺参数是企业的机密信息,是企业重要的竞争优势,不少企业会担心这些信息会不会被平台企业泄露给业内的竞争对手。与此相关的,这些数据还涉及企业的商业信息等,不少企业也非常关心其安全情况。


推进中小企业发展工业互联网的三个建议

当前我国正处于工业互联网发展的起步阶段,准确判断其今后发展方向,可以更好地集合市场和政府的力量,避免方向性错误,促进工业互联网更好更快发展,让工业互联网成为提升我国制造业竞争力的重要利器。


一是要支持形成少数几家基础性工业互联网平台+大量行业性应用平台的发展格局


工业互联网平台最终会形成少数几家的垄断性结构,还是会形成大量平台共存的竞争性结构,是需要首先回答的问题。如果最终发展趋势只能是少数几家大的平台,那么在当前阶段就要避免分散资源,反之就可以鼓励更多平台发展。


从工业互联网与消费互联网的比较看,工业互联网既可以形成少数平台,也可能容纳更多的主体。我国的消费互联网明显经历了不断集中的过程,在不到20年的时间里,从数百家平台发展到目前高度垄断的市场结构。工业互联网也具有平台的特点,某一平台上积聚的企业越多,其上下游配套企业可能越全,协同效应可能越好,因此,最终的平台结构可能是垄断的。但另一方面,不同企业的应用千差万别,企业在不同平台间的迁移成本很大,因此,工业互联网平台可能有比消费互联网平台更大的黏性,这将支撑更多的平台数量。


总体来看,根据工业互联网的四大能力特征,有必要将工业互联网平台划分为两大类型,一类是基础性的工业互联网平台,这类平台就如同计算机的操作系统一样,需要有全面系统的能力,包括设备接入能力、软件集成能力、大数据和云计算支撑能力,目前我国排名前十以内较大平台中,不少都或多或少具备了这样的能力。二是行业性应用平台,这类平台对工业行业的运行更加熟悉,具有丰富的行业知识,可以构建主要为各类行业服务的丰富应用,这类平台可以不具有基础性的设备接入或软件集成能力,而只具有较强的行业知识和经验即可。


对第一类基础性的、类似操作系统的工业互联网平台,类似于PC机的WINDOWS系统,类似于手机的安卓和IOS系统,由于其能力要求非常全面,非常广泛,其投入将非常巨大,但由于系统将具有足够的支撑能力,另外还存在用户数量的外溢性,从长期看其发展趋势将是集中比分散好,最终全国可能只会形成三四家,甚至更少的、最基础的平台系统。


对第二类平台,应该引导其和第一类平台合作,将行业性工业互联网平台构建于基础性平台之上,这样行业性平台无需发展设备互联、软件集成的能力,而集中于提供行业性的应用服务,每个基础性平台上可以存在大量的行业性、区域性互联网平台,这些行业性区域性平台还可以进一步联结,形成完善的上下游协同体系。


二是以重点示范+普惠性优先支持产业集群发展工业互联网


各地政府目前均投入了大量的资源支持和引导企业发展工业互联网,进一步完善支持的方法对于提高政策效果非常重要。


首先,应该引导企业选择合适的互联网平台企业,避免那种少而全、能力不足的平台企业或互联网服务型企业。应引导企业优先选择那些基于国内大型、基础性互联网平台的行业性平台,这类互联网平台一般会具有更强的服务能力和发展前景。


其次,各地方应优先支持本地的产业集群发展工业互联网。这既是因为工业互联网本身具有集群效应,同一行业的企业上网越多越容易积累行业应用数据,提高平台的行业服务能力,还因为发展互联网平台具有示范效应,某一行业内如果出现了成功的案例,其他企业就更容易模仿和学习这些典型,从而更快取得效果。因此,地方在支持企业发展工业互联网的过程中,应避免平均用力,可以针对少数一两家先行先试的企业,给予更大力度的支持,把典型案例的互联应用打通,形成学习标杆和榜样。


三是不断提升工业互联网安全水平提升企业应用信心


首先要不断完善工业互联网的标准和安全保障体系。要针对工业互联网发展加强研究,不断完善相关标准,并进一步建立健全工业互联网安全的监督检查、风险评估、应急处置等体制机制。要发挥大型IT科技企业的作用,推动行业企业深入研究,加快监测预警、应急防护等关键技术手段的研发和部署,不断提升互联网平台自身安全防护以及核心技术能力,促进工业互联网安全监管、防护、治理等安全基线的全面提升。


其次要加强法律保护,提升企业数据安全的保护层级。互联网安全既是技术问题,也是人的问题,要有效防止个人利用工业互联网,损害企业的数据安全和数据利益,加强法律对这类行为的规定和处罚、追责力度,是提升企业信心的重要方面。

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