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胡權:德國工業4.0深度揭秘

  【稿件說明】本文為“大數據100分”活動分享內容。大數據100分,是中關村大數據產業聯盟的特色活動。稿件內容由中關村大數據產業聯盟授權數據觀(www.www.huatairui.com)發布,未經允許請勿轉載。

  主講嘉賓:胡權

  人:中關村大數據產業聯盟工業大數據專業委員會 副主任 陳志成

  嘉賓介紹:

  胡權:工業4.0研究院院長、首席經濟學家。 中關村大數據產業聯盟工業大數據專業委員會副主任 。關注工業4.0時代的競爭規律研究,目前主持工業 4.0相關技術、模式及戰略的研究及咨詢工作。作為國內最早跟蹤研究第四次工業革命的專家之一,在多個高峰論壇做工業 4.0主題發言,著有《工業4.0時代:創造新工業價值生態的風口》一書。

  以下為分享實景全文:

  工業4.0研究院從13年就開始跟蹤工業4.0,對工業4.0稍微知道多一點,今天晚上主要就我們了解的德國工業4.0做一個分享。今天的題目是《德國工業4.0深度揭秘》

  主要談三個方面的內容,一是工業4.0的定義及判斷標準,二是德國工業4.0的國家戰略,三是工業4.0的三個基本模式(集成)。

  首先需要說明的是,今天晚上的分享以德國工業4.0的認識與思考為主,不談工業互聯網以及AMP 2.0等概念,以免主題不突出,爭論太多,將來有機會再專門找時間討論工業4.0研究院理解的工業互聯網和AMP 2.0等概念。

  陳志成(loT-Al)

  @胡權·工業4.0研究院,這三個方面很重要,胡老師進行更專業的解讀。

  胡權·工業4.0研究院

  目前大家所了解德國工業4.0的途徑比較少,估計大家主要是通過工程院翻譯的一份的德國工業4.0的資料(《實施“工業4.0”攻略的建議》,報告在百度文庫有免費下載)來認識工業4.0,其他資料因為是德文的,了解的朋友不多,其他中文資料大部分是各位工業4.0專家自己的解讀。我們這次主要是談談工業4.0研究院對“德國”工業4.0體系的解讀,不談工業4.0在中國的因地制宜,將來有機會再分享我們設計的中國工業4.0體系、模式及路徑。

  這個資料是從英文的資料翻譯過來,大概有不到100頁,但德文版的有近120頁,多了Use Case,也就是案例,因此,需要深入了解原汁原味的德國工業4.0體系的,可以聯系我索取(微信號:huquanbj,或者百度,工業4.0研究院)。

  陳志成(loT-Al)

  德國本身對于工業4.0的定義是如何的呢?

  胡權·工業4.0研究院

  我接下來根據工業4.0研究院跟蹤的大量資料來解讀一下工業4.0的定義和判斷標準。

  首先,德國工業4.0產生追根述源應該是歐洲的未來工廠計劃,Factories of the Future,接著德國就開始做德國高科技戰略,然后是agendaCPS,最后才是我們大家熟悉的德國工業4.0國家戰略。

  這是是歐洲的未來工廠報告

  后面這個是agendaCPS

  當時德國的Acatech接受政府委托,研究有利于德國產業發展的核心技術CPS,這個研究項目就是agendaCPS。在agendaCPS項目中,項目組開始提出CPS在工業制造領域應用的新概念——那就是“工業4.0”(Industrie4.0)。

  接著德國三大協會就成立了工業4.0工作組,推動工業4.0成為國家戰略。

  再到13年的漢洛威工業博覽會上,由德國總理默多克直接認可并正式發布,這個時候就形成了德國以“工業4.0”為核心的國家戰略。

  因此,德國工業4.0概念的產生是來自于未來制造業的考慮,并且是基于CPS(Cyber-PhysicalSystems,信息物理融合系統,有專家翻譯不一致,請注意)來做的國家戰略。

  從這張圖上,大家看得到,西方的制造業是收縮的,份額逐漸減小

  德國的工業種類主要以裝備制造業為主,裝備制造業是中國的叫法,德國應該叫著設備供應商

  大家知道,在工業2.0及3.0的時候,德國是眾廠之廠(Factory of Factories),這跟中國制造被稱為“世界工廠”是一個含義。

  不過,由于中國制造的崛起,德國世界領先供應商的地位在發生改變,因此,德國產業經濟學家就設計了一個工業4.0的概念,來推動德國制造在未來繼續領先,這也是德國未來制造業的定位。

  上圖是麥肯錫的統計數據

  德國工業革命的四個階段很容易理解,也很容易找到資料,不做太多介紹,我們談談工業4.0研究院對工業4.0的定義,我們用三個高度來概括,高度自動化、高度信息化及高度網絡化。

  自動化和信息化是2.0和3.0主要的工作,而網絡化是工業4.0獨特的要素。

  甚至于德國也把工業4.0稱為網絡制造業(NetworkedManufacturing)。

  工業4.0的高度網絡化是如何實現的呢?它核心的技術是CPS,這是毋庸置疑的,不過由于傳感器等技術的應用,形成了網絡制造,產生了一些新的東西,例如服務互聯網(Internetof Services)。

  這就需要我們回到CPS去認識這個工業4.0的特點,也就是所謂高度網絡化的問題。

  在agendaCPS報告里面,明確提出了CPS的體系架構,雖然CPS是美國最先提出,但德國的CPS體系更符合未來制造業的應用,特別是符合德國在嵌入式系統上的領先地位,這也是為什么美國基于自己傳統制造業的特點提以高端制造(先進制造)的AMP 2.0,而不是類似德國的傳統工業升級轉型為主的工業4.0概念的原因。

  上圖是CPS技術體系的一個邏輯圖(德文版,英文版有細微不同),最小的部分是嵌入式系統,接著是網絡化的嵌入式系統,再次是CPS,最后是物聯網。

  因此,工業4.0研究院認為,德國工業4.0符合德國擅長的嵌入式系統特點,因此用CPS作為德國工業4.0的核心技術,是有一定原因的,這跟目前國內一些工業4.0專家把美國的工業互聯網技術融合到工業4.0體系里面來不同,需要大家學習的時候注意這個差別。

  上面是講德國工業4.0產生的背景和特點,接著講第二個部分,我們來談談德國工業4.0國家戰略。

  德國工業4.0國家戰略是用雙重戰略來解釋的,也就是所謂領先的供應商戰略和領先的市場戰略,工業4.0研究院把它稱為雙領先戰略(后來發現中國社科院工業經濟研究所的黃陽華也是這樣講的,在此說明)。

  領先的供應商戰略很容易理解,也就是要做最厲害的裝備制造業嘛,例如西門子提供的很多設備,還有Bosch等德國供應商,中國很多領域都在用德國供應商提供的裝備(設備)。

  但領先的市場戰略目前大部分專家是誤讀的,或者是解釋得不完善的,或者是被讀者誤讀了。

  胡權·工業4.0研究院

  所謂領先的市場戰略,這是針對德國的供應商市場來講的,也就是要在德國形成一個供應商生態,以大型企業為核心,讓德國的中小企業加入到這個生態里面來,從而讓德國的供應商戰略得以實現(社科院的黃陽華是做中小企業研究的,期望可以做更深入的研究,可以具體看看德國中小企業是如何跟大型企業互動形成領先的市場)。

  因此,德國的雙領先戰略很有意思,也很厲害,一個以德國企業為主的領先供應商生態,這樣才可以有統一的標準,統一的接口,統一的管理以及統一的戰略,為全球的制造業提供真正的網絡制造(或者智能制造)所需要的解決方案。

  中國的大部分企業是無法實現這樣的目標的,因為在企業邊界的系統,到了另外的企業,標準不同了,或者管理方式不同了,是無法實現網絡制造的,也更達不到所謂“高度網絡化“的制造水平。大家所看到中國的系統集成服務商的生意很火,根本原因是中國企業的個體特征太明顯了。

  關于德國雙領先戰略的內容,大家看到的工程院翻譯的資料介紹的比較少,因此誤讀也難免,但期望關注工業4.0的朋友注意一下。

  接著我們需要談談工業4.0的一個核心內容,也就是本次直播的第三部分,德國工業4.0的三種模式(集成),這也是被誤讀最為厲害的地方。

  首先,我需要解釋一個概念——邊界,企業有企業邊界,產業鏈有產業鏈邊界,生態有生態邊界,之所以有邊界,主要是為了解釋價值創造與交換的問題,這是最為本質的經濟問題。

  毫無疑問,工業4.0是一個生態問題,也就是跨越產業鏈的,工業4.0把這種理想狀態稱為“新工業價值生態”,如果按照這個嚴格的標準,目前沒有任何企業做到真正的工業4.0。

  這就回到了德國工業4.0所提及的第一個集成,那就是橫向集成。

  橫向集成就是跨越產業鏈的,也就如同中國互聯網領域最愛談的“跨界”,我在發布在《清華管理評論》上的《新競爭優勢:移動互聯網時代的商業模式設計》(2014年第9期)一文中以“融合”來解釋(另外一個概念是“開放”)。

  融合是利益的分享,跨界就是利益的掠奪。

  我們這個時代的兩大驅動力是融合和開放,這在互聯網領域適用,在生產制造領域也是適用的,這是構建我提出的新工業價值生態必須采用的方法。

  大概100年前產生于哈佛大學的產業經濟學是分析產業鏈的最好工具,波特發明的價值鏈分析工具在分析單一價值鏈是有效的,工業4.0研究院主要用大家比較熟悉的產業價值鏈分析工具來解釋這三個集成或模式。

  橫向集成可以產生新工業價值生態,這自然是一個好事情,但困難很大,諸如標準不同,價值分配更加不統一(因為涉及到多條價值鏈),這些都是問題,所以IEC有一個專門針對工業4.0的標準組織SG 8,就是解決這個問題的。

  我們談談第二個集成,端到端集成,這是很多人跟第三個集成,也就是縱向集成最容易混淆的兩個集成或模式。

  端到端集成就是一個產業鏈的集成,最典型就是蘋果、小米之類的公司了,它們是最佳實踐者。

  端到端集成很容易理解,其實主要是單條產業鏈的集成,目標是為了實現更好的產品或體驗。

  因此,我們就很容易理解它的集成邊界了,那就是在產業鏈內部,為什么要在產業鏈內部呢?因為交易成本低啊,例如,蘋果可以要求富士康按照它的要求做產品,也可以要求App開發者按照蘋果要求提供應用,小米也是如此,它似乎懂這個道理。

  這一般是產業鏈的主導者做這個事情,因為需要分享核心資源及能力,當然,價值鏈上的其他參與者很想挑戰產業鏈主導者的權威,這就是競爭了,需要精巧的戰略及模式,小米四年前似乎懂這個技巧。

  第三個集成是縱向集成,這是最容易混淆的地方,不知道是不是因為翻譯的原因,中國人一般把縱向集成理解為產業鏈的集成,因為縱向集成總會看成下游上游企業的集成,但實際上這個集成是發生在企業邊界內的。

  補充一點,剛才談端到端集成,實際上可以用價值分配來看。

  華理-王昊奮

  另外,這里胡院長提到了融合和開放,非常同意,大家有興趣看看Open Data。

  縱向集成很容易理解,主要就是數字化工廠(這主要是西門子的DF解決方案,也就是Digital Factory),或者智能工廠,智慧工廠。

  縱向集成都是發生在車間的,建議閱讀《車間的競爭優勢》一書。

  目前號稱提供工業4.0解決方案的,大部分是做縱向集成,也就是提供PLM, MES, SCADA等系統的集成,大家可以找一些提供類似解決方案的企業做研究。

  工業4.0研究院認為,縱向集成是工業4.0的基礎,沒有數字化工廠,談端到端集成或者橫向集成,是無法實現的,但需要注意,數字化工廠不一定要供應商親自去做,你可以讓其他供應商來做,而你可以在它們基礎上做更高層的集成。

  大家應該很清楚的看到,三個集成是有順序的,分別是從未來到現在,復雜到簡單,生態到企業。當然,也可以把這三個集成反過來講,但不能任意混淆這個順序。

  考慮到時間,不把這個部分深入下去,因為內容實在太多,我在即將出版的《工業4.0時代:創造新工業價值生態的風口》一書中有深入解讀。

  總而言之,德國工業4.0是一個體系完備的概念,具有相應的技術基礎和商業模式,還有相應的管理理念,不能單獨解讀,不過,中國制造企業可以在理解德國工業4.0體系的基礎上,結合到自己的實際,選擇恰當的戰略定位,并設計適當的商業模式,找到自己在工業4.0時代的位置。

  聯盟領導交代大概60分鐘,超出了,不好意思,現在可以提問。

  交流互動

  三月大數據培訓在上海的大醉俠

  @胡權·工業4.0研究院這個好像是微笑曲線

  胡權·工業4.0研究院

  是的,主要用這個曲線來說明一下價值分配的問題。

  陳志成(loT-Al)

  胡老師分享很專業,之前大家對德國工業4.0的概念有很多理解不一致的,現在清晰了很多。

  陳志成(loT-Al)

  大家有什么問題可以提問交流

  華理-王昊奮

  問個和群主題相關的問題,工業4.0和大數據如何結合,同時群里各個做大數據相關工作的如果想切入工業4.0,有啥建議?

  胡權·工業4.0研究院

  我們認為,大數據主要應用領域會在前兩個集成中,而且會是標配,這樣潛力就很大了。

  三月大數據培訓在上海的大醉俠

  @胡權·工業4.0研究院企業之間價值分配,是否應該先研究會有那些incremental value?

  胡權·工業4.0研究院

  麥肯錫做過。

  陳志成(loT-Al)

  胡老師:我請教一下,中國現在很多企業還處于1.0,2.0,3.0時代,對德國4.0理解很難,實施就更難,是不是現在中國來談還有點早呢?你有什么建議和看法呢?

  陳志成(loT-Al)

  上述問題一個專家提問的

  領先者都是這樣領先的,馬云做阿里巴巴(電子商務,當然并不是主流)很早,所以才有阿里巴巴,領先者肯定不是大家都看到并認可這個機會的時候才做的,工業4.0研究院做研究的目的是為了幫助企業做投融資服務,需要利用資本的力量幫助企業提前布局。這是未來工業領域的BAT的機會。

  華理-王昊奮

  @胡權·工業4.0研究院謝謝,但是您剛也提到縱向集成是基礎,那么大數據在前兩個集成中的落地需要等第三個集成差不多了再進入,還是可以同時進行,這三個集成形成大循環,互相增強?

  胡權·工業4.0研究院

  可以先布局,這樣等市場成熟了,你就是翹楚

  胡權·工業4.0研究院

  有人問英文版少的use case

  華理-王昊奮

  Google translate 翻譯成英語再看

  胡權·工業4.0研究院

  我們目前工業4.0研究院,目前做的一部分服務就是幫助企業制定工業4.0戰略,通過投融資服務實現工業4.0的布局。

  陳志成(loT-Al)

  這些用例挺好的,胡老師下次可以再分享。

  華理-王昊奮

  Big vision, then bigaction to big impact finally big success

  陳志成(loT-Al)

  各位專家還有什么問題需要交流?

  胡老師有個專業的工業4.0創新平臺的群和網站,大家線下可以繼續交流。

  胡權·工業4.0研究院

  工業4.0的應用,還是要結合到企業的實際來做,不能簡單理解為其他概念,我今天介紹的是德國工業4.0的基本概念,有機會再介紹如何使用一些管理工具達到目的。

  陳新河,聯盟副秘書長;《軟件定義世界,數據驅動未來》

  無論德國政府提出的工業4.0,還是美國通用電器倡導的工業互聯網,抑或是國內提出的兩化深度融合,均有異曲同工之妙。其基礎是信息物理系統(CPS),構建機械與IT無縫融合的信息物理系統;核心是(大)數據,數據驅動工業全生命周期;靈魂是軟件,重新定義工業及其生態系統,并不斷挖掘出數據潛在的價值。“CPS引領、軟件定義、數據驅動”正在重塑工業生態。

  陳志成(loT-Al)

  非常感謝胡老師今天晚上來“工業大數據”專題月分享。內容很精彩。

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