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GE的工业魔盒

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2014-10-27 09:07:24 来源:中国经济和信息化 

  

中国经济和信息化2014年第16期
中国经济和信息化2014年第16期

    工业互联网的始作俑者GE,试图改变传统世界在资本、机器和社会分工上的固有体系,将人类智慧从资本和技术垄断的束缚中解放出来,悄然打开了全球工业的魔盒。

  ◎本刊记者 于小龙 刘静 | 文(发自北京

  这种变化正发生在我们面前,GE希望成为您的伙伴。”

  10月中旬,在GE第三届年度Minds+Machines大会上,GE董事长兼首席执行官杰夫·伊梅尔特几乎以时不我待的急切表达着对于工业互联网发展趋势的判断。

  “我们已经意识到工业互联网为客户以及我们自己提高生产效率的潜力。”伊梅尔特宣布,GE将在2015年开放其predix操作系统,以参与到全球工业互联网的搭建之中。

  2014年,就在工业互联网、工业4.0以及互联网工业应用等诸多未来工业变革概念处于酝酿之中时,GE已经开始展开行动。

  一个将全球工业系统与高级计算、分析、传感技术以及互联网高度融合的工业互联网,正在成为GE期盼已久的一场产业变革。

  面对世界工业巨头的嬗变,GE到底将为自身和世界带来怎样的工业互联网?

  抢跑

  2011年以来,陷入国际金融危机和主权债务危机的西方发达国家正在重新掀起再工业化的浪潮。西方发达国家已经认识到工业的乏力是经济走向衰落的根本原因之一。正所谓亡羊补牢,一场新的工业变革开始悄然酝酿。

  然而,再工业化浪潮与以往的工业革命不同,它以智能机器为主要工具,融合了互联网技术、移动互联网技术、大数据、智能分析技术。

  “这就是我们所称的工业互联网,一个开放、全球化的网络,将人、数据和机器连接起来。”GE董事长兼CEO杰夫·伊梅尔特如是说。

  按照GE的假设,工业互联网可以把美国劳动生产率的增速提高到互联网繁荣时期的3.1%,并且全球其它地区可以通过投资新技术实现美国一半的生产率增速。

  重回2005年以前美国互联网络时代的辉煌,挖掘上一次产业变革的潜能,突破消费互联网增长的瓶颈,成为GE开出的再工业化“药方”。

  2012年2月,就在美国总统奥巴马宣布实施“再工业化”战略8个月后,GE顺势提出了“工业互联网”概念,并在医疗和航空等领域迅速推出9个工业互联网项目,意图迅速抢占战略高地。

  次年,美国国家标准研究院牵头组织美国产业界制定了工业互联网标准架构,将产业领域标准变成全美的公共标准。

  2014年3月,工业互联网成为美国全产业链的盛事,思科、IBM等10家企业主动参与进来,同GE一起组建了工业互联网联盟,形成从政府到产业界的联动格局。

  “也许你昨晚入睡前还是一个工业企业,今天一觉醒来却成了软件和数据分析公司。”伊梅尔特用这样的表述形容GE在工业互联网变革中的进展。

  GE正在开展的40个工业互联网应用将为GE带来超过10亿美元的增量收入。截至目前,GE已经监控和分析了超过5000万个数据元素,这些数据来自1万亿美元托管资产的1000万个传感器。

  机器的连接、海量的数据、系统的分析,人与机械的完美结合,蕴含着巨大的财富。按照GE宏伟的愿景,到2025年,受益于工业互联网的工业部门将达到82万亿美元规模,这或许占全球经济的一半。

  重执世界工业“牛耳”,恢复曾经的荣耀,GE似乎别无选择。

  10月,被视为企业核心技术机密和利润源泉的一系列自动化控制Predix软件平台被GE宣布于2015年对全世界开放。

  GE显然希望通过放弃眼前利益,争取通过GE产品和标准,在世界范围内搭建一个更大的工业互联网平台。

  蜕变

  GE离开曾经的工业系统性创新的辉煌已经太长时间了。

  在GE的企业文化中,其前任CEO杰克·韦尔奇留下了太深的痕迹。

  杰克·韦尔奇曾经一再强调“如果一家公司不能在所处的行业中数一数二,那么它就根本没有存在的必要”。

  在这一思想的指导下,GE开始远离竞争激烈、附加值越来越小的制造业。1987年,GE甩掉了低利润、竞争激烈的彩电业务,转向了能获取高利润的电视网。几乎同时又主动退出了竞争激烈的半导体和计算机业务,掘金能源和医疗仪器。从1981年到2000年,在杰克·韦尔奇执掌GE的20年中,GE进行了近1000次的企业并购和部门分离。

  曾经在照明、洗衣机、电冰箱、微波炉、电视机、发动机制造等几乎所有工业制造领域称霸一时的GE,在去工业化的冒进中物是人非。

  杰克·韦尔奇作为商业奇才,一直在推动GE寻找最盈利的产业领域。上世纪90年代,在华尔街金融崛起、信贷消费扩张的黄金岁月里,GE也禁不住诱惑,通过金融、信贷分期销售冰箱,从贷款中得到的利润比生产冰箱本身还要高。GE似乎发现了一种更好、更简便的赚钱方式。GE就此义无反顾地投入金融的怀抱。国际金融危机爆发前,GE的金融和银行业务占其总利润的45%。

  然而,在2008年,随着国际金融危机的爆发,作为一个失去产业支撑而过分金融化的企业,GE股价一度跌幅超过80%,市值缩水了约2640亿美元。浮华散尽,GE猛然发现企业的净资产还剩170亿美元,年运营收益不足1亿美元,而负债高达5180亿美元。

  洛杉矶资产管理公司总裁玛里琳·科恩当时评论称:“GE现在就像是一个麻风病患者,所有人都不敢靠近。”

  回归工业似乎成为GE的不二选择。然而,除了发动机制造、能源管理、医疗设备、自动控制等几个制造领域的“孤岛”外,GE几乎没有办法再重铸往日的制造业辉煌。其唯一的办法就是将保留下来的工业领域连接在一起,发挥最大的效率。伊梅尔特接任掌门之后,一个工业互联网的雏形开始酝酿。

  2011年底,GE在美国加州创立了全球软件和分析中心,希望加速开发用于工业互联网的软件技术。2012年,GE高调宣布工业互联网战略,并推出Predix平台及Predictivity数据与分析解决方案,作为工业互联网的主打产品和服务。

  “通过3D打印增材制造,用Predix平台来管理我们的大数据和分析,将机器人和自动化融合起来,帮助用户更好更快地运营、降低燃油消耗并获得高效服务。”GE中国软件及分析中心总经理胡晓博士告诉记者。

  在技术布局的同时,GE还展开了一系列的资本布局。

  2012年,GE完成对MTL公司开放系统技术和安全网络技术的收购,并投资1.05亿美元持有Pivotal这家云服务和大数据服务公司10%的股权。

  2013年5月,经过认真权衡,GE宣布拟出售旗下金融部门大部分业务。伊梅尔特表示,GE认为当时的时机恰好进行战略性思考,有多种方案来实现资产削减目标。GE希望借此降低对金融业务的依赖,并将工业领域的利润贡献率从不足50%提高到70%。

  2014年,GE收购了CHCA和API Healthcare两家医疗领域的软件公司。GE医疗集团医疗信息业务总裁兼首席执行官德威特表示,通过收购,GE医疗集团能够在高敏锐医疗领域提供更好的软件解决方案。同年6月,GE又并购了阿尔斯通的能源和电网业务。

  “GE动作频仍,但脉络非常清晰。工业互联网是一个巨大的机会,软件和服务是GE下一步要赢得的高价值市场。”GE相关报告中这样描述企业的蜕变,“说不定在工业互联网领域真会诞生另外一个谷歌。”

  基础

  GE很少进入一个已经成熟而且竞争对手很多的市场,大都是在自己已有业务的基础上自然而然展开,工业互联网也不例外。

  5年前,在中国宝钢初轧生产线的自动化改造现场,GE在宝钢改造项目中“草蛇灰线”式的产业布局能力令人印象深刻。

  宝钢的轧钢生产线是参照当年日本新日铁建造的。然而原来从日本日立公司进口的、上世纪70年代生产的电气、仪表、计算机三电系统早已达到了寿命极限,故障频率逐年上升。同时,日本系统的封闭式设计也让宝钢叫苦不迭。系统如何继续升级并摆脱对唯一品牌的依赖,成为此次改造的迫切要求。

  在该改造方案中,主要负责速度和位置的系统L1选用2台基于Intel CPU的PC服务器组成。负责信息处理和计算的系统L2则由2台UNIX服务器承担。主要负责计划管理的系统L3选用了IBM X370R作为主机。同时,对于一些尚未过使用年限的日立设备,宝钢为了节省经费也保留了下来。

  一套系统有4家主要厂商的设备同时工作,虽然确保了每个设备根据自身用途采用了各品牌的最先进技术,并且避免了对单个品牌的依赖,但是,“万国牌”设备如何协调工作成为难题。

  宝钢急需一套能够兼容各种品牌系统的PLC(可编程逻辑控制器)解决方案来执行来自不同品牌系统的指令,最终控制轧钢设备。

  GE作为当时唯一能够做到多系统兼容的PLC供应商成为宝钢的首选。11套系列GE品牌的90-70PLC替代了原有产品,使新轧钢系统超越了当时世界先进水平。经过系统升级和整体优化后的宝钢第二初轧厂,当年投产就实现了降耗26.6万吨标准煤,这相当于节省了近15亿元的总体生产成本。

  “一套先进、多品牌兼容的PLC将整个轧钢系统连成一体,为宝钢未来随时灵活更新系统,跟踪世界先进轧钢水平提供了可能。”宝钢条钢厂工程师唐劲松向记者表示,而且更换PLC设备比更换系统便宜得多。

  GE早已布局的开放式PLC解决方案,让多品牌、多品种的工业设备连接和数据交换成为可能,也为今天GE布局工业互联网奠定了基础。

  GE能够如此迅速进入工业互联网领域并不令人吃惊。GE其实早已在推进相关业务,只不过现在明确了这一概念而已。工业互联网从本质上说就是机器与机器、机器与人的联结,以及对庞大数据的分析。

  在公众普遍认为GE已经剥离制造业的时候,GE恰恰抓住了制造业的根本所在。从灯泡、涡轮机叶片、航空发动机、超声诊断仪、核磁共振仪、再到远程医疗系统、核反应堆、煤化工,GE依然掌握着工业领域最核心的生产技术。

  今年以来,GE用于GE9X航空发动机的研发费用就超过10亿美元,其设备诊断与分析应用软件的开发投资也达到10亿美元。

  尽管GE希望在工业互联网领域成为另一个谷歌。但是,伊梅尔特也强调——当你坐在飞机里,发现窗外巨大的飞机发动机时,那可是GE而不是Google(谷歌)能够生产的。

  核心

  在工业互联网的背后,实际上并非GE轻描淡写的“四两拨千斤”的产业变革,而需要庞大的硬件和系统支持。然而,这依然只是工业互联网的基础,复杂而庞大的数据分析和行业经验才是最终实现利润的核心。就像学校里的好学生展现出轻松感一样,GE也正在将工业互联网以田园诗歌式的场景展现在人们面前。

  GE在2012年11月发布的《工业互联网——打破智慧与机器的边界》的报告中描述,如果,工业互联网能够节省1%的航空燃料,15年内将节约300亿美元的成本。如果,工业互联网能够节省1%的发电耗能,15年内将节约660亿美元的成本。如果,工业互联网能将铁路系统效率提升1%,15年内又能节约270亿美元的成本。

  如果这里已经有了太多的如果。

  GE的Locotrol DP技术帮助大秦铁路(601006,股吧)公司实现运营优化、实现运力提升70.4%的案例,经常作为工业互联网的成功应用,没有被提起的是工业互联网背后蕴含的艰辛。

  8年前,GE生产的LOCOTROL分布式机车无线同步操纵系统首次引入中国,参与大秦铁路改造工程。然而,面对世界上几乎绝无仅有的大秦线超重载、超长列车和极为复杂的路况。GE最初也一筹莫展。

  曾经见证大秦铁路发展历程的湖东机务段段长张启平这样描述:大秦铁路的火车司机,开的是天底下最难开的火车。一列两万吨的重载列车有204节车厢,加上两台牵引机车,总长超过2500米。大秦线全线653公里,却有52座隧道、540座桥梁。大同到茶坞的300多公里线路,海拔落差居然达到900米。两万吨钢铁长龙几乎是一路俯冲,穿梭在崇山峻岭、隧道、桥梁之间。一旦控制不好,轻则将中部机车损坏,重则导致列车脱轨翻车。“新的技术在这里遭遇水土不服,国外的工程师也是胆战心惊。”张启平告诉记者。

  GE工程师不得不对原有LOCOTROL分布式机车的无线同步操纵系统重新进行调试。大秦线的地理特征、机车重力分配、制动分配都需要大量的数据采集和大型计算机重新进行计算和模拟。一般的系统参数根本无法满足大秦线的实际要求。北京交通大学、铁道科学研究院、华为中国南车(601766,股吧)、北车与GE共同进行技术攻关,进行产品创新。

  在历经近一年的改造、调试、技术攻关后,2006年12月,GE终于提前7天完成任务。在世界上首次实现GE的LOCOTROL技术与中国的GSM-R技术结合,并成功应用于2×10000吨重载组合列车。

  首次实现了GE的LOCOTROL技术与800MHz数据电台结合,并成功应用于大秦线4×5000吨重载组合列车,进一步拓展了LOCOTROL技术的应用领域。

  首次采用单套LOCOTROL系统与SS4型机车结合,与GE公司推荐的方案相比,200台SS4型机车仅设备改造就节约资金1亿元。

  GE在大秦线改造的工业互联网应用中,更多价值体现在对数据的即时调整和分析、建模能力上,也体现在与中国各部门、各单位的协同配合能力中。

  “将物理世界和数字世界融合,从而为多个产业带来经营效率和生产效率提高,这就是工业互联网的核心价值。”胡晓告诉记者。

  GE在全球有软件工程师超过1万人,在软件和分析方面GE也有较大业务量。GE了解如何更好地运行机器,如何利用数据分析改进机器运行,这才是GE工业互联网的价值源泉。

  工业互联网所引发的产业变革核心力量并非来自机器,而是机器与人的网络连接。正如第一次工业革命的核心并非来自机械,而是来自机械对人体力量的延伸一样。GE正在发起一场对人的集体智慧进行聚焦和延伸的变革。

  GE在《工业互联网为电力行业带来生产力革命》报告中表述,GE通过工业互联网优化发电厂运营情况,正是得益于GE以往积累的9300万小时机组实际运行数据的分析,才得以帮助电厂提高效率,扩大产能。

  魔盒

  一边坚守制造业的基石,一边发展工业服务业,并用工业互联网进行联接、统筹,以求最终的质变,这正是GE工业互联网的谋划。

  按照GE首席经济学家Marco Annunziatam的表述,工业领域正在发生一场重大而深远的变革。这场变革将从根本上改变设计和生产方式,也将彻底改变产品的功能。其中,第一个驱动力是工业互联网,之后是先进制造,然后是全球智慧。技术进步和经济增长正在改变人类在生产流程中发挥的作用。

  GE以及整个西方发达工业国家所谓的“再工业化”,将不仅是制造一个“工业互联网”噱头或技术升级这么简单。在资本全球化的条件下,其需要一个足以重新构建世界经济秩序、重估产业资产的产业革命。

  然而,如果人类智慧的释放正如GE希望的那般,世界工业格局和经济秩序将产生怎样的变化?通过工业互联网,GE正在有意或者无意地打开未来世界的魔盒。原有世界的资本、机器和全球分工体系将变得脆弱而容易颠覆。旧有工业体系的基石将被集中在例如涡轮叶片、高端PLC、大型服务器、尖端材料等更小的几个关键领域,更多的工业能力将通过工业互联网进行统筹。人类的智慧将从资本和技术垄断的束缚中释放出来,新的效益将迸发。

  GE的下一步是“未来智造”,将工业互联网、先进制造和其所推动的连接工厂、工人、供应链和分销渠道之间的价值链结合成智能的有机整体。

  GE显然对此拥有极大的期望。工业互联网承载着GE对工业未来的梦想。然而,GE也似乎清楚地认识到,由于网络系统的开放性和扁平化,它会面对几乎无法预知的来自世界各个方向的追赶和挑战。这个挑战不仅来自德国的“工业4.0”,还可能来自中国。尽管中国工业尚处于从机械化向自动化转变的初期,但无论是工业研发基础还是人才积累方面,中国都已经具备发起这次挑战的能力。

  同样是中国宝钢轧钢生产线的改造和大秦铁路的改造。早在GE诞生工业互联网概念的8年或5年之前,GE实际上已经参与过中国工业网络系统的搭建。

  2006年的大秦铁路改造中,尽管GE的LOCOTROL系统充当了核心设备,但是,中国的GSM-R技术、800MHz数据电台、单套LOCOTROL系统与机车的“土法”结合,以及多部门的联合攻关与合作,都构成多系统、多门类机器设备间的数据统筹和分析计算的工业互联网雏形。

  同样,2009年的宝钢第二初轧厂的改造中,来自世界各个生产商的3台计算机系统、18台PLC、37台重要仪表组成的初步工业网络,以及其与总公司的数据连接,其实说明中国企业已经具备利用世界分工体系构架工业互联网的思维。

  只不过还有一张窗纸没有捅破。在2006年、2009年,不仅是中国企业,GE也没有将这个概念归纳为工业互联网。直至2012年,GE才将这些案例第一次纳入工业互联网的范畴。

  作为一个工业体系,中国企业与GE相比,缺乏的在于系统集成经验和关键设备的生产能力。然而,这种局面也在发生改变。

  2010年以来,作为自动控制和工业网络最核心的组件,中国企业大型PLC技术正在加紧攻关,而小型PLC技术则取得突破性进展。利时公司、德维森公司、安控公司等一批有实力的企业开始成长,市场年增长率接近20%。2013年10月,首批中国产PLC开始出口美国。

  同时,以三一重工(600031,股吧)为代表的中国重型工程机械企业,在工业互联网上也实现了在产品上的传感器预制、无线网络连接、在线数据分析。其甚至正在搭建产品之间的互联网络,用于管理调配装备资源,甚至跨区调动、租赁工程设备。

  工业和信息化部电信研究院总工程师余晓辉向记者表示,工业互联网是个好方法,如果说研发和服务是工业“微笑曲线”的两端,那么,工业互联网在拉高两端的同时,更大的作用是可以帮中国绕过更多西方国家的工业发展过程,并且极大提升中国现有制造业竞争能力。工业互联网的开放结构,将使技术和信息难以垄断,进而拉平整个工业“微笑曲线”。

  “凭借中国的大规模工业生产以及核心研发能力,未来的工业互联网谁执‘牛耳’犹未可知。”余晓辉表示。

  对此GE似乎早已心知肚明。GE认为中国正在大规模投资基础设施,如果尽早采用工业互联网技术,将成为一个强大的放大器,甚至可能有机会跳过发达经济体所经历的某些发展阶段。

  因此,GE的工业互联网只有搭上中国这艘巨轮,才可以获得更好的发展。伊梅尔特表示,中国是GE最为倚重的市场,GE需要有新战略来适应在中国的发展。

  2013年,在美国组成工业互联网联盟抢占技术标准高地之时,GE同时大举开拓中国市场。尤其在中国国务院总理李克强、工业和信息化部部长苗圩就德国“工业4.0”计划进行考察之后,GE不得不加快脚步。在伊梅尔特亲自主持召开的“工业互联网——当智慧遇上机器”领袖论坛上,伊梅尔特与中国政府官员、产业和学界带头人、媒体展开对话,希望中国尽快抓住工业互联网机遇,支持中国的产业转型升级。

  从某种意义上说,GE确实正在见证一场变革。工业互联网的技术和战略已让技术垄断和产业称霸成明日黄花。

(责任编辑:HN025)

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