筆者比較崇尚達爾文的進化論,這次筆者剛巧站在了IT與OT將會融合的一方。這種融合將會以“生化融合”的形式展開,即IT與OT在制造業(yè)逐步發(fā)展演進,你中有我我中有你,進而融成一體。雖然筆者認為大勢所趨,但并不代表這就是一定正確的,時間的發(fā)展將會給我們答案。
這篇文章,筆者帶你以旁觀者的角度來審視在制造業(yè)生產(chǎn)線上正在發(fā)生的一切,也許讀過本文之后,你就會理解消費電子和工控產(chǎn)品為什么在今天相差得如此之遠,未來又為何會走上融合之路。
很多老一輩的工控人經(jīng)歷了使用多個單按鈕開關(guān),控制多個機器完成生產(chǎn)的時代,但是開關(guān)的數(shù)量越來越多,控制回路也越來越多,生產(chǎn)線中開始加入繼電器執(zhí)行簡單的控制邏輯。那時最大的痛點是這些繼電器更換起來十分的費時、費工、費料。當生產(chǎn)線復雜到繼電器控制裝置超負荷運轉(zhuǎn)也難以應(yīng)付的時候,PLC可編程邏輯控制器出現(xiàn)了。
那個年代PC電腦還非常笨拙,根本無法勝任操作現(xiàn)場的需求,有位工程師非常討巧的發(fā)明了PLC,他描述了PLC誕生過程中的故事。1968年,美國馬薩諸塞州一位名叫Morley的工程師在新年慶祝中喝得酩酊大醉,醒來后他不愿繼續(xù)平日繁瑣復雜的制造工作。于是,他帶領(lǐng)團隊發(fā)明了一個可編程邏輯控制器,來替代原來數(shù)量眾多的邏輯繼電器,這就是PLC。
自從PLC的出現(xiàn),制造業(yè)新增了一個操作層級:控制層。從第一臺自動化控制器Modicon084,到第一個工業(yè)現(xiàn)場總線Modbus,第一套熱備PLC-Modicon584,再到第一次將工業(yè)以太網(wǎng)引入制造業(yè),控制層的演進一路走來,PLC在其中起到了核心的推動作用。
iPod的價值在音樂,奔馳的價值在知名度。而PLC的價值在縮短上市時間。汽車制造商原本要6-9個月的時間才能使新產(chǎn)品上市,用了PLC后就只需要6-9周。PLC賣的是穩(wěn)定高效的服務(wù)以及對制造業(yè)產(chǎn)生的價值,而非產(chǎn)品本身。脫離開對PLC新模塊、可擴展能力、速度、穩(wěn)定性、客制化等具體技術(shù)的討論,PLC以穩(wěn)定、廉價和愈發(fā)寬泛的功能延展性,成熟廣泛的應(yīng)用于制造業(yè)的各個領(lǐng)域,僅中國市場的應(yīng)用規(guī)模已經(jīng)超過了50億。
漸漸的控制層也變得日趨復雜,PLC的量級越來越大,借助OT(Operation Technology,操作技術(shù))的日益演進,小作坊也逐漸成長為大企業(yè),需要信息傳遞、綜合管理和產(chǎn)生決策。當談到企業(yè)管理層的時候,我們有必要來審視一下IT(Information Technology,信息技術(shù))引發(fā)的浪潮。
很顯然PC比PLC發(fā)展要快得多。同樣在40多年前,IT技術(shù)的第一次浪潮來臨,根據(jù)邁克爾•波特在《信息如何帶來競爭優(yōu)勢》一文中的描述,人們開始使用PC的運營優(yōu)勢,代替紙筆計算和口頭溝通,捕捉和分析企業(yè)活動中的數(shù)據(jù),企業(yè)管理流程開始了標準化革命。從訂單處理到賬單支付,從計算機輔助設(shè)計到生產(chǎn)資料規(guī)劃都逐步實現(xiàn)了由IT產(chǎn)品統(tǒng)一處理。
在20多年前,第二次IT技術(shù)的浪潮緊接著襲來,無處不在的互聯(lián)網(wǎng)開始興起,企業(yè)與外部供應(yīng)商、渠道和客戶之間的集成與整合得以實現(xiàn),企業(yè)甚至可以對全球的供應(yīng)鏈系統(tǒng)進行緊密整合,因此發(fā)展得越來越龐大,非常多的全球性“龐然大物”公司產(chǎn)生。
由此我們可以看到兩條截然不同的發(fā)展道路,PLC帶領(lǐng)OT從企業(yè)下面的設(shè)備層逐步向上發(fā)展,PLC使用梯形圖編程,非常適合具備電工基礎(chǔ)的控制工程師理解和使用,因此逐步風靡。聯(lián)網(wǎng)PC則帶領(lǐng)IT從上面的管理層逐步向下發(fā)展。雖然互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展飛速,但是由于PC在處理控制問題時,使用C語言或者VB編程,而這兩種語言并不是OT工程師的必修課,相比梯形圖也難以理解和使用,因此在控制層和設(shè)備層并未普及。
到目前為止,企業(yè)的IT和OT之間仍然存在一定程度上的割裂,信息并不能順暢的集成和交互。這個問題目前困擾著大量的企業(yè),也成為無論是工業(yè)4.0還是中國制造2025發(fā)展道路上必須攻克的難題。
筆者比較崇尚達爾文的進化論,這次筆者剛巧站在了IT與OT將會融合的一方,但這并不代表筆者就是一定正確的,時間的發(fā)展將會給我們答案。
這里有必要解釋一下為什么筆者認為IT與OT將會融合,因為奇點臨近了。奇點這個詞最近經(jīng)常被提及,人工智能的演進速度達到了超越人類自然進化的奇點,工業(yè)機器人的成本達到了趨近于人力勞動成本的奇點,同樣,IT技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用的便捷性逼近了OT技術(shù)發(fā)展的奇點。
這種融合將會以“生化融合”的形式展開,“生化融合”意味著并不是誰取代誰的關(guān)系,而是IT與OT在制造業(yè)逐步發(fā)展演進,你中有我我中有你,進而融成一體。
從硬件來看,IT和OT的融合已經(jīng)逐步發(fā)生,無論芯片或者模塊都沒有本質(zhì)不同,大多數(shù)PLC已經(jīng)轉(zhuǎn)而使用消費電子領(lǐng)域的微處理器,但是使用習慣的差異是最難調(diào)和的。雖然IT標準編程模塊的發(fā)展讓編程不再是難事,尤其是在一些PLC運算能力不足的場合,比如機器人、CNC數(shù)控機床等,PC的優(yōu)勢非常明顯。但是具有消費電子基因的IT硬件并沒有在制造業(yè)證明它的可靠性和穩(wěn)定性,而這如果沒有十年八年的時間進行驗證誰也不敢妄下定論,畢竟制造業(yè)生產(chǎn)線皮實、魯棒是首要指標。
如果沒有外力的觸發(fā),這種“生化融合”也許還會緩慢推進,直到徹底相融。不過事情的演進往往不會按照既定模式發(fā)展,外力突然出現(xiàn)了,而且異常猛烈:
一是“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來的沖擊,決策、銷售、渠道、金融…各個鏈條的思維模式都在快速變化,如果制造業(yè)生產(chǎn)線上的思維方式也不跟著改變,就脫離于整個鏈條之外,沒人愿意一起玩。
二是智能硬件的快速滲透,向著價值創(chuàng)造環(huán)節(jié)滲透,特別是向產(chǎn)品研發(fā)和制造等領(lǐng)域滲透,而且這種滲透是全方位的??纱┐髟谥圃鞓I(yè)的應(yīng)用、在線互動產(chǎn)品配置、3D打印和塑模、動態(tài)計價智能運算…追隨著大規(guī)模產(chǎn)品個性化定制浪潮。通過云平臺供應(yīng)鏈整合,不同環(huán)節(jié)的企業(yè)可以實現(xiàn)信息共享,加強產(chǎn)業(yè)鏈的合作,使各環(huán)節(jié)集中發(fā)揮核心優(yōu)勢。
三是人力成本的優(yōu)勢不再,倒逼制造業(yè)升級。美國波士頓咨詢集團(BCG)發(fā)布的報告《全球制造業(yè)的經(jīng)濟大挪移》顯示,中國的制造成本已經(jīng)與美國相差無幾,中美兩國的制造成本差距被縮小到了5%以內(nèi)。一句簡單的“機器換人”并不能從本質(zhì)上解決勞動成本的問題。
市場并沒有給IT與OT足夠的時間進行溫柔的融合。
如果將這種生化融合繼續(xù)往下推演,我們也許可以想象這樣的場景:
工業(yè)現(xiàn)場的變頻器、控制器、執(zhí)行器,直連網(wǎng)關(guān),通過外接鏈路將監(jiān)控信息上傳到云端,手機通過APP可以隨時隨地查看。云平臺提供類似微信公眾號這樣的開放框架,企業(yè)無需開發(fā)獨立的APP,只需在制造業(yè)“微信”后臺進行簡單的功能定制,就能發(fā)布屬于自己的獨特應(yīng)用。智能硬件創(chuàng)業(yè)者和開發(fā)者也可以基于云平臺的模塊化功能,用跨界眼光審視制造業(yè)的需求和痛點,找到適合自己的發(fā)展模式。
一個制造型企業(yè)未必需要有自己的工廠,而可以只負責設(shè)計,將生產(chǎn)環(huán)節(jié)外包出去。未來的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也將向著網(wǎng)絡(luò)化、小微化的方向發(fā)展。制造業(yè)中越來越多的服務(wù)環(huán)節(jié)從生產(chǎn)流程中分離出來,形成生產(chǎn)性服務(wù)業(yè),導致制造業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變革。由專業(yè)機構(gòu)從事的生產(chǎn)性服務(wù)業(yè),將根本性改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程、管理方式、勞資關(guān)系,并導致產(chǎn)業(yè)鏈的重構(gòu)。
當然,由于制造業(yè)本身技術(shù)和資源的復雜性,在各個實際操作現(xiàn)場,總會面臨很多的具體問題,目前一些IT與OT融合得超越常規(guī)的智能工廠、透明工廠也只是停留在展示和示范階段,實用的價值不大。但是大勢不可逆轉(zhuǎn),生化融合只是時間問題。
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