工业4.0的由来
工业4.0是由德国政府《德国高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。
德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—Physical System简称CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。
工业4.0已经进入中德合作新时代,中德双方签署的《中德合作行动纲要》中,有关工业4.0合作的内容共有4条,第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。双方认为,两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。
“工业4.0”是德国推出的概念,美国叫“工业互联网”,中国叫“中国制造2025”。
工业4.0是由德国提出,引入到中国后转变为“中国制造2025”,但其不能划为等号,他们都是在新一轮科技革命和产业变革背景下针对制造业发展提出的一个重要战略举措。
为什么叫“工业4.0”?
有一种说法是,工业4.0,又叫做第四次工业革命。
第一次工业革命:蒸汽技术革命;
第二次工业革命:电力技术革命;
第三次工业革命:计算机及信息技术革命;
第四次工业革命:以石墨烯、基因、虚拟现实、量子信息技术、可控核聚变、清洁 能源 以及生物技术为技术突破口的工业革命,即我们所说的“工业4.0”。
德国联邦科研部专家伯伊尔在接受记者采访时说,为加强德国作为技术经济强国的核心竞争力,早在的,联邦政府就已经通过了《高技术战略》,该战略文件重点为《未来项目—“工业4.0”》。联邦政府从到为高技术战略大约投入270亿欧元,对未来项目的专项投资达83亿欧元。为了进一步落实“工业4.0”的计划,最近德国三大工业协会—德国信息技术、通讯、新媒体协会,德国机械设备制造业联合会以及德国电气和电子工业联合会(以下简称“三大协会”)决定,三大协会共同建立一个名为“第四次工业革命平台”的办事处,该平台已正式启动,旨在推动实施联邦政府制定的高科技战略。
汉诺威工博会负责人柯克勒认为,“工业4.0”在本届汉诺威工业博览会上已成为核心题目,在未来至,制造业的综合整合将对全球产业产生巨大影响。第四次工业革命已经悄然到来。
前三次工业革命使得人类发展进入了空前繁荣的时代,与此同时,也造成了巨大的能源、资源消耗,付出了巨大的环境代价、生态成本,急剧地扩大了人与自然之间的矛盾。进入21世纪,人类面临空前的全球能源与资源危机、全球生态与环境危机、全球气候变化危机的多重挑战,由此引发了第四次工业革命——绿色工业革命,一系列生产函数发生从自然要素投入为特征,到以绿色要素投入为特征的跃迁,并普及至整个社会。
21世纪发动和创新第四次绿色工业革命,中国第一次与发达国家站在同一起跑线上。
什么是工业4.0?
首先我们来了解一下,工业4.0的架构——工业4.0参考体系。
RAMI4.0(Reference Architecture Model Industrie 4.0)即工业4.0参考架构模型,是从产品生命周期/价值链、层级和架构等级三个维度,分别对 工业4.0 进行多角度描述的一个框架模型。
也就是说,在对工业4.0的讨论中需要考虑不同的对象和主体。其对象既包括工业领域不同标准下的工艺、流程和自动化;也包括信息领域方面,信息、通信和互联网技术等。为了达到对标准、实例、规范等工业4.0内容的共同理解,需要制定统一的框架模型作为参考,对其中的关系和细节进行具体分析。
工业4.0概念包含了由集中式控制,向分散式增强型控制的基本模式转变,从而建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。
大大小小基于数字化重组的产业链分工,意味着工业4.0作为一个超复杂的巨系统正在形成。各种机器、产品、零部件、人员、原材料,各种研发工具、测试验证平台、虚拟产品,各种工厂、生产管理、运营管理流程,各级供应商以及成千上万的客户,都将是这一个系统的重要组成部分。
一个前所未闻的工业领域的巨型集合体在形成。
为了解决复杂系统的组成问题,就必须引入体系架构。这就是工业4.0参考架构模型RAMI诞生的基本原因。这是系统工程论中最典型的思维模式。
RAMI4.0的第一个维度,是在IEC 62264企业系统层级架构的标准基础之上(该标准是基于普度大学的ISA-95模型,界定了企业控制系统、管理系统等各层级的集成化标准),补充了产品或工件的内容,并由个体工厂拓展至“连接世界”,从而体现工业4.0针对产品服务和企业协同的要求。下图为工业4.0参考架构模型图。
第二个维度是信息物理系统的核心功能,以各层级的功能来进行体现。具体来看,资产层是指机器、设备、零部件及人等生产环节的每个单元;集成层是指对一些传感器和控制实体等;通信层是指的是专业的网络架构等;信息层是指对数据的处理与分析过程;功能层是企业运营管理的集成化平台;商业业务层是指各类商业模式、业务流程、任务下发等,体现的是制造企业的各类业务活动。下图为RAMI功能层的作用图。 [1] [1]
第三个维度是价值链,即以产品全生命周期视角出发,描述了以零部件、机器和工厂为典型代表的工业要素从虚拟原型到实物的全过程。具体体现为三个方面:一是基于IEC 62890标准,将其划分为模拟原型和实物制造两个阶段。二是突出零部件、机器和工厂等各类工业生产部分都要有虚拟和现实两个过程,体现了全要素“数字孪生”特征。三是在价值链构建过程中,工业生产要素之间依托数字系统紧密联系,实现工业生产环节的末端链接。此处我们以机器设备为例,虚拟阶段就是一个数字模型的建立包含了建模与仿真。在实物阶段主要就是实现最终的末端制造。
目前公布的RAMI4.0已经覆盖有关工业网络通信、信息数据、价值链、企业分层等领域。对现有标准的采用将有助于提升参考架构的通用性,从而能够更广泛地指导不同行业企业开展工业4.0实践。
然后我们来进一步了解,工业4.0的内容和含义。
工业4.0的概念有各种各样的,但究其核心,依然是“智能制造”。
全球性的产能过剩,导致企业的竞争越来越激烈,以往一款产品卖三十年的做法已经不行了,你跑不快,有的是快的。老罗的锤子手机仅仅晚上线了几个月,就从一款万众期待的爆款,成为了臭大街的过时货,产品的生命周期大大缩短了。
互联网时代的到来,撼动了工业时代的一大基础,信息不对称。工业时代里,因为生产厂家无法低成本的了解每一个客户的需求,所以往往采用一刀切的方法,就是把需求做多的性能组合到一起,成为一款产品。
比如你想要一双适合你的脚的鞋子,鞋厂是无法知道你的脚多大的,所以只能测量很多人的脚之后,把最集中的尺码分成40号,41号,42号等等,但是如果你的脚偏肥或偏瘦,对不起,概不伺候。
互联网改变了这个局面,人与人,人与厂商,可以低成本的实现连接,从而让每个人的个性需求被放大,人们越来越喜欢个性化的东西。但是个性化的东西需求量没有那么大,这就需要工业企业能够实现小批量的快速生产。
产能过剩和互联网这两只狼,逼迫着传统工业必须做一件事,一件工业社会最不爱做的事,就是快速、小批量、定制化的生产。
这个时候,先得做点准备工作,就是工业3.0首先要进化为3.X,所谓工业3.X,其实就是先把ERP和MES等等信息系统彻底打通,让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候,就从完全的自动化和部分的信息化,进入了完全的自动化和完全的信息化,也就是工业3.0大圆满阶段。
别小看这个过程,单就这一条,也许我们中国就需要十年甚至更长才能完成。
这个过程,德国叫工业4.0,美国叫工业互联网,我们工信部称之为两化融合或智能制造2025,物联网的FANS们把它叫做万物互联。
工业4.0有哪些特点?
互联:工业4.0的核心是连接。这里的链接是把终端仪表、整体生产线、全车间,整个工厂、管理部门,供应链、消费者紧密地联系在一起。
数据:工业4.0同时也是一个大数据的产物。包含产品数据、客户数据,供应链数据,设备数据、研发数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据。
集成:工业4.0还是一个集所有技术于一体的集大成者。将各种传感器、嵌入式系统、可编程控制系统、通信系统等等环节,通过CPS链接成一个智能网络。通过这个智能网络,实现人与人、人与机器、机器与机器、以及服务与服务之间,能够形成一个互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。
创新:工业4.0本身就是一个创新的产物。实施过程是制造业创新发展的过程,制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新,将会层出不穷,从技术创新到产品创新,到模式创新,再到液态创新,最后到组织创新。
转型:对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制。实际上整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。这是工业4.0一个非常重要的特征。
工业4.0的九大技术支柱
工业4.0九大技术支柱包括工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、3D打印、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能。
工业4.0的四大创新实践领域
每个企业都必须根据自身情况,决定工业4.0在企业中的实施。但是对所有企业来说,各部分的互联都是实施工业4.0至关重要的基础。这种互联可以在产品的整个生命周期中体现,从工程流程到生产,再到具体的产品使用。它也可以体现在产品生命周期中的个别阶段。就生产而言有以下实践领域:
实践领域一:关键字“集成”
第一个重要的实施领域是围绕生产链和企业内部软硬件架构的融合。作为制造执行系统MES供应商,为了达到最佳表现,我们必须在ERP的粗略计划数据上进行构建。为了给使用者真正创造价值,我们生成的信息必须无缝且符合要求地回流。网络服务在这里有举足轻重的地位,它需要与机器进行无缝无差的沟通。工业4.0最理想的状态是由OPC-UA标准来支持这种沟通。只有共同协作才能使各个部件发挥各自优势创造工业4.0所追求的更多价值。
实践领域二:关键字“数据”
数据当然占据着核心地位。这也产生了一个重要的鸡生蛋,蛋生鸡的问题:利用工业4.0收集数据,还是首先需要数据作为基础,才能开始实施工业4.0的相应措施?当然,这两个方面都很重要。丰富的生产、机器、人、流程、产品数据有不同的来源,并且可以运用在各种领域。
凭借全自动化的生产流程-这里我们以一个轮辋的生产为例,可以很直观的看到工业4.0衍生出的各种可能:由ERP进行生产任务和预设值的规划,然后转交给MES。第一道工序产生的胚料经由X光检查识别其形状和大小,然后归类到某个轮辋型号,再被打上清楚的系列号。接着,轮辋又被自动划分到一个生产任务中,预设数据被传送到相应的工位。根据轮辋上的系列号,每个工位存储下实际生产数据并传输到下一工位,这些数据又会继续影响机器的预设值。这一切都发生在一个全自动流程中,数据既是下一道工序的基础,同时也是生产过程的产物。
各个工位根据系列号调整产品的要求,生产者会从这样的高度灵活的生产中收益。机器工具的全自动、及时更换是实现灵活生产的前提。生产数据的自动化传输,是下一工序预设值的基础,也为生产过程提供了一定程度的质量保障。质量不再需要事后控制,而是在事前生产过程中即可控制和确保。
实践领域三:关键字“用户互动”
如上述轮辋生产这样的全自动流程带来的结果是,生产工人不再需要为生产过程的开机准备和预设值操作操心。手动操作的反馈将失去意义。将生产过程的结果和指标结合生产情况直观的展示出来,并为之后的用户互动做好准备就显得尤为重要。简单的说,工人们需要在正确的时间和地点得到正确的信息。如何处理生产企业的海量数据信息并定制解决方案是个必须克服的难题。Industrie Informatik公司凭借cronetwork平台为企业提供可根据需求定制的灵活的操作盘,轻松通过拖放功能完成定制。可穿戴设备如数据眼镜将在未来开启更多可能和应用领域。这些技术目前为止还有些虚幻,但是完全可以看到未来的潜力。
除了要根据生产的实际情况做信息准备,根据实际场景进行的互动也是工业4.0的特征。也就是说仅仅将正确的信息用于信息准备是不够的,更重要的是与用户间的直觉的、符合实际情况和期待的互动。
实践领域四:关键字“优化”
这种互动为流程优化提供了可能。在生产计划中可以找到很恰当的例子。要掌控生产环境中时常出现的变化,需要及时了解计划的可行性。一个好的计划工具应该可以实时的传递数据,保证灵活性。计划工具要在短时内提取重要信息并直接按情况处理,从而优化开机时间、缩短生产时间等。通过处理实时数据,一个好的计划工具将为工业4.0做出巨大贡献。
一种分散的、可自我控制的计划工具尤为重要。在未来的一些领域应该可以看到这种模式,但是就整个企业来说,我们认为这种模式还很难想象。人作为计划者和计划过程最后一步的决策者将在生产过程中保持其关键地位。
工业4.0发展的6大阶段
工业4.0的第一大核心特征:互联,就决定了必须需要一个专门统一标准的通讯协议。
这也是德国的工业4.0,美国的工业互联网,以及中国的两化融合中国制造2025,这些时髦的名词背后的核心问题,大家在争这个通讯标准。美国的互联网世界第一,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国嘛,制造业第一大国,互联网第二强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网+,也叫中国制造2025。
工业4.0入门阶段:智能生产
上面我们说过,生产设备和管理信息系统也各自连接起来,并且设备和信息系统之间也连接起来了。你有没有觉得还缺点什么?没错,就是生产的原材料和生产设备还没有连接起来。
这个时候,我们就需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。估计你听不懂,简单来说,这玩意儿就相当于一个二维码,可以自带一些信息,他比二维码牛叉的地方,在于他可以无线通讯。
我还是来描述一个场景,百事可乐的生产车间里,生产线上连续过来了三个瓶子,每个瓶子都自带一个二维码,里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。
第一个瓶子走到灌装处时,通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器,说张三喜欢甜一点的,多放糖,然后控制器就告诉灌装机器手,“加二斤白糖!”(张三真倒霉……)。
第二个瓶子过来,说李四是糖尿病,不要糖,控制器就告诉机器手,“这货不要糖!”
第三个瓶子过来,说王二麻子要的是芬达,控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”,再告诉灌芬达的机械手,“你上!”
由此我们了解到,多品种、小批量、定制生产,每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起,他就是为你定制的,他所有的特性,都是符合你的喜好的。
这就是“智能生产”。
工业4.0初级阶段:智能产品
生产的过程智能化了,那么作为成品的工业产品,也同样可以智能化,这个不难理解,你们看到的什么智能手环、智能自行车、智能跑鞋等等智能硬件都是这个思路。就是把产品作为一个数据采集端,不断的采集用户的数据并上传到云端去,方便用户进行管理。
德美工业4.0和工业互联网的核心分歧之一,就是先干智能工厂,还是先搞智能产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们就搞加,还是加这个东西好,正加反加都行。
工业4.0进阶阶段:生产服务化。
上面说了,智能产品会不断地采集用户的数据和状态,并上传给厂商,这个就使一种新的商业模式成为可能,向服务收费。好多年前西门子就提出来向服务收费,当时觉得这是德国佬拍脑袋想出来的傻×决定,但是现在才明白这是若干年前就已经开始为工业4.0的生产服务化布局了。你对西门子的印象是什么?冰箱?你个糊涂蛋,西门子这些年已经悄然并购了多家著名软件公司,成为仅次于SAP的欧洲第二大软件公司了。
这个服务是什么呢?比如西门子生产一台高铁的牵引电机,以往就是直接卖一台电机而已,现在这台电机在运行过程中,会不断的把数据传回给西门子的工厂,这样西门子就知道你的电机现在的运行状况,以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的?一刀切,定一个时间,到时间了不管该不该修都去修一下,更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道,对不起,给钱。
再举个例子,智能产品实现后,每一辆汽车都会不断地采集周边的数据,来决定自己的行驶路线,整个运输系统会完全服务化,任何人都不需要再买车,有一天也许自己开车会成为严重的违法行为,因为设备是智能的,而人确是不可控的。
在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。
工业4.0成型阶段:云工厂
当工厂的两化融合进一步深入的时候,另一种新的商业模式就有要孕育而生了,这就是云工厂。
工厂里的设备现在也是智能的了,他们也在不断地采集自己的数据上传到工业互联网上,此时我们就可以看到,哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转,哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂,就可以出卖自己的生产能力,为其他需要的人去进行生产。
互联网行业为什么发展的这么快,就是因为创业者只需要专注于产品和模式创新,不需要自己去买一个服务器,而是直接租用云端的服务就行了。而目前工业的创业者,还是要不断地纠结于找OEM代工还是自建工厂中,这个极大地限制了工业领域的创新。当云工厂实现的时候,我预言中国的工业领域将出现一个比互联网大百倍以上的创新和创业浪潮,那个时候这个社会的一切都将被深刻的改变。
工业4.0成熟阶段:跨界打击
互联网行业天天说降维打击传统行业,什么谷歌小米阿里巴巴乐视,可是我告诉你,当工业4.0进入成熟阶段时,工业企业的跨界打击将比这些互联网企业猛烈百倍。这个过程将从根本上撼动现代经济学和管理学的根基,重塑整个商业社会。
举个例子,一个生产手表的厂商,这个表每天贴着你的身体,采集你身体的各项数据,这些数据对于手表厂商也许没啥用,但是对于保险公司就是个金库,这个时候,手表厂商摇身一变,就能成为最好的保险公司。
当自动化和信息化深度融合的时候,跨界竞争将成为一种常态,所有的商业模式都将被重塑。
工业4.0大圆满阶段:黑客帝国
整个工业4.0过程,就是自动化和信息化不断融合的过程,也是用软件重新定义世界的过程。
在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为现实,一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,现实世界也会改变。一切都在基于数据被精确的控制当中,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智能所取代,所有当下的经济学原理都将不再试用。
工业4.0给中国带来了什么?中国的“智能制造2025”能从中学到什么?
工业4.0将推动中国制造向中国创造转型,工业4.0是中国时代性的革命。
21世纪发动和创新的第四次绿色工业革命(工业4.0),中国第一次与发达国家站在同一起跑线上。
这是一次巨大的产业革命,错过了工业4.0也就错过了这个时代!!
第四次工业革命延续时间大概为30到40年,所以说工业4.0、移动互联网对中国工业的颠覆、再造和融合,才刚刚开始。
第四次工业革命的本质是主导这个世界未来的工业标准之争,是由德国和美国按照自己的逻辑路径、表述方法来进行推进。
美国提出了工业互联网标准,希望关注设备互联、数据分析、以及数据基础上对业务的洞察,他们对传统工业互联网互联互通,其关注点在大数据和云计算。
德国提出工业4.0,拥有强大的机械制造技术,嵌入式以及控制设备的先进设备和能力,德国很关注生产过程智能化和虚拟化的深刻改变。
可以看到,美国工业互联网和德国工业4.0,实施路径和逻辑相反,但是目标一致。美国是以GE公司、IBM这些公司为支持,侧重于从软件出发打通硬件;德国是以西门子、库卡、SAP这些公司为主导,希望可以从硬件打通到软件。
无论从软到硬,还是从硬到软,两者的目标是一致的,就是实现智能制造,实现移动互联网和工业的融合。
中国为什么选择德国标准?
中国政府认为,德国路径比美国路径更容易实现;第二,美国的工业空心化严重。IT公司出现工业4.0挑战大,缺少基础设施的落地,德国工业技术雄厚,是生产制造基地,生产设备供应商加IT业务解决方案提供商。在第四次工业革命的战略选择上,中国政府的策略是,紧盯新一轮产业发展的潮流,选择工业4.0,推出中国版的中国制造2025,寻找机会弯道超车,后发先制。
工业4.0是一个全新的时代,一期刚刚开始,预计要30到50年的时间发展引进,按照国家工信部部长所说:德国是从工业3.0串联到工业4.0,中国是2.0、3.0一起并联到4.0。
工信部和中国工程院把中国版的工业4.0的核心目标定义为智能制造,这个词表述非常准确。由智能制造再延伸到具体的工厂而言,就是智能工厂。智能制造、智能工厂是工业4.0的两大目标。
在未来的工业4.0时代,软件重要还是硬件重要,这个答案非常简单:软件决定一切,软件定义机器。所有的工厂都是软件企业,都是数据企业,所有工业软件在工业4.0时代,是至关重要的,所以说软件定义一切。
工业革命4.0这条路刚刚开始,但给了我们大概的方向,未来企业会变成数据的企业、创新的企业、集成的企业、不断快速变化的企业。对于整个制造业来说,这是一个巨大的颠覆,称之为工业革命。
中国的“智能制造2025”能从中学到什么?
德国一项安全研究报告显示,过去两年德国有大量制造业曾遭受过攻击,带来了约合500亿美元的工业损失。过去两年,德国有大量制造业曾遭受过攻击,带来了约430亿欧元(合500亿美元)的工业损失。Bitkom询问了503位德国各领域制造业的管理者或安全主管,有68%明确表示他们曾遭受攻击。这其中,有47%的损失源自网络攻击行动,也就是说来自工业体系的物联网、智能制造等等方面的升级。
那个以前多拿几盒曲别针的离职员工,现在可以把你的生产线毁了,出现这种状况的首要原因,就是技术升级太容易,维护整个技术系统却太困难。
以制造为长的企业半路开始搞技术,就像让一个机械专业的优等生从零开始学计算机,还要迅速成长到CTO级别的水平,难度可想而知。很多服务企业虽然擅长于自动化控制技术,但这和网络安全完全是两个专业。
据外媒分析,目前有许多工业机器设备与机器人所内建的系统与软件相对老旧,一旦连上网络,受到攻击且毫无办法抵抗的机率将大幅上升,而很多企业连基本的网络安全防护意识都没有,时时刻刻在向不轨之徒敞开大门。
同时,物联网升级让犯罪的成本变得低廉,性价比却大大提高了。
Bitkom的报告中提到,在所有的攻击行动中,有高达63%是来自于现任员工或是前员工。这一数字非常惊人,也就是说还没轮到外部攻击,工业物联网就从内部开始瓦解了。其中的原因可能是商业间谍,甚至是离职员工的报复。只是在以前,这些内部人员可能只能带走几份文件,或者多拿几盒曲别针,可是在物联网连接一切的今天,来自内部的危险难以想象。实行商业间谍和商业侵犯的成本都大大降低了。
但在整体工业物联网的发展模式看来,中国和德国还是有很大差异的,这也就导致双方面对的安全问题并不一样。
德国建立在本身就有强大技术优势的工业基础上,更强调技术驱动的生产优化,以保证本国在生产和工程领域的领先地位,而中国则受到产能过剩、经济结构调整等等影响,强调工业的现代化以提升生产效率,这两种方向截然不同。这也决定着,中德两国企业在安全问题方面也不大相同。
首先,双方最大的区别就在于德国的工业物联网来自于自动化控制企业的自我驱动,而中则多数由BAT等科技企业主导。
例如德国知名的博世力士乐就成立于上世纪七十年代,一直致力于研究机械传动与控制技术,在最近几年则推出了数字价值流,通过RFID标签实现各个生产工位的指令传达和云端信息交互。
要么就是西门子、奔驰梅赛德斯这样自身掌握着完善技术链条的企业。像西门子就是自己独立推出了基于云计算的开放式物联网操作系统MindSphere。
但在中国,由于工业系统相对落后,整体工业物联网的推进过程中还是BAT在唱主角。像百度推出了天工智能物联网,阿里云也把智能制造列为主攻的四大领域之一。其实不仅是从互联网起家的BAT,像英特尔和IBM这种以往经常服务于传统企业的芯片厂商,现在也在挖掘中国制造业的物联网机会。
德国与中国之间形成的差别就在于,新业务出现了,德国是让老员工们分出一部分精力去做,而中国则干脆成立了一个新部门。这其中谁的水平更高、效率更高不好轻易判断,但如果出现像信息安全这样的问题,一定是走新部门模式的中国工业物联网可以更加明确地追责。
这种明确的责任机制也形成了一种约束,让中国工业物联网升级的引领者们可以对安全问题更加重视并且统一管理。
此外,我们也能看出双方的工业物联网改造逻辑是不同的,德国通常是对生产线进行彻底的改造,而中国则通常倾向于轻部署。
从上文西门子和博世力士乐的案例可以看出,由于对自身工业设备实现了完全的掌控,德国是可以做到从生产线内部着手进行改造的。就像主营电力和气动驱动的Festo,近年开始研究起应用于智能工厂的仿生机器人,德国正在从最底层改变工业生产。
但中国通常宣传的都是端、边、管、云,位于物理世界的端只是物联网的一部分,通常靠芯片、传感器或者模组来实现。举个不恰当的例子说,如果面对的同样都是提升生产效率的问题,德国可能会选择在生产端加入更多自动化控制系统,加快生产速度;而中国可能会选择在质检端加入摄像头和图像识别算法,加快质检流程。
这也就决定了德国工业物联网受安全问题影响更大,一次攻击可能会产生工厂物理层面的瘫痪,而中国模式所受的影响就相对较小,可能只会影响到生产线上的部分组件。
看似安全的中国工业物联网,还有哪些隐患?
但如果因为以上的原因,我们就断定中国工业物联网比德国更安全,那无疑是一种阿Q式的自我安慰。虽然并没有Bitkom这样的组织对中国工业物联网安全进行调查,但也不代表我们的模式是安全的。
中国模式的工业物联网,至少面对着以下的三个问题:
1、 服务端口集中在BAT等科技巨头,如果黑客攻坚成功,很容易出现灾难式的大规模问题。如果未来真的由科技企业来主导工业物联网升级,很可能造成的问题就是过于集中、目标太大,进而引起集中攻势。
2、 中国制造业此前通常已经经过一轮ERP、云存储方面的信息化升级,但当时的服务企业多半已经淡出市场,信息化和智能化两种服务之间如何耦合,很可能成为攻击的重点。
虽然德国也面临着自动化技术企业不熟悉互联网安全的问题,但最起码这些企业还在努力弥补自己的缺憾。但在中国,可能十年前给你做IT服务的企业已经倒闭很久了,解决这些遗留的问题,将是很大的麻烦。
3、 最后相比欧美,从中国制造业的体量和基础来看,智能化升级后对信息安全方面的人员需求缺口更大。
我们有着庞大工业体系,可是人才储备却极差。坦白来说,如果未来补充物联网安全方面的人才,欧美国家的高校可以源源不断地向外输出人才,可我们的学术体系差了太多,又有着大量科技企业、AI企业来与传统企业抢夺人才。
也就是说,中国工业物联网或许今天相比德国模式安全性更强,但未来发展中很可能会面临更多问题。
我们可以发现,一切的改变都不是孤立的,工业物联网升级并不意味着企业可以少雇几个生产工人节约开销,很可能也意味着他们要建立信息安全部门,花更大的价钱雇佣IT人员。同时工业物联网也带来了一种全新的“集权”,信息与价值都集中在了方寸屏幕的控制系统中,企业架构上如何进行权力和商业隐私把控的再分配?掌权者又该如何提升自己……
总之,工业物联网升级绝不仅仅是在生产线上增加几个芯片和摄像头(即使看起来是这样的),而是触动到产业模式的深层改变,今天的我们才刚刚开始。