工業互聯網的目的是激發制造業生產力和競爭力,通過多維數據采集、分析和應用,賦能工業制造業、工業服務業和裝備制造業全產業鏈。幫助工業制造企業實現價值增值,實現更高效、更經濟和更綠色的制造能力構建。優化工業服務供應鏈創新,實現高質、高效的工業服務與裝備制造供給側結構性改革。

圖一:工業互聯網&工業服務創新階段
關鍵詞:設備管理、工業服務、工業互聯網、技術創新、生態創新、服務型制造
從設備管理說起
設備管理是工業制造企業基礎管理活動,是對生產設施的物質運動和價值運動進行全過程(從規劃、設計、選型、購置、安裝、驗收、使用、保養、維修、改造、更新直至報廢)的科學型管理。
設備管理是一項綜合性工程,在制造業向數字化、智能化和自動化的價值轉型過程中,扮演至關重要的作用,體現在其經濟屬性、管理屬性和技術屬性方面,這在工業互聯網時代尤為重要。
經濟屬性:以生產效率、質量為關注重心,以提升設備可用度(提升MTBF平均故障間隔時間,降低MTTR平均故障修復時間,可用度A=(MTBF+MTTR)/MTBF)、降低維修費用、降低備件庫存為目標。換句話講,設備管理的價值體現在最少的故障、最快的故障恢復確保生產系統的穩定性和可靠性(開源),并以最低的維護成本(節流)、最低的庫存(節省庫存、提高制造業現金流),確保工業制造業的持續盈利能力構建;
管理屬性:對企業內部而言,設備管理涉及操作使用部門、維修改造部門、設備及其備件采購部門,決策部門構成。對工業服務外部而言,涉及設備制造廠商、設計機構、施工單位、設備及備件代理單位、維修單位等構成。這就給設備內部管理和外部資源協調帶來了很大的挑戰,全員和全生態系統的積極參與和配合,需要良好的管理機制和供應鏈協同機制完成。
技術屬性:制造系統是由設備構成,而設備則是規劃、設計和制造出來的,設備的功能性和適用性需要匹配加工原理和控制能力,在這些過程中,設備故障也被同時制造出來。而正是如此,設備的固有可用度也在制造和安裝后被確定,故障模型也同樣被確認。這些故障特征可以通過外在的表現映射出來,如振動、溫度、壓力以及控制邏輯報警等方式呈現出來,通過對這些特征的把握,我們可以更好的調整、優化和提前處理這些故障,同時這些數據反饋到設計與制造體系中,可做到設計優化和服務創新中來。正是因為技術屬性,驅動了以物聯網為基礎連接的工業互聯網平臺應用的創新革命。

圖二:企業設備管理價值模型
數字運維+工業互聯網的生態創新
任何技術創新,應當首先構建于合適的場景和成熟的市場條件,這是非常重要的基礎。面向制造業的工業互聯網創新,應構建在制造企業明確清晰設備管理價值,具備運維管理的基礎能力,以及工業服務和裝備制造商有序的價值匹配基礎條件之上。
這是許多工業互聯網平臺極力回避或者不明就里的領域,認為涉及到人、或者低價競標等潛在規則的事,就選擇了排斥和逃避。但實際上,如果不解決企業價值問題,不解決人的問題,不解決大多數的服務商和制造商利益關切,工業互聯網平臺就走進了死胡同,要么市場天花板太低,要么難以為繼,進退兩難。
工業互聯網的本質是需要解決和重建設備使用方(用戶)、設備服務方(工業維修、設備與工業品提供、設備管理與技術咨詢、設備安裝與非標制造商)和設備制造方(裝備制造商、工業品制造商)之間的供需匹配關系與機制。
1)設備管理創新與需求側優化
我國工業企業設備管理普遍以事后維修為主,相對于歐美生產維修制、日本TPM全面生產維護中強調主動性預測性和預防性維修管理,我國制造業工業運維能力普遍較弱。
實體經濟在投資、勞動力、資源和環境等低成本要素來驅動經濟規模的模式開始出現瓶頸,工業制造業向高效、綠色和節約的質量轉型方向發展。工業制造業發展出現非線性的特征,這表現為:
市場表現為多品種,短交期、低價格競爭,對制造要素訴求表現為高效率,低成本和低庫存,對制造系統的可靠性和穩定性要求驟然提高;
制造企業對管理能力、制造系統改善的訴求更為迫切,與管理基礎和知識積累較弱、高技能人才短缺與員工流失率偏高,形成矛盾。
相對于歐美和日本等國家,幾十年的管理基礎與知識積累,我國制造業必須突破原有的傳統管理咨詢方法和思路。基于人工智能的數字運維,將有利于實現:
利用人工智能技術加速生產員工、維修人員知識交互和積累,實現故障異常的高效處理和維修經驗的重用和企業知識積累;
強化主動性維修,提高日常點檢、專業點檢、預防性維修的執行效率,提高異常和故障判斷的準確性;
數據驅動運維決策,實現質量和效率(OEE綜合效率)的有效保障,以提升系統可用性,降低運維費用和備件庫存為運維目標,智能分析制約條件和因素,精準提升運維能力。
大幅降低設備管理信息化上線成本,減少或杜絕對于傳統管理咨詢的依賴性,實現數據節人和提效的雙贏能力。

圖三:數字運維-“精益衛士”人工智能維修輔助系統
2)大數據引發工業服務與裝備制造業生態變革
運維管理的提升,帶來的是對工業服務和裝備需求的量化,這將有利于改變B2B工業服務生態。在數字運維普及應用基礎上,基于大數據和云計算條件下的工業互聯網服務平臺,將有利于:
工業APP培育計劃,工業服務需求精準匹配與制造型服務。
數字運維帶來制造業運維能力的提升,實質上是工業服務、裝備需求及工業品需求精準挖掘,通過大數據分析,實現規模化訂單能力。基于數字運維導向的工互聯網服務平臺:向供應鏈端連接和培育工業APP,如工業品供應、維修共享、咨詢服務、知識社區、遠程維護等;向下支持MRO服務社區落地,展開融資租賃、運維托管、工業品集供,維修線下共享與運維外包等服務。

圖四:數據驅動工業服務變革
2. 利于服務優化和產品升級的裝備服務型制造。
當數字運維沉淀設備維修數據,對于數據的深度分析,可識別出不同廠家、不同產品類型,不同型號的售后質量表現、故障實效分析、維修響應等客觀數據,這對于裝備制造商優化產品設計、制定銷售和服務策略將起到實質的幫助。
3. 基于數據的供應鏈金融創新,改變B2B產業生態。
對于工業服務商而言,交易的制約難點在于銷售回款,對于制造業用戶而言,在于交易后的質量保障。解決這一痛點的關鍵,是改變交易收付款方式,強化風險保障能力。基于數字運維大數據分析,借助供應鏈金融創新,交易雙方通過銀行授信解決交易收付款,并通過運維能力、交付能力和交易誠信數據,發展相應的保險業務,將有利于降低交易雙方的工程風險。
這些改變,將有效解決B2B產業現狀,減少交易款拖欠、承兌支付所帶來的弊端,促進制造業、工業服務商和設備制造商重視誠信,強化供應鏈效率和質量。
基于工業物聯網的技術應用創新
工業物聯網是數字運維的技術補充,傳統意義上認為,工業物聯網可以跳開人的因素,借助設備物理參數反應出系統缺陷分析應用,從而改變工業生態,促進制造業轉型升級。
但我們從現存案例中分析,可以識別出其中的一些關鍵因素,將有利于建立更完善的工業生態。
案例1:GE Predix 工業互聯網平臺
GE是是世界上最大的提供技術和服務業務的B2B企業。受全球工業增速減緩的影響,GE提出工業互聯網解決方案,一方面提升自身預測性服務能力,一方面面向全球工業服務商、裝備制造商提供新的服務方式和增長點。
從GE自身來說,這自然是好事一件,大數據分析應用能實現諸如航空發動機,預期中將預測性維修準確性提升從70%,提升至99.9%左右,這對于服務質量和服務成本來講,這是飛躍的進步。
但在新的業務增長上,也并不順利。是技術成功并不意味著商業成功,其一是同行業未必采用其服務,其二,這要求用戶具備一定的工業運維能力,以及裝備具備良好的可靠性能力和價值基礎。
案例2:樹根互聯工業互聯網平臺
樹根互聯源自三一重工這樣的大型B2B制造業,在國內工程機械交易受阻的條件下,利用物聯網有效解決了租賃問題,由此誕生了國內的工業互聯網平臺解決方案。
樹根互聯是從裝備制造商的為出發點,以數據賦能產品設計、產品服務,并以融資租賃完成商業閉環,這至少在三一重工應用是成功的。
盡管如此,但同樣面臨新增業務的障礙。我們發現,與三一這樣有競爭關系的裝備制造商并不原意為此買單,這讓業務拓展的范圍變得極其有限。而將業務范圍瞄向非工程機械領域的工業制造業時,驟然發現,技術型的解決方案和實施團隊,并不能針對工業制造企業運維管理提供有效和全面的解決方案。
工業互聯網平臺企業借助于技術應用的突破,依然是未來主要發展方向。結合我國工業制造業實際狀況,未來在這三個方向上有望突圍。
方向1:數字制造+服務型制造

圖五:工業互聯網平臺+服務型制造
實施主體:裝備制造商、工業品制造商,如工程機械、農用機械、汽車、摩托車總裝、家電企業等具備規模化生產能力的制造企業。
實施目標:建立服務型制造+生產決策優化能力。
實施要點:數字運維+數字制造+數字研發+自動化改造服務商+大數據分析服務商,與工業互聯網平臺服務商實現協同構建。
實施難點:需要主體企業具備一定的經營管理、現場精益化基礎,產品在市場表現突出,盈利能力較強的制造業為佳。
非裝備制造或工業品制造商,由于工業互聯網平臺并不能解決服務型制造賦能問題,通常合適在可靠性要求較高的行業,如大型石化、電網和電力企業,而對于一般中小型制造業來講,經濟性是一大挑戰。
方向2:能源托管與物流租賃服務

圖六:工業互聯網+服務托管/設備租賃
實施主體:設備或成套系統的運營托管商、運維服務商及租賃商,如能源托管服務商、空壓機運維服務商、叉車等物流設施租賃商,這些設備通常不是工業制造業的主體設備,一般適合第三方運營管理。
實施目標:提高運營效率、降低運營成本,提高裝備的可靠性和維修性。
實施要點:重視設備的可靠性、維修性和系統控制性,并不是簡單的采集現有數據,并注重在運維層面與數字運維對接,形成故障處理閉環和運維能力分析應用。
實施難點:商業成功取決于服務商的商業模式,適合在工業園區形成規模化和服務能力閉環。
方向3:關鍵/通用設備+預測性維修
圖七:工業互聯網平臺+預測性維修/工業服務
實施主體:絕大部分制造業工廠,通用性較強或關鍵的設備,如風電行業風機、機械加工行業機床、齒輪箱(減速機)、化工行業較為重要的機泵、壓縮機等設備。
實施目標:提高關鍵設備的預測性維修普及率和預測性診斷準確性,確保產線整體的穩定性和可靠性,提高其可用度,降低其運維成本。
實施要點:以設備的可靠性、維修性為重要關切點,尤其注重垂直領域原理知識應用研究和沉淀,如設計機械故障的振動分析、油液分析,以及針對于特定類型設備的故障模型研究和分析,并在運維層面與數字運維對接,形成故障處理閉環和運維能力分析應用。
實施難點:形成垂直領域的產品化方案,注意結合在線和離線的數據采集方式組合,在綜合解決方案中考慮和設備制造廠家、第三方運維服務商和數字運維解決服務商形成商業閉環,以實現實施的經濟性、以及預測性診斷與維修閉環的完整性,提高預測性維修的準確性和有效性。
工業互聯網創新的意義,在于驅動工業服務生態重建,既是復雜的技術解決方案,也是B2B互聯網商業的有效閉環。在實踐中,注重理論與實際、業務與技術、戰略和戰術、IT與OT、線上與線下的有效融合,聚焦于工業服務社會化程度較高的工業產業園區,踐行工業服務與互聯網產業化研究、應用和孵化落地一體化的區域創新示范建設工程,是工業互聯網從概念走向商業成熟的關鍵。