专题|智能服务 ──向服务型制造转型

  点击数:2077  发布时间:2018-03-06 16:58

信息来源:先进制造业

以智能服务为核心的产业模式变革,是新一代智能制造系统的主题,新一代人工智能技术的应用催生了产业模式的变革性转变,产业模式将实现从以产品为中心向以用户为中心的根本性转变,完成深刻的供给侧结构性改革。

——中国工程院院长周济

发展智能制造对于中国制造业乃至中国经济的重要性不言而喻,先进制造业全媒体作为深耕制造业领域的专业媒体,长期关注智能制造发展,助力中国制造转型升级,努力做“中国制造2025”的推动者。先进制造业全媒体陆续推出智能制造专题,试图从智能制造产业链、智能工厂、智能装备、智能产品、智能服务、产业变革模式、产业集群发展等方面,全面深度地剖析智能制造的发展,以期勾勒智能制造的全貌,请持续关注先进制造业微信(amdaily)或先进制造业网站。

智能制造专题第五期:智能服务 ──向服务型制造转型,主要从智能服务的整体介绍和关键平台的发展角度剖析智能制造的发展。

随着传统工业巨头的衰落和新兴“数字原生”企业的崛起,企业的竞争力正在被重新定义。对制造企业来说,硬件产品和实体资产已经不再是企业竞争力的必然保证:一方面,重资产的多少已经不等同于企业优势和实力;另一方面,硬件产品的价值正在不断向服务和软件迁移。制造企业必须重新审视和定义自身的竞争力,寻找新的增长动能。

智能制造时代,人、产品、系统、资产和机器之间建立了实时的、端到端的、多向的通讯和数据共享;每个产品和生产流程都可以自主监控,感知了解周边环境,并通过与客户和环境的不断交互自我学习,从而创造出越来越有价值的用户体验;企业也能实时的了解客户的个性化需求,并及时做出反应。这种基于数据的智能化给制造业带来的变化不仅是生产效率的提升,还会在传统的产品之外衍生出新的产品和服务模式,开辟全新的增长空间,制造业的运营模式和竞争力会被重新定义。

因此,建立完善的智能制造服务体系是企业在现今时代重塑竞争力的重要路径。面向共性需求,建立智能制造综合服务发展模式及平台运营机制。打通上下游产业链与服务链,支持面向智能制造领域的服务定制和服务交易。支持各类环节实时在线服务,打造贯通智能制造全行业、全流程、全要素的服务体系。

智能服务的分层结构

服务系统是信息交互、信息传送、执行反馈相互协作的系统。智能服务就是把服务系统全过程智能化。在智能服务中,信息感应与服务反应不再是简单的“传感—传输—应用”技术组合与堆砌,而是面向一个服务系统的,具备与对象进行信息交互、需求判断与功能选择的联动系统。当在执行反馈中加入需求解析与服务反应功能集时,它就变成了智能层,从而使整个系统在功能上实现智能服务。智能服务的体系结构可以分为三层:交互层—传送层—智能层。

交互层

交互层是系统和服务对象(用户或用户的业务承载物)之间的接口层,借助各种软硬件设施,甚至是人的行为,实现服务提供者与服务对象之间的双向交互,向用户提供服务体验,达成服务目标。对服务对象来说,不需要了解交互层背后的支撑系统,只需要和交互层接触,获取自己所需要的服务。由于服务对象可能是人,可能是物,所以在具体实现上交互层的体现方式很多,交互的内容页涵盖数据、图像、视频、声音和位置等多种多样的信息,在不同的行业应用中的重点也各不相同,在不同的行业应用中各不相同。和一般意义上提到的物联网感知层不同:感知层所采集现实世界中物理量的种类和手段都更加丰富,并且能够实时自动地转化为虚拟世界可处理的数字化信息。它主要实现信息的采集、捕获和物体识别。而交互层以服务的提供为最终目标,除了感知层的功能之外,还包括服务的交付,是双向的概念。

传送层

传送层负责交互层获取的用户信息的传输和路由,通过有线或无线等各种网络通道,将交互信息送达智能层的承载实体。在网络技术日益发达和IP标准化的今天,智能服务系统可以借助任何的网络通道,实现传送层与交互层、智能层之间良好的松耦合,但是在实现智能服务应用系统的时候,传送层的设计实现需要遵循相应“按需”服务的特点,在传送时延、QoS、深度内容感知、多3G/4G制式支持、可靠性、网络安全、可维护性、可管理性等方面选对方案。

智能层

智能层是整个智能服务系统的核心层,由两个功能集构成,一个是需求解析功能集,一个是服务反应功能集。1)需求解析功能集负责持续积累服务相关的环境、属性、状态、行为数据,建立围绕用户的特征库,挖掘服务对象的显性和隐性需求,构建服务需求模型。2)服务反应功能集负责结合服务需求模型,发出服务指令。服务是一系列主动行为的综合反应,在一些应用中需要结合各方面的服务功能,组合成按需服务。服务反应功能集在实际应用中会和第三方系统进行集成,如营销平台、广告平台、内容平台、技术支持平台、金融业务平台等。

智能服务的实施过程是一个复杂系统工程,它的实施需要整合跨平台技术资源才能够实现。首先要建设标准的信息基础架构,包括使信息能够容易获取的感知设备、随时随地可接入的网络、海量的存储和弹性的计算等设施,实现信息的获取、传送、存储、计算等设施的无缝链接,为提供智能服务打下基础。其次,需要数据采集和积累的过程,但凡挖掘用户的需求,一定是基于海量的数据,没有大量的数据,智能服务难为无米之炊。服务进入智能化阶段,企业之间必须实现基于标准的数据的开放和共享,促进数据流通,占有广泛数据。数据流通在未来只有达到可以跨界的流通,才能够普遍地达到智能服务的境界。这种开放和共享没有标准,是不可能达成的。最后,通过大数据分析获得“智慧”,为企业提供智能服务。

智能服务的生态结构

智能服务不是提供单一产品、技术或服务,而是一个服务框架,围绕不同的行业以及每个行业的不同业务,可以衍生出无穷的智能服务,所以智能服务是一个大的生态系统,是未来行业产业创新集群的集中体现。这个生态圈,除了政府主导,行业业主和最终用户参与外,还需要多个角色的参与,就像自然生态圈一样,不同的角色在智能服务生态圈中各自起着不同的重要作用,维持着生态平衡。这些主要角色有:政府监管部门、数据挖掘分析外包服务商、行业企业应用方案供应商、软件平台供应商、硬件基础设施供应商、运营服务商、用户终保障服务商等。

角色

1)硬件基础设施供应商——提供覆盖交互层、传送层和智能层的大量硬件基础设施。

2)软件平台供应商——提供包括操作系统、数据库、应用软件在内的各种软件平台。

3)应用方案供应商——面向客户提供全套系统的架构设计和集成方案、项目承建。

4)运营服务商——提供智能服务系统运行维护。

5)数据挖掘分析外包服务商——专业承担需求解析功能集智能计算的服务,根据特定业务可能由专门机构单独承担。

6)保障服务商——提供安全、管理等方面支撑。

7)监管部门——行业监管,保障健康的产业环境。

随着中国经济转型所驱动的企业转型之旅的逐渐展开,智能服务的生态系统中的角色组成和角色组合将会越来越丰富多彩,对应各行各业所产生的智能服务项目也将越来越多。随着成员和方案的增多,彼此建立协同机制也将变得越来越重要。

智能服务重点领域

工业互联网

工业互联网是链接工业全系统、全产业链、全价值链,支撑工业智能化发展的关键基础设施,是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态和应用模式,是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心载体。

2017年11月,《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》印发,文件指出,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,日益成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石,对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施,形成智能化发展的新兴业态和应用模式,是推进制造强国和网络强国建设的重要基础,是全面建成小康社会和建设社会主义现代化强国的有力支撑。

工业互联网平台的本质,是通过完善数据和模型,提高数字化生产性服务。

据中国信通院两化融合与智能制造研究院主任刘默总结,当前工业互联网的布局主要有四条路径。

四条路径

第一条路径是由装备与自动化企业来主导的,GE、西门子、中国的三一重工,其特点就是有大量的装备和自动化系统,能够获取到大量的设备和工厂内的数据。平台对他们来讲,更多是一个有效的管理工具,把这些设备和自动化系统里的数据管理起来,形成新的服务。

第二条路径是由制造企业主导的,由于很多制造企业在生产制造过程中积累了大量的经验和数据,所以具备了建设平台的条件。比如海尔、航天云网。

第三条路径是软件企业主导的,比如PTC、SAP等。

第四条路径是由IT企业主导的,在整个工业互联网里面,大部分IT企业处在一个被集成的角色,IT企业主要提供网络平台、云平台、大数据平台,而这其实只是工业互联网的起步阶段。

航天云网INDICS工业互联网平台

2009年航天科工提出了云制造发展理念,并于2012年启动工业互联网平台建设,2015年6月,航天云网正式上线。2017年,以INDICS命名的工业云平台正式对外发布。逐步形成了以智能制造、工业大数据等为核心的20种业务和产品。

INDICS,是以工业大数据为驱动,以云计算、大数据、物联网技术为核心的工业互联网开放平台,可以实现产品、机器、数据、人的全面互联互通和综合集成。

INDICS能够提供涵盖IaaS、DaaS、PaaS和SaaS的完整工业互联网服务功能,可共享平台市场信息,共享软件资源、知识资源、配套支持能力资源。累计接入各类工业设备超过5万台,为工业企业提供覆盖研发、设计、制造、销售、售后等各个环节的生产经营全生命周期管理。构建基于平台的工业软件应用开发生态环境,催生新的商业模式。航天云网已汇聚近200家各类企业的300多款APP应用,涉及32个专项领域,累计下载总次数100余万次。

海尔COSMOPlat工业互联网平台

传统的企业管理思维,甚至是工业4.0,是以提高效率为中心,并不能解决供给侧与需求侧不匹配的新问题。而海尔的大规模定制解决方案平台恰恰是以用户为中心的生态圈。企业通过与用户、供应商等产业链相关利益方的深度交互,实现了高精度与高效率的双赢;用户全流程、全周期参与研发,加速产品迭代,也实现用户终身增值。

COSMOPlat平台实现了人单合一,颠覆了制造业传统产业模式。平台的定位不是一个简单的设备连接平台,而是连接用户,让用户全流程参与,提升了体验感。平台也不是定位为传统工厂上的运营平台,而是定位为驱动大规模定制转型的平台。

在用户参与的精准交互下,产品的购买转化率提高1倍,并且缩短了配送周期,提升了用户体验,降低企业的库存成本,以一体化解决方案降低全链路运营成本。目前,海尔产品的生产效率提升60%,不入库率达到68%。

树根互联“根云”平台

诞生于三一集团多年工业互联网平台是“机器专家”与“互联网专家”跨界融合的尝试,研发历史可以上溯到9年以前,先后获得十几亿资金注入,已接入能源设备、纺织设备、专用车辆、港口机械、农业机械及工程机械等各类高价值设备近30万台,实时采集近万个参数。

树根互联工业互联网平台—— “根云”平台类似于工业的安卓系统,各家企业都能通过根云平台开发定制行业化的物联网应用程序,通过集群的力量,扩大工业互联网生态系统,进一步将数字技术与工业生产力相结合。

作为现代工业的“机器互联网平台”,根云具备设备360度全生命周期管理:涵盖物联监控、智能服务、能耗耗材,资产管理、设备协同、二手交易,设备保险,交易支付,货款保理、共享租赁、改装再造等。根云是首个由中国本地化工业互联网企业打造的中国本土、自主安全的工业互联网平台。

树根互联工业互联网平台已接入超过23万台设备,实时采集5000多个运行参数,基于自主研发形成的大数据分析及预测模型、端到端全流程运营管理体系,为客户提供精准的大数据分析、预测、运营支持及商业模式创新服务。

徐工信息Xrea工业大数据平台

445735台设备接入,10秒更新一次数据信息,近6000种工作参数,每天接收约2亿条数据,数据积累近1PB,所有接入设备累计工作时长超18亿小时......

徐工的工业物联网大数据平台管理着超过40万台徐工设备整体开工率、运行数据、远程运维诊断信息等,户也可以进行机群管理、在线报修、保养提醒、健康分析等应用。积累的大数据为国家经济预测提供重要指数参考。

“通过(工业互联网大数据)平台,我们用数据构建出三个画像。”徐工机械总裁陆川说到,“其一是设备本身的画像,掌握设备的目前状况,提前预知设备是否需要保养、维修;其二是用户画像,使用机械设备的用户性别、年龄、喜好等;其三是企业自身的画像,购买设备的企业经营状况、设备闲置率/利用率等。”

基于工业互联网平台,这些生产型企业延伸了服务链条,提供”生产+服务”的完整组合,实现竞争力的提高和价值增值,并且逐步转型为服务型制造企业。

制造业服务化转型绝非以放弃制造业为目的的”去制造化”。服务型制造本质上是通过服务使产品给用户带来更大的价值,其发展基础还是高质量的工业产品。制造业的高度发达能够衍生出更多的服务化需求,反之,没有了先进的制造业,服务型制造也就成了无源之水、无本之木。

智能物流

随着电子商务的发展和智能服务的不断推进,智能物流成为服务业智能化的首要的行业。

iiMedia Research(艾媒咨询)数据显示,2017年中国智能物流行业市场规模达3380亿,较2016年增长21.1%。未来预计中国智能物流行业市场规模保持持续高速增长,2020年中国智能物流行业市场规模将达5850亿。在“工业4.0“和大数据的背景下,需求被不断激发,中国智能物流行业未来有望迎万亿级大市场。

智能物流未来趋势

第一,“全供应链化”,大数据驱动整个供应链重新组合,不管是上游原材料、生产制造端,还是下游的分销端,都会重新组合,由线性的、树状的供应链转型为网状供应链。

第二,物流机器人会大量出现,不管是阿里、还是京东,以及顺丰等各大快递企业都会投入智能物流的硬件研发和应用。随着人力成本的不断提高,机器人成本与人工成本会越来越接近。简单重复性劳动被机器人取代只是时间问题。

第三,社会化物流会变成全社会经济的重要组成部分。数字化物流会让物流资源在全社会重新配置,不管是快递的人员、快递的工具、快递的设施,还是商品,都会来进行组合,任何一个社会资源都可能成为物流的一个环节。所以未来智能物流,一定是一个自由、开放、分享、透明、有信用的一套新的物流体系。

智能物流是未来的趋势,在过去20多年,中国物流行业在快速地发展,目前随着互联网+时代的到来,以及大数据、人工智能、无人配送等技术的发展,可以使未来的物流行业更加高效。随着国内在智能物流行业的加大投入,国内市场未来十年到十五年,会是一个快速腾飞的时代,同时中国智能物流在未来的十年到十五年内,将会在全球广泛布局,在世界物流中占据重要位置。

智能服务是在集成现有多方面的信息技术及其应用基础上,以用户需求为中心,进行服务模式和商业模式的创新。

结论

周济表示,今后三到五年,中国将重点推进采用新一代人工智能技术的远程运维服务,首先在风力发电、直升飞机、水表电表等领域重点推进,然后在整个制造业全面推广,形成在新一代智能服务方面的重点突破。在这个基础上我们将在整个制造业全面推进以智能服务为中心的产业模式变革,智能技术引领产融深度集合,使更多企业从生产型制造向服务型制造转变,实现更深层次的供给侧结构性改革。

智能服务是在集成现有多方面的信息技术及其应用基础上,以用户需求为中心,进行服务模式和商业模式的创新。智能服务是各行各业共同参与的生态系统,通过分工协作、各负其责,才能够实现多方互利共赢。




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