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华为工业互联网总监:工业互联网的本质是什么?

发布时间:08月06日

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华为公司在做工业互联网的过程中,一直有两个角色。首先我们是一家制造型企业,特别是在高端制造领域,我们有自己的理解,自己的生产线,自己的客户价值流。另一方面,我们也是一个ICT技术供给企业。


这两个角色注定了我们对于制造业数字化或者工业互联网背景下,有自己独特的理解。


以下内容节选自直播实录:

本文围绕三部分内容展开

1、如何看待制造业面临的问题,以及未来发展趋势?

2、新趋势下,企业应该如何转变?

3、从本质上深刻理解工业互联网


如何看待制造业面临的问题,以及未来发展趋势?


人类发展到现在,经历了五代技术浪潮,每一代技术浪潮发展周期是50到60年左右。这60年周期中,前30年基本上是技术本身在发展,后30年是技术应用推进。现在进入了信息技术阶段,前30年也有大量著名的信息技术公司,包括亚马逊、谷歌、IBM、Twitter。后30年这些信息技术开始应用到各行各业,广泛开展数字转型,逐步深入供给侧,持续闭环效能。各行各业如何抓住这波数字化的机会,使自己的业务更加高效,更进一步的优化?是目前各行各业的企业遇到的一个主要问题。


回到工业体系来看,过去30年,工业其实获得了非常快速的发展。企业自动化的水平,信息化水平,都有很大的提升。随着技术逐步演进,特别通过工艺信息化,基本上达到了饱和。进一步再投入巨大的资源,最终获得的收益或者提升也是非常有限的。


中国和日本,制造业、工业的发展脉络、发展曲线,在下一步会将工业和信息化深度融合,包括现在非常多的柔性制造。这是制造业面临的一个工业和信息化深度融合的领域。


回到微观领域,过去大部分企业的信息化解决的都是部门之间的信息和数据打通的问题,也就是企业业务管理处理。数字化是企业各个数据流、人才链、业务流和管理深度融合,通过数字技术把分布各个领域的触点作为行业知识,通过行业知识分析优化之后,再步入这些业务流,从而使得企业核心业务流进一步提升,最基本的动力就来自于生产力工具变革。通过数字技术,让这些知识赋予生产工具,产生一个新的生态。


我们通过与国内外产业伙伴大量交流,发现工业体系系统架构非常关键。这个系统架构基本定义了工业体系现在的产业分工,但是面临新的诉求,特别是小批量、多品种,甚至数字支付、数字孪生等等新的要求之下,传统的工业模式越来越难满足。


在这样一个大背景下,很多组织在讨论这个架构如何满足新的多品种产业链需求。另一个层面,工业信息化面临很大的挑战,包括它的支配,风险巨大。一系列系统性的架构看到国际领先的用户组群、产业族群,都在探讨下一步的工业架构如何演进。


回到一个具体的企业,以矿业集团为例。即使这个矿业企业规模、扩张、产量、产能越来越大,已经做到全球Top1和Top2的级别。但是它也面临越来越多的挑战。


第一,整个企业运维管理挑战非常巨大。


第二,现代化的市场环境,传统企业的处理能力适应不了。


第三,如何用新的方式进行优化,也是面临的一个新的思路。   


一个企业的核心主流都是围绕创造价值的产品链、产品流,以及客户价值链,大企业的资产链。大部分企业都面临三链如何优化的问题。


面对产品链,现在产品周期越来越短,如何在更短的时间内推出更多样化、更智能化,以及更好、更易用的产品,这是越来越多的企业面临的优势。


面对价值链,企业一方面面临用户多样化、个性化定制诉求,另一方面也是通过平台模式接近用户,使得更了解用户的需求。


面对资产链,资产链里面的资产如何通过数字化、增值服务,对业务模式有一个升级状态。


整个三链应用过程当中,产品、产线以及公司都在探索数字孪生技术,配合一个产品线的设计态、生产态,所有全要素优化。另一方面应用主流的数据主线,通过数据主线把原来的模式通过开发出来的主流软件进行优化。


我们基于三链看看企业在技术架构的演进需要适配企业在新产业下的发展需求。


第一,对于工业企业,首先要满足兼容现有系统,这是最基本的需求,因为大量的企业大部分技术已经投入进去了。


第二,优化使能,工业三条链、三条流即生产流、价值流和资金流。如何通过信息通信技术,迭代优化三链条,使得每一条流都能够满足客户的需求。


第三,面向未来的平滑演进,快速融合应用,敏捷开发问题,企业的应用也是需要考虑的。


基于这些考虑,我们尝试性跟很多行业客户伙伴交流。针对很多的工业或者行业,特别是结合现在经济下行形势下,如何针对下一步基础设施,进行我们的设想。


首先传统上大部分企业都具备自己的基础设施,每个企业基本都在参与这次“新基建”。


基于数字知识之上,我们提出了未来所有面向企业的三条流,价值流、创新流和客户流。首先针对很多跨行业或者跨领域的一些数字平台,是可以服务于产业集群的。很多行业知识富集的企业,行业集群,大部分会越来越多沉淀出行业的数字平台。以高铁、飞机设计为例,这种行业的数字平台更多的是通过跨行业的研发协同,这种模式会越来越多。未来大部分制造型企业也在提制造服务化。我们现在看到的制造大部分都是在本地完成生产制造过程,未来会存在制造能力的共享、孵化,这变成一个行业的外溢能力。


以上是我们对整个行业基础设施未来远景基本设想。


下面跟大家分享一下,未来我们看到技术领域的一个发展趋势。


第一,联接。过去在各行各业存在很多种联接,面向未来,行业对连接的诉求是增多,而不是减少,联接的对象种类更多。除了机器、装备、传感、人之外,还有更多的像工艺材料都可以连上来,数量也非常庞大。


联接的协议也是越来越多,各行各业的协议都是千差万别。再就是联接性能的要求越来越高,不像人的联接。人对联接感受是比较低的,但是对于机器来说,它要求时延更低,可靠性、确定性、安全性要求更高。


大部分企业对于联接专业性是不具备的,面向行业联接更多的是要求网络能力、易用,更好的是简单的维护就能实现网络的自动驾驶。


面对这种诉求,我们发现联接未来几乎有四种形式。一是New  IP,从协议层和未来统一;二是5G,现在我们已经开始推;三是F5G,面向光的,光进入一个机器;四是自动驾驶网络。


第二,智能。现在AI大部分有点贵,对于很多企业来说,成本门槛有点高。未来AI会有两个基本特征,一是多样性的计算——面向传感的,面向终端的,面向边缘的,面向中心的都是不太一样的。未来这种多样性的计算架构是满足不同场景的经济效能最高,也是性价比最高的一种计算模式。二是普惠性的,随着AI深入各行各业,首先在人才知识结构上越来越多的企业会培养跨界人才,要懂AI、懂业务。将来AI会越来越渗透到各行各业,无论是从易用性还是从成本上来讲,都会满足行业的需求。


第三,分布式智能架构,叫广自治的模式。首先通过计算能力和AI能力,将来越来越乘到传感、装备侧。装备具有这种能力,自动有自连接、自发现,逐步能产生数据,形成一些知识。知识分享之后,更多的会形成一种协作,协作之后又会对原来的终端形成进一步优化,增强自主化。


这个过程中你会发现未来的智能是分布式的,终端有终端的智能,边缘有边缘的智能,产品中心有中心的智能,对未来的智能分布式架构也提出新的诉求、新的要求。


第一,相当于有四类协同。除了我们现在见到的人与物协同之外,将来是物与物的系统、物与本地系统的协同,以及边缘云的协同越来越广泛。


第二,它要有新的机理模型。我们现在的工艺机理模型有新的模式,通过理论建立机理模型,获得大量的数据,通过数据结合AI会形成持续的迭代和优化,聚合一个新的算法、新的理论模型。


第三,对最基本的算力,将来也是多种模式,有低功耗的各种CPU,不像现在只是一个X86的模式。特别是实时性、多合的堆栈也越来越广泛。


第四,数据,实时全量数据。这块有一些刚才提到了,有一些新的联接技术保证实时数据的获取,实时数据库也有新的诉求。


第五,协同,前面讲到的技术之外,还有新的协同模式。我们讲到两化融合,讲到工业和信息化融合之后,这两个产业其实过去发展的时候,是截然不同的特性。我们ICT产业发展过去基本上是标准代际模式,2G之后有3G,3G之后有4G,4G之后有5G,基本上每一代标准制订出来之后,差不多会启动试点,最后全球会启动运营商的试点。几乎每一代是10年生命周期,可预测的。


面对很多垂直行业,特别是制造业,很多并没有这种模式。大多都是先做起来,解决实际问题,变成事实之后,事实标准为王,最后才会在全球推进标准。而且每个组织演进的节奏,每个产品完全不一样。


比较快的,像智能手机,需要一年到两年的演进周期,5G是10年的演进周期。很多的行业特别是像钢铁、化工这样的行业,它的周期更长,20年、30年等。两化融合面向明显的问题,工业企业关心的是可靠性、稳定性、能效比。ICT企业大部分关心的是所谓的技术参数、技术指标。不同的思维方式组成组合,工业和信息化融合过程当中,探索一种新的产业发展路径,通过新的路径探索,使合作的能效、合作效率更高。


我们认为通过这种新的模式,首先要制定一个新的顶层架构设计,通过这种参考架构,牵引大部分产业工程师意识到整个产业链中你做哪一块,我做哪一块,达到基本的共识。有了这种共识之后,我们会针对具体的问题做一些PLC、测试床前期的孵化,打样板,最后形成行业标准。这种模式在行业内越来越得到大家的认可。


我们认为未来数字化的核心就是行业知识,面临一个新的生产模式,会有两层。


针对很多散落在各个人脑里面,或者散落在各个工人师傅里面的知识,通过数字平台、数字模式的方式,沉淀积累下来。第一层是装备,装备是大部分制造生产环节核心的生产设备,装备能力的提升决定了整个供给能力的提升。装备首先通过一套模式,特别是装备知识通过装备数字平台,将来会出现新的以自定义形式面向工艺、生产新业态,新的生产工具和软件。面对跨行业的,同样也会成为行业的数字平台。这里面通过知识组件化,按需柔性生产,最后变成工业软件,是整个工业软件基本的形态。


新趋势下,企业应该如何转变?


工业互联网的本质是什么?本质是就是工业与信息技术的结合,它的溯本来源就是工业。本质就是通过工业知识再生产,通过工具再生产,最后注入到工业主作业流程提升效率。所以它本身也要遵守工业基本规定和特点。比如说我们提到工业演进的周期,大周期。工业本身有“三不”原则,不在落后工艺上搞自动化,不在落后的管理上搞信息化,不在不具备数字化、网络化技术基础上搞智能化。基本的工艺还是要一步一个脚印务实。


同时工业里面大部分核心价值部门是生产部门,大部分讲行业数字化也好,讲工业互联网也好,一定是围绕整个制造业的核心生产系统、核心作业流去做优化,做提升,这个才是一个价值投资的关键。


对于一般的工业企业来说,它其实和过去我们做信息化不太一样。需要面临四个方面的转变。


第一,转意识。我们提工业互联网,提数字化转型,还是首先要回顾到业务本质。现在大家说的都是ABC,AI、大数据和云。数据驱动是一回事,但是我们真正要形成商业闭环,要回归到业务驱动,就是以客户为中心,回归业务,架构牵引。通过两轮驱动的模式才能真正为客户、为用户创造价值,这才能形成一个真的循环。意识上首先不是技术驱动,而是业务+技术双轮驱动。


第二,转组织。传统公司,特别是西门子、GE,很多大公司的模式,跟过去是不太一样的。有很多的数字化业务,几乎是直接从集团嵌入到每个事业部,还是从过去总部集中的模式逐步通过边缘分布模式,直接嵌入业务部。也就是说它的数字基础和主业务流程紧密结合,同时会搭建一个大的平台,很多的知识、能力、沉淀的流程,整个集团共享。


现在更多的是倡导混合项目团队模式,真正有业务团队和数字化团队形成一个综合融合的模式,进行联合开发。这个组织模式也是不太一样的,需要业务和真正做数字化的形成一个混成旅的模式。


第三,转文化。过去大规模工业生产的时候,一个企业大部分都有固定的功能部门,每个部门都是以部门创造价值为导向,都想把自己做强。未来是平台化的模式,大平台支撑精兵作战,强调每个人从平台中拿到什么,并能对平台、他人能贡献什么,整个对于企业的责任结果和价值评价服务体系都有很大的转变。


第四,转方法。我们总结为两步,一是针对核心业务对象、业务流程、业务规则,首先从线下转到线上,把物理世界中的产品、对象从人工记录变成数据,很多业务活动变成线上。特别是疫情期间,很多企业规划线上展厅,线上数字展示,这都是数字化的一个应用场景。二是我们拥有大量数据之后,做数据驱动分析,通过大量的分析算法之后,会逐步对我们的产品,对我们的流程,甚至对我们的规则进行大量的优化和自动化的处理。


对于转型之后要做好三件事情。回归到业务本质,因为大部分存量应用都已经存在很多年,或者投很多年,所以是“双活”的模式。一是传统的演进带来生命周期率,采用新的模式开发,就是存量应用的模式。二是对于新增应用,直接采用云原生构建,直接用微服务架构模式构建在平台上。三是数据统一入湖,实现数据同源共享。


结合华为来看,我们在工业互联网整个方案架构也遵循前面讲的基本原则,基本定位是企业智能化增量业务底座。首先我们针对过去工程层的体系架构,更多在存量系统上做进一步优化、叠加,通过数据、采集集成之后,形成闭环,最后反馈到存量的工业系统里面。


这里面有几个大的模块。


第一,边缘侧。边缘侧现在有两块,一是企业本身就有边缘计算;二是会做大量的边缘IOT服务、推理服务,甚至算法。


第二,5G边缘计算作为我们整体方向的一部分。基于这部分,大部分是贴近于工业现场,原则就是构建一个非常可信、可靠的运营活动。


第三,敏捷中心,利用云计算算力优势,做大量的人工智能模型训练、算法,甚至数据湖。


华为的Fusion Plant工业互联网平台整个架构的情况,简言之就是大平台里面分三大平台核心模块和五大核心技术。


三大平台:


1、联接管理平台。针对集团上了数据之后,首先是联接管理,包括边缘层的联接管理,以及数据集成。


2、工业智能体平台。面向数据上来之后,解决的是数据如何进行存储和优化,以及基于数据建模。这叫工业智能体平台,包括数据底座以及工业和机理、AI的结合。


3、工业应用平台。面向应用,做一个应用的平台,大量异构数据源的集成。


这是我们的工业互联网平台。


华为的工业互联网特点:


1、软硬兼优,什么意思呢?除了软件上的优势,还有硬件上面。特别是针对升道装备,设备端升到边缘端,硬件方面、芯片方面,我们有全站的、全场景的系列芯片,以及OS中间件。


2、边缘协同,除了云端有大量的模型之外,在边缘端也有大量边缘硬件服务支持。这样云端能够支撑好企业敏捷开放,同时也应用在现场侧,真正跟工业基础设施、OT侧做深入的融合。


工业体系是一个非常庞大、复杂的体系,几乎很少有一个企业能够提供完整的解决方案。所以华为的定位也是合作。华为提供的是一个集成的平台,在我们之上是ICT数字化基础平台。我们会跟各行各业合作伙伴进行合作,最终提供面向客户的端到端的方案。这里面首先提供的是赋能行业伙伴构建面向行业的平台。分三部分,首先找出有价值的场景,以价值作为切入,与客户一块孵化出面向问题,面向价值的样板点。基于这个结合OT、ICT融合方案,最终面向行业,通过行业协会进行推广。


无论从一般的研发设计、采购供应链、生产制造、经营管理、销售、营销,一直到最后的运维服务。每个环节都有一系列的伙伴面向客户,解决客户的问题。大部分都是通过赋能伙伴的模式,为千行百业解决系列的问题。


我们也有一系列体系化的生态服务设计,面向伙伴,我们有开发者,有Open Lab,生态安全会议,以及运营系统,认证培训以及生态营销一系列的政策,主要是赋能我们的合作伙伴。


从本质上深刻理解工业互联网


结合我们自己的认知,它有三大体系:


第一,本质就是工业和ICT产业协同与融合,以工业为本体,也是以工业知识为本体,以优化工业生产力作为目标。


第二,工业互联网是利用数字孪生、数字主线、人工智能、大数据,对生产制造、以及销服体系的重塑,也是对核心企业的生产作业流进行重塑,帮助企业实现提质增效和加速创新。


第三,过去的机理,传统的模式现在已经到了一个瓶颈。工业互联网模式就是基于机理的工业知识,在工业互联网时代,需要与数据以及AI为代表的IT知识深度融合和生态重构,也就是会产生一些过去很多年,通过传统的模式无法解决的问题。我们通过AI+工业机理、工业知识的模式会产生一种新的路径,特别是过去非线性的问题,更加突出。


第四,工业互联网时代,人工智能、5G、大数据等ICT技术不再是信息系统,是直接键入生产系统。同时,我们也可以看到工业的复杂性,场景多样性,所以需要设备不断适配工业场景的独特性。也就是说我们整个ICT技术端的供给也要做优化、升级。ICT技术供给品如何优化,如何升级,如何适配,这是我们将来工业互联网落地实施部署的一个关键特征。


第五,最先提出工业互联网的公司是GE公司。现在我们提炼出它有一个基本的逻辑,就是龙头企业通过数字化能力赋能中小企业,这个模式是非常快速的一个模式,能够提升中小企业的认知水平。通过中小企业自己的发展过程,也可以面临一步一步走出数字化本身的经验能力和体验,通过它赋能的模式,快速拉平中小企业对数字化的认知水平。这也是基于大量的实践和认知之后,我们对工业化的基本认知。


最后讲基本价值主张。


第一,对于ICT技术供给品来说:


一是产业自律。因为工业互联网是跨界融合的,通过IT和OT融合的一个新生态,所以需要一定的产业自律。我们认为行业知识、工业知识是价值创造的源头,行业是数据和知识的价值主体。而互联网时代,大量的数据是免费使用的。在工业时代,其实工业的数据,工业的知识,是价值主体。所有ICT技术是行业知识的一个容器或者一个生产制造的联合器,要做好知识生产力工具革命的使命,承担好工具革命。如何把ICT的工具和容器用好,使得行业的知识能够沉淀下来,并且最终注入到行业本身核心作业流,包括原材料、装备、生产制造,以及消费体系,使得它原来的生产体系和销服体系进一步提升。


二是数字平台。数字平台能够有效的提升知识速动率,行业知识的生产装备以及整个生产作业流与行业知识富集者、生态伙伴做紧密协同。未来行业数字平台或者行业基础设施是分层的,从行业的数据中心或者知识中心,或者IT基础设施,通过各层平台之间的协同配合,一起来构造一个面向各行各业,面向各个企业三个价值流的平台经济,基本的数字平台。


三是普惠AI。就是以更低的成本或者更高效的经济成本来完成对数据的转化,通过AI的模式,使得大量分散在企业以及GDP的隐性知识显性化、软件化,以及模块化。这样能获得更大的经济价值和社会价值。


四是多样计算。因为这个计算面向各行各业的知识体系,其实是多元化的,特别是到生产环节,场景多元化,计算架构必然也跟场景要紧密结合,必然也是多元异构的模式,技术堆栈。这样更多形成更为经济、实惠的算力技术堆栈、供给品,使得我们在给各行各业做数字化转型过程中成本结构是最优的。


五是极简网络。这个对我们自身ICT行业,我们除了要高带宽、低时延、广连接、可靠、安全、可信、确定性、按需,这些都是基本的诉求,这是一个基础,构建万物互联的基础。


第二,面向行业,其实也有几个共同探讨的议题。


一是装备智能化升级。基本要尊重装备制造业行业知识的价值。在这个基础之上,我们要面向装备制造业的升级方向,是按照探索以平台装备OS操作系统,再加生态的模式,形成一个柔性的作业段。


二是智能生产服务。这是基于行业级平台知识组建市场化的共享、复用,跨界于各个作业段的基础软件和复杂系统产业断点,与经济性的洼地,也促进生产服务市场向平台生产升级。


三是普及知识经济新业态,这里面要强调是数据生产原料,所有信息和知识都是知识经济的价值要素,这个也跟国家最近提的数据是核心要素理念是一致的。


过去我们一致认为软件不值钱,这就变相的认为知识不值钱,这里讲知识经济、数字经济基本上缺失了动能。所以我们要提倡软件业务、软件生态,要支持这样的闭环,必须要把软件以及知识重视起来。


华为和各行各业是合作共赢的模式,所以华为在面向行业数字化,面向工业互联网,特别是面向自身的产业,面向ICT基础设施,以及智能终端里面,我们是产业里面非常重要的贡献者。


最终,讲讲华为的价值定位。我们整个使命是构建万物互联的智能世界,为了支撑这个使命,我们有四个价值主张和定位。


第一,无处不在的联接。为了这个联接,我们有一系列的,包括无线、有线、企业、IOT的网络,还基于网络做一些自动智能运维和运营,我们希望在各行各业推进无处不在的联接。


第二,无所不及的智能。除了我们比较清楚的终端手机里面有终端智能,面向运营商的网络就是网络智能。面向企业有企业智能,智能应用之下,我们希望构建智能基础的硬件平台,包括智能计算、智能存储和智能安全。


第三,个性化体验。针对我们的智能终端,人、车、家、办公环境下,构成端边云整体协同的优化,以及体验模式的提升。围绕手机,围绕可穿戴设备,围绕家庭终端,打造全场景的生活体验服务。


第四,数字平台。首先是打造可信、开放的云平台,这里面兼公有云、私有云、混合云的模式。其次是开放的混合云架构。还有端边云协同的ICT基础设施,包括面向各行业、开发者、伙伴打造的开发者生态服务。


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