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面目全非自動(dòng)化,論自動(dòng)化戰(zhàn)略!

2020-7-30新聞

自動(dòng)化廠商的大變臉,是一場數(shù)字化、智能化的前戲。


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前言:我先變臉 你跟我變


無論是工業(yè)4.0,還是智能制造以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),都給人們帶來一種萬象更新的工業(yè)氣派。大量的ICT廠商和物聯(lián)網(wǎng)廠商的介入,加持了人工智能、大數(shù)據(jù)分析等新銳兵團(tuán),整個(gè)行業(yè)的數(shù)字化市場一片熱鬧。這未免讓人覺得,工業(yè)正在被ICT所裹挾。然而三四年下來,定睛細(xì)看,真正讓工廠、車間發(fā)生數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主導(dǎo)力量,仍然是自動(dòng)化廠商。

這也并不令人意外。他們在這個(gè)市場上,一直就決定了工廠更高質(zhì)量、更高效率、更低成本、更短交貨期的運(yùn)行法則。如果從第一臺(tái)應(yīng)用在通用汽車工廠的可編程控制PLC開始算起的話,自動(dòng)化在工廠的霸主地位五十年來從未動(dòng)搖過。

只是,在全球2000億美元的自動(dòng)化市場中,這些廠商早已面目全非。如果說數(shù)字工業(yè)是人們最期待發(fā)生的變化,那么這場大戲最具戲劇性效果的開局是:自動(dòng)化廠商尋求變化在前,制造商則尾隨其后。換言之,自動(dòng)化廠商的大變臉,是一場數(shù)字化、智能化的前戲。



2


乏味的面孔


2019年10月份,美國《Control》雜志發(fā)布了2018年自動(dòng)化領(lǐng)域的Top 50。這里你可以發(fā)現(xiàn)智能制造的源頭是一個(gè)高度驚人的寡頭市場。西門子、艾默生和ABB占據(jù)前三名(ABB官網(wǎng)宣稱自己為工業(yè)自動(dòng)化市場的第二),施耐德、羅克韋爾和三菱電機(jī)尾隨其后。在前十名中,美國占據(jù)四家,日本有三家,德國、瑞士和法國各有一家。但如果從Top 50的數(shù)量來看,德國毫無疑問是全球第一大自動(dòng)化強(qiáng)國,有19家公司進(jìn)入了Top 50,而西門子以137億美元排名第一。第三是日本,有9家公司。可能很多人沒有想到的是,排名第二位的正是美國,有15家公司,超過30%,緊隨德國其后。當(dāng)我們都認(rèn)為德日是制造強(qiáng)國的時(shí)候,一定要知道美國也是自動(dòng)化制造的超級強(qiáng)國,壓過日本。
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圖1:Top供應(yīng)商的國別統(tǒng)計(jì)
(來源:美國《Control》雜志)

德美日這三個(gè)國家,則包辦了全球Top 50的86%名額。而法國和英國則基本拿下剩余的全部。(中國自動(dòng)化大黑馬——匯川公司并沒有被計(jì)算在內(nèi)。匯川2018年銷售額為58億人民幣,大概應(yīng)能排名在第40名左右。這可能是由于匯川的國際市場知名度不足所造成的)。
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圖2:自動(dòng)化排名Top 20
(來源:美國《Control》雜志)

這家自動(dòng)化領(lǐng)域的權(quán)威媒體,每年都會(huì)評出全球自動(dòng)化廠商Top 50。但排名變化不大。自動(dòng)化三強(qiáng)紋絲不變:德國、美國和日本。雖然自動(dòng)化市場歷經(jīng)重大技術(shù)變革,但想看熱鬧的人總會(huì)失望。

自動(dòng)化領(lǐng)域沒有冷門故事。領(lǐng)先供應(yīng)商的主導(dǎo)地位,始終穩(wěn)如磐石。西門子、ABB、艾默生、施耐德電氣、霍尼韋爾、羅克韋爾自動(dòng)化和橫河等傳統(tǒng)大型供應(yīng)商繼續(xù)在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,穩(wěn)如泰山,甚至連動(dòng)搖的跡象都沒有。

 


3


IT野蠻人專挖自動(dòng)化的墻角


從2018年8月開始,互聯(lián)網(wǎng)巨頭的軟件胃口,侵入了老牌工業(yè)廠商的地盤。工業(yè)自動(dòng)化被IT廠商染指了,更具雄心壯志的軟件大鱷已經(jīng)踹破了工廠的大門,蜂擁而至。谷歌(Google)、亞馬遜(Amazon)和微軟(Microsoft)均已宣布打算向石油、天然氣和其他流程行業(yè)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和相關(guān)服務(wù)。如果微軟的Windows界面早已在工業(yè)領(lǐng)域深耕多少年而沒引人察覺的話,那么谷歌、亞馬遜所代表的力量則是“善者不來”。

亞馬遜云服務(wù)公司AWS將要為石油和天然氣專業(yè)領(lǐng)域提供服務(wù)了,他們最好的員工來自哪里?你能猜到的,他們最青睞GE、施耐德AVEVA和艾默生的資深員工。微軟和谷歌也喜歡在自動(dòng)化生態(tài)系統(tǒng)招募員工。

當(dāng)然,石油和天然氣只是個(gè)開始?;ぁ⒅扑?、公用事業(yè)和其他制造業(yè),并無什么特殊的屏障。

一股寒意,應(yīng)該已在自動(dòng)化廠商背后升騰。

然而,破門而入的野蠻人對硬件毫無眷戀,自動(dòng)化供應(yīng)商的硬件業(yè)務(wù)從控制閥、馬達(dá),到傳感器、分布式控制系統(tǒng)等,或者制造執(zhí)行系統(tǒng)MES,都不太是他們籃子里的菜。他們只想扒拉籃子里面的肉,他們想要的是制造數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)服務(wù)。最可怕的是,他們想把所有數(shù)據(jù)連接起來,因?yàn)橹挥羞@樣價(jià)值才會(huì)最大化。不錯(cuò),傳統(tǒng)自動(dòng)化廠商的客戶數(shù)據(jù),從來都是封閉的花園:不同供應(yīng)商,雖然在現(xiàn)場上設(shè)備相伴為鄰,但數(shù)據(jù)之間老死不相往來。這種企業(yè)自行構(gòu)建的人為溝壑,創(chuàng)造了各自的財(cái)富。然而,這種基于“隔離自動(dòng)化”的業(yè)務(wù)實(shí)踐,正面臨被IT野蠻人圍攻的局面。不過,野蠻人也不是能處處得逞。天上駕得好云彩,地下處處落鳳坡。數(shù)據(jù)中臺(tái)——就是阿里云們搗鼓出來的一把萬能扳手,它希望擰開每一個(gè)機(jī)器的數(shù)據(jù)螺母。然而扳手設(shè)計(jì)得雖好,但卻很容易折裂在自動(dòng)化廠商的金剛罩下。陷阱有的是,這些與機(jī)器打了一輩子交道的自動(dòng)化廠商,可以用新的方式,同樣找到數(shù)據(jù)的價(jià)值。

霍尼韋爾在最近兩年,推出了一款名為Experion LCN(Local Control Network)的產(chǎn)品,就是為了修補(bǔ)它早在1996年推出最經(jīng)典的全廠控制一體化系統(tǒng)TPS。如果再考慮之前二十年的TDC系統(tǒng),這簡直就是一場跨度四十年的修補(bǔ)和連接。真是一場時(shí)空大穿越。ELCN將仿真和可視化結(jié)合起來,取代了上世紀(jì)80年代以來就一直使用的本地控制網(wǎng)絡(luò)(LCN)。ELCN可以讓原有的應(yīng)用軟件和管理接口,使用最新的網(wǎng)絡(luò),甚至可以做成本地部署的云平臺(tái)。它與霍尼韋爾的控制系統(tǒng)PKS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是無縫集成的。在大型終端用戶看來,ELCN“重置了舊系統(tǒng)中那過時(shí)的里程表”。換句話說,幾十年前的老用戶現(xiàn)在可以選擇使用更現(xiàn)代化的硬件,同時(shí)維護(hù)他們已有的配置和管理軟件,盡管這些軟件已經(jīng)非常老了。

ELCN是“軟件激活舊硬件”的經(jīng)典,看上去是一個(gè)過渡方案,但它提供了可視化,而且減少了同軸連接從而節(jié)省了空間。這種保守的自動(dòng)化派頭,恐怕不是IT廠家所喜歡的。但大型化工用戶還是能夠容忍這樣的速度。

IT這么喜歡工業(yè),這么喜歡挖自動(dòng)化員工的墻角。對自動(dòng)化廠商而言,這是一股惱人的冷風(fēng)。



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從機(jī)電一體化到“機(jī)電軟體化”


無論激進(jìn)者有多么不情愿,我們?nèi)匀恍枰吹?,全球自?dòng)化供應(yīng)商能力決定了智能制造的水平。智能制造是建立在自動(dòng)化的基石之上。

數(shù)字化中最引人注意的兩大要素:一個(gè)是泛濫成災(zāi)的數(shù)據(jù),一個(gè)是知識(shí)容器的軟件。這兩者,一開始經(jīng)歷過IT沖擊的恐慌,現(xiàn)在逐漸成為自動(dòng)化廠商的寵愛。

工廠里面的數(shù)據(jù)地盤,幾十年來一直由自動(dòng)化供應(yīng)商所主導(dǎo)。他們提供的各種硬件包括傳感器、控制器,以及軟件程序都在默默地產(chǎn)生著大量的數(shù)據(jù),其中僅有極小一部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)入了價(jià)值萃取的通道。

而大數(shù)據(jù)分析有望改變這一規(guī)則?,F(xiàn)在正處于軟件引領(lǐng),破壞既定秩序的早期階段。尤其是大量IT公司,通過云存儲(chǔ)和分析的普及,為用戶帶來了一套全新的成本計(jì)算規(guī)則和簡化互操作性的預(yù)期。在涓涓細(xì)流中,更多客戶會(huì)逐步采用以軟件為基礎(chǔ)的產(chǎn)品。

眾多自動(dòng)化廠商對此不能不加以提防。數(shù)字轉(zhuǎn)型,源于對工廠自動(dòng)化、信息化以及數(shù)字化的改造。然而,意味深長的是,數(shù)字轉(zhuǎn)型,首先改變的自動(dòng)化供應(yīng)商的本身。所有面向未來的自動(dòng)化供應(yīng)商,都在加速擁抱軟件的步伐。

西門子積極布局軟件的故事已經(jīng)廣為熟悉,它在十多年間傳遞了一個(gè)不可動(dòng)搖的圣徒信念:自動(dòng)化廠商只有軟件化,才能實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略躍遷。就像量子躍遷到更高能量軌道上必須吸收光子一樣,軟件就是自動(dòng)化商的獵物光子。那些身材苗條、體量相對較小的獨(dú)立軟件廠商,向來都是五大三粗、身高魁梧的自動(dòng)化廠商天生的獵物。自2006年以來,西門子花費(fèi)了令人嘆為觀止的140億美元,進(jìn)入全球頂級的軟件商俱樂部之列。不過,它一年的產(chǎn)值也只有40多億美元。如果不是粗眉大眼的自動(dòng)化硬件替它支撐,這絕對是個(gè)苦局。然而有了軟件,硬件的故事才能講得好,硬件打包后的價(jià)格才能賣得高。相信西門子的硬件部門對軟件事業(yè)部是又惱又恨卻又離不開。部門間打架是必不可少的,但對外卻傳遞了數(shù)字升級的統(tǒng)一性。這就是戰(zhàn)略的定力,這也是西門子給傳統(tǒng)自動(dòng)化廠商所能上的最好一堂戰(zhàn)略課。

施耐德電氣同樣在積極布局,2013年收購英維思(Invensys),唾手立得DCS系統(tǒng)Foxboro、組態(tài)軟件Wonderware、安全Triconex等一大筐好菜。如果這還都算是自動(dòng)化內(nèi)部的本分收購,那么之后它對PLM設(shè)計(jì)軟件的關(guān)注,則讓軟件與自動(dòng)化的關(guān)系,表白得一清二楚。在錯(cuò)失對PTC的最好機(jī)會(huì)之后(PTC可真是自動(dòng)化廠商的“夢中情人”),施耐德電氣2017年完成了對AVEVA的“反向收購”,保留了合并投資組合的60%的所有權(quán)。AVEVA也是最早期計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件CAD的拓荒急先鋒,有著雄厚的英國劍橋數(shù)學(xué)所留下的班底。它最終成為廠房、造船等工程信息系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)軟件。并購AVEVA之后,施耐德電氣也將早先的Wonderware軟件,全部注入AVEVA。設(shè)計(jì)軟件與自動(dòng)化軟件的融合,這將是自動(dòng)化廠商的標(biāo)配。這種并購,就是在球門禁區(qū)外的定位球,具有決定性地戰(zhàn)略價(jià)值。在2018年,施耐德電氣再次收購了專注于電氣CAD與仿真的IGE+XAO集團(tuán),將這種戰(zhàn)略定位球運(yùn)用得更加?jì)故熳匀纭?/strong>

最新的消息是,施耐德電氣2月份計(jì)劃以14億歐元并購了德國建筑軟件開發(fā)商RIB軟件公司,在靜等股東批準(zhǔn)。這意味著施耐德在建筑領(lǐng)域的“電氣化+數(shù)字化”繼續(xù)快跑。施耐德的收入一半來自建筑和數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品的銷售,而未來建筑將是全數(shù)字化與全電氣化(All-Digital and All-Electric)。在這種情況下,德國RIB基于云的產(chǎn)品,對于數(shù)字化建設(shè)和運(yùn)營領(lǐng)域至關(guān)重要。施耐德正在精心打造的工業(yè)軟件集團(tuán)AVEVA,不過目前看RIB應(yīng)該不會(huì)并入AVEVA,而是獨(dú)立作戰(zhàn)的一員新猛將。這要牽出施耐德電氣的另外一局大棋。去年4月,施耐德電氣和凱雷投資集團(tuán)Carlyle計(jì)劃成立一家名為AlphaStruxure的合資公司,進(jìn)行分布式能源和微電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和工程工作。二者此前已經(jīng)形成大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中部署微電網(wǎng)的戰(zhàn)略聯(lián)盟。這一次,意味著建筑信息模型BIM軟件的深度融合,必將徹底改變基礎(chǔ)設(shè)施的傳統(tǒng)面貌。發(fā)改委在四月下旬公布了“新基建”的概念,讓人大跌眼鏡。新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施,除了5G、物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng),居然還包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。真是概念混亂??纯捶▏┠偷鹿镜淖龇?,才能更好地了解新基建。那些被軟件重新激活的水泥鋼筋,讓傳統(tǒng)基建產(chǎn)生了全新的澎湃活力。

ABB的表現(xiàn)則是差強(qiáng)人意。在自動(dòng)化、離散控制與機(jī)器人的自動(dòng)化市場中,ABB年報(bào)顯示2019年銷售額在100億左右。如果沒有收購貝加萊(B&R),那么ABB在數(shù)字化領(lǐng)域的表現(xiàn)就只能用糟糕來表達(dá)。這只大象要么是有些疲憊,要么就是被機(jī)器人的成功沖昏了頭腦。直到2017年收購了奧地利的貝加萊這個(gè)高冷的自動(dòng)化獨(dú)行俠,時(shí)局才算是扳回半個(gè)身位。盡管B&R每年只有大約6億美元的收入,但在高端PLC和自動(dòng)化軟件的突出表現(xiàn),絕對是大型自動(dòng)化廠商最佳的獵物。這些小型自動(dòng)化公司一直是江湖行走的高手,往往只有在家族創(chuàng)始人倦怠了或其他偶然的機(jī)會(huì),才有可能被并購。有了這樣的寶貝,ABB自動(dòng)化在自動(dòng)化軟件領(lǐng)域,才算有了一點(diǎn)亮色。而之后仍然花費(fèi)了兩年的時(shí)間,才完成了ABB機(jī)器人與貝加萊軟件的匹配??磥碚喜⒉蝗菀住?/span>

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圖3:ABB工業(yè)自動(dòng)化的分層

(來源:2019年ABB年報(bào))


而ABB最新的戰(zhàn)略補(bǔ)丁,則是來自去年年初與達(dá)索達(dá)成了戰(zhàn)略合作。ABB在向客戶交付解決方案之前會(huì)進(jìn)行建模和仿真。數(shù)字孿生等技術(shù)都會(huì)在ABB四大板塊業(yè)務(wù)中逐步引入。然而,這種合作,正如它跟微軟、惠普的合作一樣,并不能說明太多問題。江湖上的聯(lián)盟多了去了,相互嵌入產(chǎn)品,只是讓用戶的體驗(yàn)更好,并不會(huì)讓一個(gè)自動(dòng)化企業(yè)在戰(zhàn)略上有本質(zhì)的提高。

軟件并不是日本的強(qiáng)項(xiàng),但不影響日本自動(dòng)化廠商的突然變得精神抖擻、從容布局。2016年是橫河電機(jī)最具活力的一年,它通過一系列的軟件收購,改變了品牌的形態(tài)。這其中包括工業(yè)天演IE公司 (基于云、共享即服務(wù)的工廠數(shù)據(jù)),英國KBC公司(面向石油和天然氣的過程模擬和咨詢服務(wù)),以及SVM(能源管理和優(yōu)化解決方案)。橫河電機(jī)隨后將SVM和IE全部都集成到KBC,實(shí)現(xiàn)了對石油天然氣工程的模擬仿真,這也成為橫河全新軟件的支柱。在2019年5月,三菱電機(jī)全資收購了美國自動(dòng)化軟件開發(fā)商Iconics,以強(qiáng)化在工業(yè)和樓宇自動(dòng)化的人機(jī)界面、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析的能力。這家已經(jīng)安裝35萬套軟件的公司,正是三菱電機(jī)增強(qiáng)其在邊緣計(jì)算等領(lǐng)域的軟件能力的一部分。

上個(gè)世紀(jì)70-80年代,日本提出了機(jī)電一體化,又稱機(jī)械電子工程,是機(jī)械工程與自動(dòng)化的合體。它徹底改變了昔日機(jī)械自動(dòng)化的面貌。而如今,軟件技術(shù)則與機(jī)電一體化合體,筆者這里稱之為“機(jī)電軟體化”。沒有一家自動(dòng)化廠商,也沒有一家制造商,能夠擺脫來自“機(jī)電軟體化”的沖擊。

基于軟件優(yōu)先的戰(zhàn)略,順應(yīng)“機(jī)電軟體化”的趨勢,自動(dòng)化廠商因此而變得面目全非。



5


或加或減 聚焦主航道


在某些情況下,許多大型供應(yīng)商正在進(jìn)行改革、重組,甚至“去多元化”。2019年西門子終于堅(jiān)決地剝離了天然氣和電力業(yè)務(wù)。西門子能源的剝離,正在成為今年的重點(diǎn),預(yù)今年9月可以完成公司的公開上市。而現(xiàn)任CEO凱颯則被提名為西門子能源監(jiān)事會(huì)主席,CEO也早已確定,甚至數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)(DI)現(xiàn)任首席財(cái)務(wù)官也被一并送上。國內(nèi)新公司也都注冊完成。

ABB 80%的電網(wǎng)業(yè)務(wù)也在2018年12月出售給日立;通用電氣則毫無懸念地放棄了貝克休斯的多數(shù)控制權(quán)——這筆業(yè)務(wù)曾經(jīng)耗費(fèi)GE約340億美元。

排名第7的美國霍尼韋爾,則在2018年12月將旗下的家居產(chǎn)品組合和ADI分銷業(yè)務(wù),分離成為一個(gè)產(chǎn)值45億美元關(guān)注智能家居的Resideo公司;交通系統(tǒng)也被分拆。而霍尼韋爾自己則加大了對特性材料技術(shù)集團(tuán)(PMT)的關(guān)注,該集團(tuán)旗下的霍尼韋爾UOP為全球石油天然氣行業(yè)提供技術(shù)和軟件服務(wù);而過程控制部,則以軟件為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)、儀器儀表和相關(guān)服務(wù)的行業(yè)先鋒。分離,是為了更好地聚焦工業(yè)自動(dòng)化與軟件服務(wù)。

并購才是維持大盤的主旋律。以英國儀表公司Spectrics為例,在過去十年并購次數(shù)達(dá)到40次。
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圖4:Spectrics的并購情況
(來源:Spectrics 2018年報(bào))

歐姆龍?jiān)?015年以2億美元,收購了美國本土最大的工業(yè)機(jī)器人制造商Adept公司,并同時(shí)收購了多軸控制器Delta Tau,強(qiáng)勢進(jìn)入了小負(fù)載的機(jī)器人行業(yè)。相對于以前偏部件級的傳感器、測量儀器、PLC等離散元器件產(chǎn)品,收購機(jī)器人讓歐姆龍的產(chǎn)品形態(tài)變得更加集成化。而那個(gè)能打乒乓球的人工智能型教練機(jī)器人,成為歐姆龍對外展示人機(jī)和諧工廠Factory Harmony的形象代言人。2017年歐姆龍則再次以1.57億美元收購總部位于美國的工業(yè)條碼閱讀器和機(jī)器視覺的邁思肯。這種對生產(chǎn)線上的全線拓展,背后正是對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加碼。制造層上幾乎所有物體,包括原材料、設(shè)備和機(jī)器人,都開始進(jìn)行連接。

無獨(dú)有偶的是,三菱電機(jī)2019年全資收購了美國一家機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司Realtime Robotics。在機(jī)器人方面,三菱電機(jī)推出了MELFA系列工業(yè)機(jī)器人,并加入了視覺能力、力傳感器和人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高速、高精度拾取和控制解決方案。預(yù)計(jì)今年就會(huì)看到三菱電機(jī)的新工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。

這些悄無聲息的聚焦,才是自動(dòng)化的核心本業(yè),運(yùn)動(dòng)控制都是核心基石。當(dāng)然,技術(shù)的飛速發(fā)展在傳統(tǒng)的自動(dòng)化供應(yīng)商業(yè)務(wù)模式中也在產(chǎn)生一些新的挑戰(zhàn),其中一點(diǎn)就是如何向軟件管理服務(wù)過渡。增加公司規(guī)模和填補(bǔ)自動(dòng)化產(chǎn)品空白,這種收購動(dòng)力仍然存在,但圍繞軟件重組業(yè)務(wù),對于自動(dòng)化戰(zhàn)略家而言,則似乎是一種更有趣味的數(shù)獨(dú)游戲。



6


工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的儲(chǔ)君戰(zhàn)略


每個(gè)主要供應(yīng)商都有一項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略,包括他們自己的云服務(wù),以及跨越其軟件產(chǎn)品范圍的全面數(shù)字化計(jì)劃。所有供應(yīng)商都在追求自己的IIoT和數(shù)字化戰(zhàn)略和解決方案。ABB擁有ABB Ability;艾默生的PlantWeb;霍尼韋爾的Connected Plant;羅克韋爾自動(dòng)化的Connected Enterprise,施耐德電氣的EcoStruxure和西門子的MindSphere,和年輕的師祖爺GE Predix。

這些場景的應(yīng)用,其實(shí)并不必有多復(fù)雜。艾默生的PlantWeb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng),通過微軟Azure,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的傳感器/執(zhí)行器級別上發(fā)揮作用。通過分析和應(yīng)用程序,增強(qiáng)了對資產(chǎn)和工廠性能的深入了解,也降低了無線安裝、調(diào)試和連接設(shè)備的復(fù)雜性。

這些平臺(tái)或者干脆還是解決方案,在中國市場上都統(tǒng)統(tǒng)地被叫做工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。中國玩家正玩得風(fēng)生水起,但在實(shí)際的推廣應(yīng)用中,這些國際自動(dòng)化廠商還是呈現(xiàn)了極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。經(jīng)過這幾年的磨礪,自動(dòng)化廠商的思路已經(jīng)基本明朗,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)從戰(zhàn)略定位而言,已經(jīng)確立了太子地位,是未來的儲(chǔ)君。
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圖5:橫河電機(jī)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方案
(來源:官方網(wǎng)站)

隨著虛擬化技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的引入,用戶正在熟悉商業(yè)IT和計(jì)算技術(shù)所能提供的價(jià)值。IT技術(shù)與運(yùn)營技術(shù)OT領(lǐng)域的典型差距,可以從以前的10年,可能縮小到短短幾年。這種數(shù)字化轉(zhuǎn)型,有可能會(huì)通過用戶來推動(dòng)。這明顯不同于以往的技術(shù)采用方式。石油巨頭埃克森美孚用戶,就推動(dòng)了開放式自動(dòng)化OPAF的運(yùn)動(dòng)。這一運(yùn)動(dòng),可以看成是對占據(jù)了大型過程控制系統(tǒng)的霸主艾默生的一種“背叛”。后者封閉式的DCS控制系統(tǒng)和IT架構(gòu),沒有給基于云計(jì)算的新鮮空氣一點(diǎn)可以滲入的縫隙。這個(gè)機(jī)構(gòu)正在快速發(fā)展,而艾默生則任性地選擇退出OPAF。但是如果OPAF進(jìn)展順利——非常顯然的事實(shí),那么艾默生將來可能還要尷尬地重新加入。這些都使得自動(dòng)化廠商對于云計(jì)算廠商,不得不既要擁抱又要提防。

這些變化的發(fā)生,仍然需要時(shí)間。而且也不見的都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的功勞。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的潛力自然不能低估,但高歌猛進(jìn)則容易出現(xiàn)包羅萬象、百亂叢生,反而掩蓋工業(yè)核心基礎(chǔ)問題的復(fù)雜性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展自有其歷史的軌道,可以稱為“內(nèi)化、外化和外掛”三段論:打通企業(yè)業(yè)務(wù)流程的內(nèi)化、實(shí)現(xiàn)制造服務(wù)一體化的外化階段,以及為行業(yè)賦能的平臺(tái)外掛階段。
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圖6:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三段論
 
國外自動(dòng)化廠商巨頭們對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的“儲(chǔ)君”定位,是一個(gè)進(jìn)可攻、退可守的戰(zhàn)略。顯然他們都放在了“內(nèi)化和外化”的階段。這是有短暫教訓(xùn)的。四年前GE Digital的2.6萬人馬,以Predix高歌猛進(jìn)地切入“外掛”階段,很多自動(dòng)化廠商也都有同樣的羨慕和戰(zhàn)略沖動(dòng):霍尼韋爾的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)也曾有過多次的反復(fù),而西門子MindSphere的戰(zhàn)略高度也是忽上忽下。最后,隨著Predix的黯然,低調(diào)撤回到“外化”階段,去年為寶潔提供GE Predix 制造數(shù)據(jù)云MDC,就是非常好的突破。對于這些巨頭,還是先服務(wù)大客戶為好。為行業(yè)賦能的事兒,可大聲說但不能立刻做。國外的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),是扶上墻的虎皮,經(jīng)得起膜拜經(jīng)不起端詳。因?yàn)樽屑?xì)看過去,有些企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的名稱,甚至都是多年前用過的披風(fēng)。然而的確還是有很多新的要素加入進(jìn)來,作為“內(nèi)化”和“外化”平臺(tái),仍然是極好的戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)也自然成為自動(dòng)化巨頭的標(biāo)準(zhǔn)配置。許多有趣的事情正在發(fā)生,但那并不是主戰(zhàn)場。



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從企業(yè)上云到企業(yè)支邊


工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要發(fā)力,關(guān)鍵在于工業(yè)自身的覺醒。企業(yè)上云,目前從中國的實(shí)踐來看,更容易被詬病漫無目標(biāo)。這更像是另有算盤的云平臺(tái)商,加上過于熱心的政策所形成的單邊推動(dòng)。而工廠則仍然按照實(shí)際的需要,盤算著成本收益的可行性。

物聯(lián)網(wǎng)收集的許多數(shù)據(jù),如果采用云端處理,會(huì)有很多擔(dān)心:速度、安全、必要性。而邊緣計(jì)算,則使得這些得到更好的處理。即使從極力推進(jìn)5G的電信運(yùn)營商最近一兩年的成果來看,用戶對邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)成果,越來越重視。這也使得自動(dòng)化廠商從中找到感覺。

從大的趨勢來看,最接近機(jī)器、控制和傳感的邊緣智能會(huì)成為自動(dòng)化廠商的一個(gè)關(guān)鍵陣地。邊緣計(jì)算的需求會(huì)越來越多,對需求也很大。而很多數(shù)據(jù),都是“閱后即焚”,產(chǎn)生的一瞬間就會(huì)消亡。如果將這些數(shù)據(jù)直接引入云端,將是一場災(zāi)難。而邊緣計(jì)算,正在讓傳統(tǒng)硬件變得開始處理數(shù)據(jù),而不是像以前那樣只是一個(gè)數(shù)據(jù)的通道。在硬件上正在被嫁接更多的計(jì)算能力。

研華在新一代嵌入式智能相機(jī)EagleEye的設(shè)計(jì)上,已經(jīng)把工控機(jī)跟鏡頭整合在一起。強(qiáng)大的工控機(jī),連同算法一起植入到相機(jī)里面。這使得邊緣側(cè)的控制器的能力大大提升。歐姆龍的視覺鏡頭,也采用這種方法,增加了很多的預(yù)處理。

三菱在日本力推邊緣計(jì)算聯(lián)盟EdgeCross,歐姆龍、NEC、研華也都紛紛加入。由于邊緣側(cè)需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)的預(yù)處理。這是傳統(tǒng)自動(dòng)化企業(yè)感受到來自物聯(lián)網(wǎng)最有影響力的沖擊之一,自動(dòng)化企業(yè)必須應(yīng)對計(jì)算能力。EdgeCross鼓勵(lì)聯(lián)盟成員把一部分分析功能放在工控機(jī)端,這也使得三菱推廣多年的eFactory,重新開始強(qiáng)化基于邊緣計(jì)算的工控機(jī)MELIPC的樞紐地位,將數(shù)據(jù)采集/傳輸、邊緣計(jì)算、實(shí)時(shí)控制等多重功能嵌入其中。由于邊緣計(jì)算的出現(xiàn),原來幾乎被邊緣化的PLC、IPC的老家伙,又重新煥發(fā)青春,C位上臺(tái)了。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),也在被一一擺上桌面。那些傳統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等,都是要等著注射“邊緣計(jì)算”營養(yǎng)液的長長清單中的一員。例如日本THK和臺(tái)灣上銀的滑軌及滾珠螺桿,德國Festo的執(zhí)行機(jī)構(gòu),都在開始收集數(shù)據(jù)的同時(shí),通過數(shù)據(jù)分析,來進(jìn)行控制。

邊緣計(jì)算能力在加強(qiáng),數(shù)據(jù)分層效應(yīng)明顯,有的在控制邊緣,有的在端(如鏡頭),更復(fù)雜的才會(huì)上云。例如振動(dòng)分析的傳感器,屬于高頻的數(shù)據(jù),不會(huì)直接上傳。而是需要提煉出特征值,過濾一部分,再進(jìn)入工控機(jī)IPC。每一個(gè)環(huán)節(jié),都有對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理手段,而這背后則是對行業(yè)知識(shí)的深度洞察。與此同時(shí),隨著5G的加速普及,也加速了移動(dòng)邊緣計(jì)算MEC的盛行。可以說,5G已經(jīng)找到了下沉工廠的商業(yè)模式。它不再是獨(dú)立的第三方管道,而是極有可能成為工廠資產(chǎn)的一部分。這個(gè)巨大的變化,自動(dòng)化廠商也并不會(huì)漠視。邊緣計(jì)算成為四處逢源的新明星。

這正是自動(dòng)化廠商最為嫻熟的陣地。ICT廠商是外行。正是這樣的原因,機(jī)器人廠商都高度重視這一陣地的進(jìn)展。無論是KUKA,還是Fanuc,都下了大功夫。與國內(nèi)熱衷的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)而言,這些機(jī)器人廠家更專注于對邊緣計(jì)算的精準(zhǔn)布局。Fanuc已經(jīng)對日本一家人工智能公司新秀Preferred Networks進(jìn)行二次投資,就是為了確保發(fā)那科能夠在數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及機(jī)器人這些優(yōu)勢領(lǐng)域,繼續(xù)鞏固堡壘。

2017年底橫河電機(jī)意外地發(fā)布了全新的自動(dòng)化品牌“Synaptic Business Automation(神經(jīng)元)突觸商業(yè)自動(dòng)化”。突觸,是跟神經(jīng)元功能相關(guān)的信息連接的關(guān)鍵部位,這個(gè)不太好理解的名詞,表達(dá)了無數(shù)分散的自動(dòng)化節(jié)點(diǎn),將進(jìn)行無等級的連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自由流動(dòng)。這是對未來自動(dòng)化系統(tǒng)的暢想曲,它形象地讓我們?nèi)ニ伎嘉磥碜詣?dòng)化領(lǐng)域的通訊、控制、數(shù)據(jù)指令的傳遞途徑,而邊緣計(jì)算將成為異常繁忙的數(shù)據(jù)港口。

邊緣計(jì)算的深度防御,是自動(dòng)化對IT廠商進(jìn)行交鋒的一張高級防御牌。與其說“企業(yè)上云”,不如說“企業(yè)支邊”,更能夠讓工廠主喜聞樂見。而走向邊緣計(jì)算,則讓自動(dòng)化對來勢洶洶的云計(jì)算廠商,重新找回了自信。



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流程與離散的握手


流程行業(yè)與離散制造業(yè)的自動(dòng)化趨勢,則走在相互靠近的路上。西門子在2019年的再次重組計(jì)劃中,將前幾年分離出去的流程工業(yè),重新與數(shù)字工廠合并,成立了數(shù)字化工業(yè)集團(tuán),并艱難地推動(dòng)各部門合并為一個(gè)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)。

而這也是流程自動(dòng)化巨頭,一直想要彌補(bǔ)的軟肋。最為躁動(dòng)不安的是全球自動(dòng)化排名第三的艾默生,一直急于在離散制造業(yè)做出點(diǎn)名堂。

艾默生2017年曾經(jīng)出價(jià)近280億美元收購羅克韋爾,因?yàn)楹笳叩膱?jiān)決“抗婚”而未果。隨后羅克韋爾采用了三手堅(jiān)定的護(hù)法行動(dòng)。首先它迅速推出了一項(xiàng)價(jià)值15億美元的大規(guī)模股票回購計(jì)劃,從而增強(qiáng)了它的獨(dú)立性;其次對全球三大CAD廠商之一的PTC公司投資10億美元;而在2019年則再次和美國最大的仿真公司ANSYS進(jìn)行戰(zhàn)略合作。老夫聊發(fā)少年狂,左牽黃,右擎蒼。這種左右開弓的防守術(shù),將使得艾默生很難再次出手。而羅克韋爾的戰(zhàn)略布局,則表達(dá)了一個(gè)自動(dòng)化廠商,是如何利用軟件聯(lián)盟,筑起自己的新壕溝。

艾默生則需要繼續(xù)踐行這份進(jìn)入離散制造的使命。2018年收購GE智能平臺(tái)業(yè)務(wù),因蹭了GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的熱度,一時(shí)也引來無數(shù)關(guān)注。然而GE智能平臺(tái),不過是一項(xiàng)收入為2億多美元的業(yè)務(wù),還是傳統(tǒng)的PLC和工業(yè)PC、I/O等相關(guān)硬軟件和機(jī)器控制技術(shù)等。這種貨色,一般自動(dòng)化廠商是不會(huì)要的,艾默生卻是不得不彎下腰撿回來,誰讓自己在離散控制領(lǐng)域有短板呢。早知今日撿回GE的人機(jī)界面系統(tǒng)CIMPLICITY,何必昔日大意失荊州。英維思將人機(jī)界面系統(tǒng)之花Wonderware賣給了施耐德,后者將其從一塊小軟件業(yè)務(wù)部門一舉武裝成一個(gè)獨(dú)立旅,最后再裝入AVEVA干脆就是一個(gè)加強(qiáng)師了。自動(dòng)化的大鱷們,只要?jiǎng)e太招惹IT的腥,一般是不會(huì)翻船的。當(dāng)然,偶爾濺上一點(diǎn)泥湯,那也是不可少的。

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圖7:艾默生收購GE智能平臺(tái)的意圖
(來源:艾默生收購GE IP的報(bào)告)

同一年艾默生還以5億多歐元的價(jià)格,收購了自動(dòng)化氣動(dòng)技術(shù)供應(yīng)商德國安沃馳AVENTICS。忍不住插一句,這個(gè)品牌說來話長。本來是德國老牌工業(yè)巨頭曼內(nèi)斯曼的部門,2001年博世自動(dòng)化并購了曼內(nèi)斯曼的力士樂,而力士樂下屬的這個(gè)氣動(dòng)部門,則在2013年離家出走,獨(dú)立經(jīng)營。這也是動(dòng)力設(shè)備和流體自動(dòng)化的佼佼者,每年銷售額也有4億多歐元,并且艾默生幾乎平價(jià)入手,真是撿到了跳樓價(jià)。

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圖8:艾默生一年的股票回報(bào)
(2020年4月25日)

但艾默生的市場股價(jià)并不好,截至到上周,一年跌去近30%。盡管如此,華爾街股市依然對艾默生充滿信心。這大概就是自動(dòng)化企業(yè)的魔力吧,長盛不衰。

離散、流程行業(yè)兩腳都要踩的自動(dòng)化公司有不少。借助于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的力量,包括分布式MES的滲透,這兩種不同工業(yè)行業(yè)的距離,比任何時(shí)候都要更靠近一些。這也考驗(yàn)著自動(dòng)化廠商的新戰(zhàn)略。



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清醒的中盤和后來的鲇魚


在大型供應(yīng)商以多元化的業(yè)務(wù)占據(jù)主導(dǎo)地位、領(lǐng)先位置堅(jiān)如磐石的時(shí)候,中型供應(yīng)商則往往以專長業(yè)務(wù)為主,一往無前。像美國阿美特克Ametek公司,作為電子儀器和機(jī)電測試設(shè)備的全球領(lǐng)導(dǎo)者,年銷售額約為50億美金。而德國恩德斯豪斯E+H儀表、德國倍加福P+F傳感器等,都在數(shù)字化時(shí)代呈現(xiàn)了盎然生機(jī)。這些公司也都在重復(fù)著大型供應(yīng)商的故事,在積極迎接時(shí)代的變化。以德國菲尼克斯電氣為例,這家以接線端子起家的電氣和自動(dòng)化公司,已經(jīng)通過融合OT和IT的PLCnext軟件開放平臺(tái)走向了軟硬一體的數(shù)字化,而面向充電樁的充電解決方案,則順應(yīng)了全球再電氣化的趨勢。這些都是通向未來的必然之境。反過來也可以說明在智能化、再電氣化的道路上,這些中型自動(dòng)化供應(yīng)商所需要選擇的戰(zhàn)略路線,其實(shí)并不艱難。他們看上去有意無意布下的棋局,都順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展。剩下的,都只是戰(zhàn)術(shù)上的起伏而已。在這條路上,并沒有令人驚訝的落伍者。相反,他們比任何其他選手,都會(huì)更加警覺。

大盤穩(wěn)如磐石,中局波瀾不驚。那些小個(gè)子選手的棋盤上,則是另外一種風(fēng)生水起的場景。規(guī)模較小、獨(dú)立的公司正在蓬勃發(fā)展,創(chuàng)業(yè)公司層出不窮。而網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)分析,則成為新公司的育兒床。

這些不斷誕生的小型初創(chuàng)公司,往往非常專注,大數(shù)據(jù)和安全攻防是他們流連忘返的樂園。有數(shù)以百計(jì)的這樣的公司正在出現(xiàn)。包括Dragos、Seeq等,都是與網(wǎng)絡(luò)安全、健康安全與環(huán)境(HSE)等有關(guān)。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的動(dòng)力往往來自業(yè)務(wù)的IT方面的推動(dòng),但是IT與OT真正融合之前正在呈現(xiàn)前所未有的漏洞,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略必須優(yōu)先徹底解決這個(gè)問題。從這個(gè)意義而言,邊緣計(jì)算中的安全,在當(dāng)下要遠(yuǎn)比時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN、OPC UA等技術(shù),優(yōu)先級要高得多。由于網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅的范圍和影響不斷擴(kuò)大,大型自動(dòng)化供應(yīng)商正在疲于應(yīng)付網(wǎng)絡(luò)安全能力的同時(shí),這些陸續(xù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)安全市場的初創(chuàng)公司,來的恰是時(shí)候。

數(shù)據(jù)分析公司和機(jī)器學(xué)習(xí)公司,同樣備受歡迎。傳統(tǒng)機(jī)器設(shè)備突然迸發(fā)出如此之多的數(shù)據(jù),對維護(hù)人員和工廠IT人員是一件苦惱的事情。踩著祥云從天而降的大型云計(jì)算公司,并不能解決底層零散的數(shù)據(jù)分析需求。但這些云計(jì)算公司從上向下打開了管理者的思維腦洞,以驚雷不及掩耳之勢劈開了機(jī)器的外殼,數(shù)據(jù)就像打開的石榴籽一樣綻放。那些著重于物聯(lián)網(wǎng),或者數(shù)據(jù)分析,天生就是以數(shù)據(jù)為食料的數(shù)據(jù)捕手公司,正在等待這樣的時(shí)刻。機(jī)器轟鳴、石榴打開的時(shí)候,正是他們最為歡快的進(jìn)餐時(shí)間。

這些勤勉啄食的數(shù)據(jù)捕手公司,很容易得到快速增長。其中一些供應(yīng)商甚至可能會(huì)對傳統(tǒng)的自動(dòng)化供應(yīng)商造成嚴(yán)重的競爭。但更多的可能是,被一直警覺的自動(dòng)化公司隨后收購。這些朝氣蓬勃的初創(chuàng)企業(yè),可以讓自動(dòng)化廠商大佬們活得更好。小魚長到合適尺寸的時(shí)候,大魚們一張口就會(huì)吃掉。
這場萬物霜天競自由的結(jié)果,商品化軟件越來越多,從數(shù)據(jù)存儲(chǔ),到數(shù)據(jù)計(jì)算,到數(shù)據(jù)閉環(huán)甚至進(jìn)入控制。商業(yè)模式也在發(fā)生顛覆,以軟件訂閱為收入來源的IT服務(wù)模式,正在進(jìn)入自動(dòng)化的領(lǐng)域。每個(gè)細(xì)小處,每天都在發(fā)生改變。



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小 記


自動(dòng)化的海洋上空一直都是晴朗的天,新鮮事情不少,但頂級供應(yīng)商的玩家,基本都沒落下。如今,也擠進(jìn)了很多新的面孔。有本來就很熟悉但下沉更堅(jiān)決的IT廠商、有半熟悉的物聯(lián)網(wǎng)和很陌生的數(shù)據(jù)分析新秀。然而,擁擠的航道,看上去依然井然有序。驚濤駭浪,都在海平面之下。

自動(dòng)化廠商自身正在變得面目全非,脫胎換骨正在悄然進(jìn)行之中。然而不要誤會(huì)他們會(huì)缺席:江湖上行走的仍然是那些曾經(jīng)傳奇的名號(hào),智能制造的大路上并無彎道。此去經(jīng)年東風(fēng)舞,依舊昨日桃花笑。