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              制造業“喊話”工業互聯網:日子苦、錢包緊、亮真功!

              2020-04-01 08:59 物聯網智庫

              導讀:英國前首相丘吉爾曾說過,永遠不要浪費一場危機。這次疫情就如同一座分水嶺,讓我們有充分時間回望過去,令我們清醒過來,強迫我們對決定進行重新考慮。因此,這篇文章我們將從一個較長的時間維度來看待當下的工業互聯網。

              苦日子開始了。

              3月27日,國家統計局發布統計數據,2020年1-2月份,全國規模以上工業企業實現利潤總額4,107億元,同比下降38.3%。制造業實現利潤總額3,006億元,下降42.7%。

              在一些行業中,制造企業的利潤下跌情況更加嚴峻:

              ●計算機、通信和其他電子設備制造業下降87.0%;

              ●汽車制造業下降79.6%;

              ●電氣機械和器材制造業下降68.2%;

              ●化學原料和化學制品制造業下降66.4%;

              ●通用設備制造業下降62.3%;

              ●紡織業下降59.3%;

              ●專用設備制造業下降55.1%。

              在這種環境中,很多企業都在積極自救,對外采取收縮戰略,對內積極修煉管理能力。在之前的幾篇文章中,我曾經分析“新基建”可能會催化部分制造企業嘗試工業互聯網的熱情。

              然而任何事情都有兩面,在整體性收縮的大背景下,企業對新技術、新平臺的采用顧慮重重,尤其是中小企業,真正有意愿擁抱工業互聯網的企業仍然有限。 

              “用ERP找死、不用ERP等死”這句話人人皆知。從ERP到MES再到IoT,新的魔咒一輪又一輪的循環著…

              這種魔咒似乎很難被打破,讓我們輕易的忘記其實自己擁有改變航向的能力。

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              英國前首相丘吉爾曾說過,永遠不要浪費一場危機。

              這次疫情就如同一座分水嶺,讓我們有充分時間回望過去,令我們清醒過來,強迫我們對決定進行重新考慮。

              因此,這篇文章我們將從一個較長的時間維度來看待當下的工業互聯網:

              ●你可聽說過曾經轟轟烈烈的CIMS?我們能從它的輝煌和式微中學到什么?

              ●立足當下,推進工業互聯網,我們應該停止做些什么,應該開始做些什么?

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              CIMS,從浩浩輝煌到巨大代價

              說正題之前,我們不妨一起回顧一下CIMS曾經經歷的浩浩輝煌和藏在少數光鮮背后無數企業付出的巨大代價。。

              也許有人覺得,復盤沒有用,歷史給我們的唯一教訓,就是我們從來不會從歷史中吸取教訓。

              不過,總有一些人被過去的經驗觸動,成長和進化。

              走向智能研究院執行院長趙敏在清華大學工作時就參與了部分CIMS項目,是CIMS從潮起到潮落的親歷者與觀察者之一,文中一些事實經過由他講述并經我考證。

              那時是上世紀70年代,美國Joseph Harrington博士首次提出了CIM(Computer IntegratedManufacturing)理念。它的內涵是借助計算機,將企業中各種與制造有關的技術系統集成起來,進而提高企業適應市場競爭的能力。

              后來,基于CIM理念的系統CIMS(Computer Integrated Manufacturing System,趣稱“席夢思”),在80年代中期開始得到重視并大規模實施。

              自此,CIMS的理念、技術也隨之有了長足的發展。

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              當年對于CIMS的定義與今天的工業互聯網極為相似:

              “CIMS是一種組織、管理和運行現代制造類企業的理念。它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術等有機結合,使企業產品全生命周期各階段活動中有關的人/組織、經營管理和技術三要素及其信息流、物流和價值流三流有機集成并優化運行,以達到產品上市快、高質、低耗、服務好、環境清潔,進而提高企業的柔性、健壯性、敏捷性,使企業贏得市場競爭。”

              今天,我們說工業互聯網由三大體系構成:網絡、平臺、安全。網絡是基礎,平臺是核心,安全是保障。

              那時,人們說CIMS的概念由三大部分支撐:制造、計算機、集成。制造是對象,計算機是手段,集成是關鍵途徑。

              今天,我們憧憬工業互聯網的未來時,經常談到的轉變就是三個“化”:網絡化、數字化、智能化。

              那時,人們提出CIMS的現代化特征是五個“化”:數字化、信息化、智能化、集成優化、綠色化。

              今天,我們強調三重集成:橫向集成、縱向集成與端到端的集成。

              那時,人們認為,可將CIMS技術的發展從系統集成優化發展的角度,劃分為三個階段:信息集成、過程集成和企業間集成。

              我國“863 /CIMS主題”分別于1987年、1993年和1997年,啟動了這三個階段的工作。

              我國許多企業先后引進或建設了自己的CIMS。

              前景一片大好,美國未來學家認為,到2030年80%的美國企業將實現CIMS。

              資料顯示,自1989年以來,“863 /CIMS主題”已在我國機械、家電、航空、航天、汽車、石油、紡織、輕工、冶金、煤炭、化工、郵電、服裝等行業中的210家企業實施各種類型的CIMS應用示范工程。

              已驗收的52家企業CIMS工程的結果表明,CIMS應用示范工程的實施使企業顯著地增強了競爭能力。

              CIMS典型的示范企業包括:沈陽鼓風機床廠、北京第一機床廠、上海二紡機等。

              第一批“突破口”項目,以北京第一機床廠、沈陽鼓風機床廠為例。

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              當時的北京第一機床廠是我國最大的銑床制造廠,是我國機床行業的大型骨干企業,年生產各種銑床達40-60個品種3000余臺,產品也累計達400多個品種。

              隨著改革開放的進行,機床行業逐步開放,國外的機床行業不斷沖擊國內的市場,使他們感到巨大的壓力。

              1988年一次與國外的同行業的競爭,我國鐵道部開展國際招標,生產4臺道叉車床。北京一機床同法國、德國、日本等企業競標,結果日本一家企業取勝,取勝之本則是交貨期比北京一機床少5個月。

              北京第一機床廠的CIMS應用工程實施以后,大大提高了參與國際市場競爭的能力。該廠1990年被國家科委定為CIMS單元技術應用工廠,1993年被定為第一批突破口企業。

              1995年8月美國制造工程學會(SME)的高級官員來北京一機床考察時,現場驚嘆于其集成制造的高效率。許多外商在參觀了北京一機床廠后,對該廠的整體能力和技術水平非常信服,有的外商不僅訂購加工中心,還要定購柔性制造線。

              沈陽鼓風機廠也是我國較早使用計算機的企業,它生產的透平壓縮機、電站軸流機和大型高速透平鼓風機,當時在國內市場的占有率分別穩定在90%、50%和70%左右。

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              沈陽鼓風機廠的產品多為單件,小批量。

              在實施CIMS之前,應變能力差,體現在三個方面:

              ●一是產品供貨周期長。沈陽鼓風機廠的供貨周期為18個月,而國外同行廠家為12個月,產品供貨周期普遍較國外長1/3;

              ●二是報價速度慢,在國際招標中,由于有的大型產品中零件多達1.5萬個,靠人力報價,既不準確又速度慢,往往坐失良機;

              ●三是新產品開發速度慢,難以滿足國內外市場的需求。

              從1990年沈陽鼓風機廠被國家科委批準為CIMS應用工廠以來,沈陽鼓風機廠的工業總產值連年上升,尤其1993年實施突破口工作以來,更有明顯的增長。

              沈陽鼓風機廠產品的供貨周期從18個月縮短為10-12個月,產品報價周期從6周縮短為2周,均達到國際同行標準,新產品設計周期從過去的6個月縮短到3個月。他們認為CIMS工程的實施給企業帶來了技術與管理的進步和明顯的經濟效益。

              雖然我們以大中型企業為例,再現了CIMS當年的輝煌。事實上,CIMS并不受企業規模的限制。在CIMS典型應用工廠中,也不乏中小企業。

              在針對CIMS的一份報告中提到,STEP標準(Standardfor the Exchange of Product Model Data,產品模型數據交互標準)的發起者美國波音公司的三位專家之一,李湘渝博士在觀看了CIMS組推動的STEP標準研究與開發工作后認為,“在研究水平上中國僅次于美國,高于歐洲。”

              然而如今,CIMS早已被C2M、工業4.0、智能制造、工業互聯網的大潮掩埋,鮮有提及。

              轉身回望,當年中國構建CIMS確有成功的企業,但也不乏失敗者,而且失敗者數量大于成功者數量。他們付出了巨大的代價,而收效甚微。根據客觀的評估,中國企業實施CIMS的成功率不到10%。

              這并不是中國獨有的現象。

              Gartner發布的數據顯示,2002年全球ERP系統投資的失敗率為70%,CRM系統投資的失敗率是65%,電子商務和電子政務投資的失敗率是75%。這一數字短期之內不會有本質改變。 

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              如何不再習慣于“習慣性失敗”?

              在制造企業的創新與提升過程中,很多事情的成果需要數年甚至十余年的沉淀才能顯現。

              有時企業管理者過于急躁,希望通過一個新技術、新理念或者新制度,就徹底有所轉變。

              有時管理者又過于自信和激進,超出了現實所能承載的能力。

              而員工已經對這種狀況習以為常,知道公司做什么都是一陣風,等風停也就罷了——由此形成了非常可怕的“習慣性失敗”

              很多企業的CIMS嘗試,可以用虎頭蛇尾來形容。

              CIMS在國內應用情況的急轉直下,由一次過大的跨步所導致。

              這次事件的典型代表是上海二紡機。

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              上海二紡機的CIMS應用工程,是國家“七五”期間重點支持的技改項目之一。自動絡筒機在較短時間內投產,其中利用CAD系統的轉換技術,自動轉換5700張圖紙信息。

              二紡機誓師完成自動絡筒機的國產化,并不是心血來潮,而是基于異常冷靜的市場分析。那時自動絡筒機的市場需求量很大,國內缺口嚴重,可以帶來巨大的經濟效益。

              1994年下半年上海二紡機共制造自動絡筒機22臺,產值達2900萬元。利用CIMS技術使產品交貨期縮短,以其主導產品細紗機交貨期的縮短最為明顯,從以前的5個月縮短到3.5個月。

              一切決定似乎無比正確,一切過程看似有條不紊。

              而最終使上海二紡機從輝煌走向失敗的,也正是CIMS和自動化絡筒機兩大項目。

              創新經濟學之父熊彼特有句經典名言:“創新就是創造性地破壞”。這句話至少可以理解為兩層意思:

              ●成功的創新,是對舊有生產模式、組織形式、資源分配方式的破壞,給創新者帶來巨大的價值實現。

              ●不成功的創新,是對創新者的自我否定和自我破壞,給企業帶來巨大的風險甚至滅頂之災。

              上世紀90年代上海二紡機的遭遇無疑屬于后者。

              CIMS工程和自動絡筒機國產化同時出現,對上海二紡機的確是難得的歷史機遇。但是它卻沒能充分發揮這兩大發動機的作用,從而實現更大突破和飛躍,反而從1995年開始走上衰退之路,再無起色。

              當年二紡機對CIMS第一期工程的直接投資就超過1億元,國家863投入的科技專家達200人年之多,二紡機也通過選拔引進了100多位計算機應用和其他各類優秀人才組成CIMS辦公室專門負責實施。

              到2000年,共進行了三期CIMS工程建設,順利通過驗收,獲得各種獎狀。

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              根據二紡機原副總工程師周錦碚的復盤,再多的榮譽、再先進的生產設備和技術系統,如果不能與合理靈活的生產體系相結合,沒有有效的后勤能力相保證,沒有相適應的企業內外生態基礎環境,就仍然不過是空中樓閣。

              外國專家與二紡機交流時就明確提出,一個企業要有10年以上使用CNC數控機床的經歷,同時本地區擁有1000臺CNC的企業群,當加工量大到需要三班運行時,才有必要采用FMS柔性制造系統。

              這個不識實務的歪果仁還曾尖銳指出,二紡機當時對原料、中間件、成品等物料的數字管理基礎還相當薄弱,不具備建設CIMS工廠的條件。

              事后客觀來看,無論從技術上、生產上、管理上和思想上,二紡機和國外都有相當大的差距。但由于急于求成,二紡機從一開始就把主要精力放在購買設備迅速形成500臺自動絡筒機的生產能力上,采取完全復制德國生產系統的路線,不顧企業的基礎情況。

              比如,加工自動絡筒機殼體的FMS柔性制造系統是為了實現年產500臺的一條專用生產線,由4臺雙主軸加工中心組成,由于專門研制而且系統十分復雜,一旦發生小故障整個系統就無法工作,維修還要等德國專家才能進行,最后還是不得不使用單機解決生產需求。

              最終CIMS實施多年后,二紡機為了“供養”CIMS高端系統這個超過自身承擔能力的“奢侈品”,耗盡所有積累,不但沒有給企業增強競爭能力,還打破了原來的體系,從此不可避免地衰敗下去,令人唏噓。

              任何企業,都不應超出自己的技術與管理能力邊界,虛榮、盲目的上馬新系統、啟動新項目。上海二紡機的例子并不是個案,失敗的例子也不僅僅在中國。

              1994年,德國大眾汽車投資20多億元建成的CIMS生產線,投產不到24小時,由于無法適應工廠現場的變化就宣布失敗。

              不僅是CIMS,各種新技術、新系統的采用,包括ERP、MES、CRM…一段時間之內都與高失敗率相伴,這是客觀事實。

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              根據Gartner、Butler、AMR、Forrester等機構的研究,CRM系統的失敗率在數年之內持續居高不下。

              思科也曾在研究報告《物聯網的價值之旅:挑戰、突破和實踐(The Journey to IoT Value:Challenges, Breakthroughs, and Best Practices)》中提到,只有26%的公司的物聯網方案最終獲得了成功,也就是說近75%的物聯網項目均以失敗告終。 

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              工業互聯網的破與立,需要建立新范式

              為將者未慮勝,先慮敗,故可百戰不殆矣。

              正視物聯網項目高失敗率的現實,也許有助于你更好的前進。

              關于各種失敗項目的復盤,網上的文章很多,我也曾經寫過《工業互聯網的寒冬將至》一文進行分析,此處不再贅述。

              最后再講一個悲傷的故事。

              知名導演吳宇森在2000年左右,接受了米高梅公司的邀請,去好萊塢拍攝戰爭大片《風語者》。這部電影,當年可謂萬眾期待。故事背景是二戰時期的太平洋戰場,男主角是當時的一線巨星尼古拉斯·凱奇,劇組的發布會是在白宮召開的,影響力可想而知。

              不過,吳宇森運氣太不好,影片剛開機就開始下暴雨,這雨一下就是整整兩星期。

              這場持續暴雨直接造成了制片人和導演吳宇森之間的矛盾。

              制片人給吳宇森下了個指令:“你有兩個選擇,一個是,把這兩星期的戲直接刪掉,別拍了;另一個選擇是,從后面的劇本里刪掉兩星期的戲份。總之,這部電影不僅時間上不能超,預算上也不能超。”

              吳宇森堅決不同意,道理很簡單,刪戲之后故事情節肯定不連貫,這對導演來說,等于是砸自己的招牌。

              談判、吵架、最后制片人折中,讓吳宇森可以自掏腰包,補拍刪掉的戲份。結果,吳宇森愣是咬牙每天掏將近100萬美金,完成了補拍。

              然而,因為補拍導致延期完工,《風語者》根本來不及在原定的6月暑期檔上映,只能拖到11月份。沒想到,就在那一年,美國發生了“911恐怖襲擊事件”,美國人都陷在悲痛當中,尤其對戰爭劇的興趣降到了冰點。

              這部電影最終虧得血本無歸。幾年后,米高梅破產了,吳宇森也離開了好萊塢…

              從工業的角度審視,整套系統的可靠性和可預測性尤為重要,吳宇森延期并超過預算的做法,破壞了整個生態的協作體系。

              再說回工業互聯網。

              制造企業的經營者就像是制片人,而在企業內部實施工業互聯網的“吳宇森”導演往往是CIO。系統的改進是沒有邊界的,CIO在追求物聯網、人工智能、敏捷開發等最新最酷的技術和手段時,可能會忘記企業經營的目標是貼合企業實際,預估潛在風險,追求投資回報率ROI的最大化。

              工業互聯網最終要符合工業的本質規律。任何高新技術手段,不聚焦于工業應用本身,都會舍本逐末、問題多多,最后流于形式,導致失敗。

              工業互聯網這個“金鋤頭”,最終要靠“耕地”質量和效率來考核。

              制造業需要的是可靠、穩定、被驗證過的成熟技術。工業互聯網并不只是一次技術迭代,更是一種模式創新。

              工業互聯網的作用不在于提升單條產線、單個工廠或者單一企業的能力,它的作用在于促進整個制造業生態體系的成熟。

              過去CIMS沒有解決好的問題,今天的工業互聯網是否能夠找到更優的解決方案?這是我們真正要反思和探索的問題。

              ----寫在最后----

              疫情對制造業的影響,比我們預估的更為深入和持久:

              第一波是國內的企業受其影響,工廠處于停工無訂單的狀態,成本支出壓力大幅增加。一些工廠因為零部件供應不足,被動陷入運轉失靈的狀態。

              第二波是消費市場的需求降低傳導到上游,尤其是汽車、手機、家裝等需求彈性較大的領域,很多相關制造企業受到嚴重波及。

              第三波是國外疫情的影響,歐美等主要地區幾乎處于停擺。制造環節中很多技術含量較高的原材料、零部件依靠進口,一些國家停擺導致供應鏈斷裂。同時出口訂單也急速下降,國內企業無法獨善其身。

              外部環境總是存在巨大的不確定性,無論是吳宇森遇到的連周暴雨,還是本次疫情導致的產業鏈停擺,任何系統都要為此而做一定的準備。

              雖然在局部場景下,工業互聯網使得火神山醫院10天建成的“中國速度”成為可能。但從全局來講,在全國大范圍、社會大尺度、跨行業大協作的運作當中,工業互聯網并沒有充分展現和承擔應有的資源優化和配置作用。

              你可能會問:“物聯網項目的失敗率高達75%,你還期待下一個項目將會成功嗎?”

              是的。

              因為未來由我們書寫。

              下篇文章,我們繼續來談談,立足當下,推進工業互聯網,我們應該開始做些什么。

              文末,誠摯感謝清華學長趙敏在文章寫作過程中,給予我的極大幫助。

              本文總結:

              1.工業互聯網最重要符合工業的本質規律。

              2.根據調研分析,只有26%的公司的物聯網方案最終獲得了成功,近75%的物聯網項目均以失敗告終,這一數字短期之內不會有本質改變。

              3.制造業需要的是可靠、穩定、被驗證過的成熟技術,工業互聯網并不只是一次技術迭代,更是一種模式創新。

              4.工業互聯網的作用不在于提升單條產線、單個工廠或者單一企業的能力,它的作用在于促進整個制造業生態體系的成熟。

              參考資料:

              1.CIMS技術的發展階段,作者:李伯虎、吳澄,計算機世界

              2.CIMS發展動向與我們的策略,作者:熊光楞,清華大學CIMS工程中心

              3.《Dicastal創新之路》,作者:張志誠,王洪南

              4.《經濟信息管理》,作者:劉騰紅、宋克振、張凱

              5.2020年1-2月份全國規模以上工業企業利潤下降38.3%,數字經濟學家論壇

              6.改革開放后中國制造業發展經驗教訓--上海二紡機案例,作者:周錦碚,智慧工廠

              7.飛檐走壁的國產CAD|那些活在剃刀邊緣的行業,作者:林雪萍,知識自動化

              8.什么是工業化?,羅輯思維


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