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中美德工業4.0及未來制造技術交流

? ? ? 2018年5月22日,來自德國大眾汽車集團未來制造技術(Future Production Technologies)專家、美國Plug and Play、國務院發展研究中心、國投創新投資管理有限公司、工業4.0研究院等多家單位聚集在奧迪中國大廈會議室,展開了一場工業4.0及未來制造技術的交流會。

德國大眾汽車集團專家交流會合影

? ? ? 本次工業4.0研討會是應德國大眾汽車集團訪華進行創新考察邀請召開,工業4.0研究院胡權院長到場做了The Status of Industrie 4.0 in China的發言,德國大眾汽車集團未來制造技術負責人Holger Heyn以Volkswagen’s View on Industrie 4.0 & Innovation做了演講。

? ? ? 隨后,國務院發展研究中心產業經濟研究部宋紫峰主任、國投創新投資管理有限公司簡練高級研究員、美國Plug and Play的汽車專家梁一功以及德國大眾集團的大眾品牌、奧迪品牌專家也一一進行了發言和交流,就工業哲學、工業4.0、數字孿生體、MQB/MEB等相關技術進行深入交流。

? ? ? Holger Heyn對工業4.0研究院提出的工業哲學頗有興趣,與工業4.0研究院胡權院長進行了熱烈的交流。同時,Holger Heyn表示,德國大眾汽車對于中國制造企業的創新能力非常關注,希望可以在中國找到可以提供創新技術的企業,以投資或項目合作共同推進汽車行業的創新。

? ? ? 經過近2個小時的交流,與會人員仍然感到言猶未盡,紛紛表示,希望可以在后續進一步交流過程中,探討工業4.0及未來制造技術的研究和應用,特別是在中國,通過多方協作,提升創新的速度和質量。

關于中國CPS發展方向及趨勢的建議

? ? ? 由于德國提出的工業4.0概念體系是基于信息物理系統(CPS,Cyber-Physical Systems,后面統一用CPS表示),工業4.0研究院自2013年成立以來,CPS一直是研究和試驗的重點。除了研究CPS概念和體系,工業4.0研究院還積極通過對美國CPS-VO開放的開源項目進行研究,對CPS希望解決的各種關鍵技術問題有較好的了解。

? ? ? 按照工業4.0研究院重點研究方法技術成熟度水平(TRL,Technology Readiness Level),CPS的核心價值體現在科學層面,而不是技術和工程,這是建議的核心內容。

? ? ? 一、CPS的基本概況及發展

? ? ? 在2006年,美國NSF提出了CPS的概念,并開始了10年時間的“新學科”(New Science)建設過程。根據NSF公開的資料稱,美國希望通過10-20年的時間,為信息系統與物理系統融合構建一套新的學科。

? ? ? 事實上,在2016年,美國科學、工程研究院發布了《美國信息物理系統教育規劃報告》(A 21st Century Cyber-Physical Systems Education),同時,美國商務部下屬NIST在2014年也開始推進CPS PWG相關工作,由此可見,美國認為CPS的基本體系已經形成,并開始進入應用階段了。

? ? ? 在2010年3月1日,德國工程院就啟動了agendaCPS項目,并通過近2年時間的研究,發布了《信息物理系統綜合研究報告》(Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems),在這個項目中,德國首次提出了“CPS+制造業=工業4.0”的提法,從而使得2012年繼續開展了工業4.0的研究,并于2013年發布了《德國工業4.0未來項目實施建議》(Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0)。

? ? ? 總體來講,根據工業4.0研究院的判斷,雖然德國工業4.0是基于CPS來構建的,但由于德國相關研究不夠系統深入,事實上,掌握CPS相關技術比較深入的,仍然是美國各個研究機構及大型企業(特別是航天軍工等),這也是為什么德國企業(例如西門子、SAP等)在推廣解決方案的時候,談及CPS較少的緣故。不過,CPS對于構建工業系統仍然是非常重要的,德國工業4.0平臺與NIST建立了聯系,希望“跟進”美國在CPS或物聯網方面的研究,為此,美德兩國建立了U.S.-German Workshop on the Internet of Things (IoT) / Cyber-Physical Systems (CPS)。

? ? ? 二、CPS的最新進展情況

? ? ? 通過過去10年時間的探索,美國學界(主要以NSF的認識為主)及企業基本上達成了一個認識,那就是CPS更大程度上是一種科學(Science),雖然在技術(Technology)和工程(Engineering)上有應用的可能,但也比較適用于較為復雜的場景——例如,航天、航空、軍工、汽車等。不過,CPS作為一門新學科,具有較大發展潛力,之所以說CPS在工程上比較困難,主要原因還是工程工具難以發明,或者還沒有發明。

? ? ? NSF仍在繼續以Cyber-Physical Systems(CPS)項目方式發放研究支持資金,其項目號為:NSF 18-538,在2018年的項目申請要求中,NSF明確指出由于人工智能的應用,給CPS帶來了大量的研究機會。

? ? ? 在NSF 18-538長達80頁的文檔中,有幾個重點可以關注,供同行參考:

? ? ? 1. 在第16頁,NSF強調了CPS的科學(Science)、技術(Technology)和工程(Engineering)研究內容,做了很好的區分,建議行業人士重點關注。

? ? ? 2. 由于CPS是一個跨領域的項目,NSF聯合其他單位,早期就設立了CPS Virtual Organization(CPS-VO),有效的分享了各種信息,真正實現了創新生態(Innovation Ecosystem)的建設,大大促進了產學研的溝通與交流。

? ? ? 3. NSF在推進CPS的時候,并沒有僅僅把該項目限定到NSF 18-518,而是延展到NSF 18-513(Major Research Instrumentation Program:Instrument Acquisition or Development)、NSF 17-581(CISE Research Infrastructure)、NSF 18-520(Smart and Connected Communities)等項目,通過多個研究項目協作,實現CPS的全面發展。

? ? ? 三、中國CPS發展的思路

? ? ? 由于CPS涉及到科學、技術和工程,需要協調的資源和要完成的研究比較多,它在中國的發展面臨三方面的挑戰。

? ? ? 第一,中國要發展CPS,還存在認知上的挑戰。目前我國科研體系并沒有把CPS作為一個主題來研究,雖然科技部有部分相關研究,甚至于在2006年美國NSF提出CPS的時候,中科院也有相關專家跟進該主題,但隨著我國提出希望一步到位發展物聯網,導致CPS的基礎研究工作一直處于停滯地位。隨著德國工業4.0把CPS作為基礎技術,促使我國也開始探討CPS的應用,由于CPS作為科學的相關知識體系沒有建立,導致其普及程度和速度遠遠低于其他概念,例如智能制造、工業互聯網、人工智能等。

? ? ? 因此,要進一步推動CPS的發展,應該注意:

? ? ? 1. 明確CPS的邊界,特別是科學、技術和工程的邊界,科學研究應該給科技部、中科院或高校來完成,而工信部相關單位應主要集中到工程及相關標準的制定和完善,可以涉足到部分技術問題。當然,由于三個層面的CPS并非涇渭分明,與各參與單位保持溝通和協作,頗有必要。

? ? ? 2. 建設類似CPS-VO的平臺,讓科學研究者、技術開發者和工程設計者都可以找到一個了解認識CPS的平臺,同時還可以參與相關的主題研討會,以及與同行進行切磋的機會。

? ? ? 第二,對于CPS的發展,還存在創新體制和模式的挑戰。客觀的講,美國通過NSF組織科學家重點解決CPS科學原理創新的問題,各個大學及大企業的研究機構重點解決技術問題(例如Berkeley就做了一個開源的CPS項目,名為Ptolemy I/II),而美國商務部下屬的NIST重點為企業應用CPS掃清了參考架構(Framework)和標準的障礙。這是美國創新體制和模式的最佳體現。

? ? ? 由于美國、德國和歐盟等已經在CPS的科學和技術研究上做了大量的投入和研究,大部分研究成果都可以通過公開途徑獲得,目前利用這些成果的難點是缺乏專家和投入進行梳理和解讀,這將導致我國在應用CPS的過程中困難重重,特別是一些裝備提供企業,在利用CPS為客戶提供解決方案的時候,往往發現缺乏充足的資料和參考。

? ? ? 建議可以依托前面提及的類似CPS-VO平臺,組織行業內專家,通過翻譯國外資料或組織專家團隊撰寫系列書籍等方式,為中國制造業發展提供一些公共產品(Public Goods),這些工作也將為其它計劃(諸如工業互聯網、智能制造等)提供專業的基礎知識。

? ? ? 第三,在工程應用層面,不管是德國的企業(例如西門子等),還是美國的企業,很少有把CPS作為解決方案來進行營銷的。之所以出現這種狀況,跟CPS更多以科學存在頗有關系,所以,建議不宜把CPS的應用層面定位為CPS自身,可以借鑒美國企業的做法,它們主要把更容易理解的數字孿生體(Digital Twin)和數字線程(Digital Thread)作為MBSE的應用。

? ? ? 德國在推進工業4.0的時候,由于其主要工業哲學是高度集成,初期也是希望利用CPS來構建其工程體系,并設計了諸如管理殼(Administration Shell)等概念,甚至于日本也模仿其方式,采取了差不多的方法來構建系統工程(Systems Engineering)的最小單元,但從主流企業實際采用的方法來看,CPS并不是特別適合構建MBSE,而是應該采取其他MBSE工具。從各企業的實踐來看,數字孿生體和數字線程已經成為標配,甚至于德國企業西門子也通過這個概念重構了其解決方案。

? ? ? 建議在推進CPS工程解決方案的時候,應該重點注意新概念和工具的引入,特別是諸如數字孿生體和數字線程,還有人工智能等新技術,這樣才會使得CPS保持活力,同時也使得中國CPS發展與全球同步。

? ? ? 四、工業4.0研究院可發揮作用

? ? ? 從公開可以看到的信息資料來看,工業4.0研究院長達5年時間對CPS的跟蹤研究,已經處于國內前列。在跟蹤美國、德國和歐盟的CPS研究和應用方面,工業4.0研究院一方面重視相關資料的收集和翻譯,例如,針對NSF、NIST和德國工程院等撰寫的白皮書或報告,都有全文的翻譯,涉及字數高達近百萬;另外一方面,工業4.0研究院一直把原理技術驗證放到重要位置,例如,對于NSF推進的CPS-VO提供的CPS相關開源項目,大都做了技術上的解讀和驗證,特別對于GE在IIC提供的DMC開源項目,工業4.0研究院組織人員做了較詳細的剖析。

? ? ? 目前,工業4.0研究院已經在重慶設立了全資公司(翼絡工業互聯網(重慶)有限公司),主要目標是利用CPS的研究成果,構建一套“工業互聯網操作系統”。雖然行業內大部分把PaaS認為是工業互聯網平臺,但工業4.0研究院認為,整合硬件(傳感和促動層)和基礎設施(IaaS),應該是工業互聯網一種形態,可以體現為基于CPS的“工業互聯網操作系統”,這是等同于PC領域的虛擬硬件(例如,電腦的打印是通過驅動來實現的,驅動就是數字孿生體的一部分,而實體的數字孿生體是物理的打印機),這至少是未來工業互聯網的發展方向之一。

? ? ? 以上是工業4.0研究院針對中國CPS的一些思考和研究成果,分享給行業人士,便于大家共同推進相關工作,實現中國的工業互聯網和CPS創新發展。

 

金融資本與工業互聯網協同發展戰略

作者:胡權,工業4.0研究院院長兼首席經濟學家

? ? ? 在工業互聯網產業聯盟主辦、翼絡工業互聯網(重慶)有限公司承辦的“金融資本與工業互聯網協同發展研討會”上,本人就“技術 x 資本”的運行規律進行了介紹,并對于AII 投融資協同發展提出了兩項建議。

工業4.0研究院胡權院長發言

? ? ? 一、技術革命與金融資本的周期論

? ? ? 自260年以前工業革命發生以來,其科技創新呈現了一種周期性的特征,這也是工業1.0、2.0、3.0和4.0劃分的依據。不僅如此,對于金融資本跟技術革命的關系,國務院劉鶴副總理也做了深入的分析。

? ? ? 雖然一些創新應用被公眾稱為“技術革命”,但只有當這些技術突破中的每一個都遠遠超出它所源起的產業或部門的界限,擴散到廣泛的領域內。對于工業來講,“非標”解決方案不是“技術革命”,只有具有通用目的技術(GPT,General-Purpose Technologies)出現,才可以稱得上嚴格意義上的“技術革命”。

金融資本與技術革命的發展規律

? ? ? 為了推進我國工業互聯網良性持續創新發展,應該重視工業互聯網技術革命的規律性,同時也應意識到金融資本的基本特征和決策模式。

? ? ? 二、工業互聯網目前所處的階段

? ? ? 用技術成熟度水平(TRL,Technology Readiness Level)的方法來判定,工業互聯網目前還處于TRL 4-6的產學研階段,達不到TRL 7-9產業化階段,因此,任何企業難以從工業互聯網的解決方案中賺到大量的利潤。

? ? ? 目前仍然處于構建范式和模式的階段,選對技術路徑遠遠比盲目投入要重要。對于工業互聯網所代表的網絡化趨勢來講,由于試驗成本高,單純利用自有資金進行研發,難度非常高,而且會有喪失建立規模經濟優勢的機會。

? ? ? 總體來講,最近3-5年,工業互聯網平臺將毫無懸念會呈現過剩的狀態,工業互聯網領域的割裂將加重,但如果引導得當,各大工業互聯網平臺公平參與競爭,這將促進工業互聯網平臺領域的集中度逐步加深,最后剩下不到5家有競爭力的平臺是有可能的。

? ? ? 三、推動AII投融資協同發展的建議

? ? ? 根據工業4.0研究院針對資本市場強國的主題研究,建議工業互聯網產業聯盟加強技術、人才和資本三者的創新發展。

技術、人才和資本的三大驅動力

? ? ? 對于技術來講,主要是企業進行研發投入,聯盟可以提供一些指導;對于人才,可以設立“金融資本與工業互聯網培訓系列課程”,工業4.0研究院擁有“工業4.0大學”在線培訓平臺,可以協助了聯盟來做相關工作;而對于資本,既可以推動“工業互聯網投融資平臺”,還可以在重慶進行試點。

? ? ? 總而言之,中國制造面臨新的技術革命,工業互聯網是千載難逢的機會,我們一方面加強技術創新方面的協作,另外一方面,加強金融資本的專業化發展和協作,也至關重要,甚至于是全球工業互聯網競爭的制勝之道。

金融資本與工業互聯網協同發展研討會暢談5年后產業格局

? ? ? 2018年5月9日下午,在重慶市江北嘴金融城3號樓翼絡工業互聯網(重慶)有限公司辦公室,舉辦了“金融資本與工業互聯網協同發展研討會”,該研討會是工業互聯網產業聯盟(AIIAlliance of Industrial Internet)第七次工作組全會的組成部分,由工業互聯網產業聯盟主辦,翼絡工業互聯網(重慶)有限公司承辦。

研討會與會部分企業及機構專家合影

圖1?研討會與會部分企業及機構專家合影

? ? ?中國信息通信研究院政策與經濟研究所肖榮美主任帶領工業互聯網產業聯盟政策法規與投融資工作組成員參觀了翼絡工業互聯網(重慶)有限公司辦公室及工業互聯網解決方案。

工信部信通院領導帶領AII成員參觀翼絡工業互聯網(重慶)有限公司

圖2?工信部信通院領導帶領AII成員參觀翼絡工業互聯網(重慶)有限公司

? ? ? 參與單位有翼絡工業互聯網(重慶)有限公司、國投創新投資管理有限公司、重慶斯歐信息技術股份有限公司、華為技術有限公司、航天云網科技發展有限責任公司和智能云科信息技術有限公司等行業知名企業。

翼絡工業互聯網(重慶)有限公司負責人王明芬致辭

3?翼絡工業互聯網(重慶)有限公司負責人王明芬致歡迎辭

? ? ? 在研討會正式開始之前,翼絡工業互聯網(重慶)有限公司的負責人王明芬作為承辦單位代表對來自聯盟的成員表示了歡迎,并對本次研討會日程進行了簡單介紹。

信部信通院政策與經濟研究所肖榮美主任發言

4?工信部信通院政策與經濟研究所肖榮美主任發言

? ? ? 首先,肖榮美主任作為工業互聯網產業聯盟政策法規與投融資工作組組長,以《工業互聯網產業聯盟投融資發展思路》為題介紹了工業互聯網投融資發展的思路,并提出了加強工業互聯網投融資平臺建設的工作任務。

工業4.0研究院胡權院長發言

5?工業4.0研究院胡權院長發言

? ? ? 作為翼絡工業互聯網(重慶)有限公司的投資單位工業4.0研究院負責人,胡權院長以《金融資本與工業互聯網協同發展戰略》為題介紹了“技術x 資本”理念。胡權院長提出,只有具有通用目的技術(GPT,General-Purpose Technologies)出現,才可以被稱為嚴格意義上的“技術革命”,目前工業互聯網還處于發展初期,應重視金融資本跟工業互聯網的協同發展。

國投創新投資管理有限公司張一平執行董事發言

6?國投創新投資管理有限公司張一平執行董事發言

? ? ? 國投創新投資管理有限公司的張一平執行董事作為第三位發言嘉賓,做了《國投創新先進制造投資理念及實踐》的發言,對國投創新的投資理念進行了詳細介紹,并對工業互聯網領域的案例進行了一些剖析。國投創新在2017年底,對業內知名的樹根互聯公司進行了投資。

重慶斯歐信息技術股份有限公司董事長于萬欽發言

7?重慶斯歐信息技術股份有限公司董事長于萬欽發言

? ? ? 參與主題發言的第四位嘉賓是來自重慶本地的新三板上市公司重慶斯歐信息技術股份有限公司。公司董事長兼總經理于萬欽介紹了公司上市歷程,并對數字化裝備制造商所面臨的困難做了分析。

華為和智能云科專家參與討論

8?華為和智能云科專家參與討論

航天云網專家參與討論

9?航天云網專家參與討論

? ? ? 在四位發言嘉賓做完演講之后,與會企業代表就工業互聯網產業和企業對金融資本的要求、資本市場強國的機遇和區域經濟體系內的工業互聯網等主題進行了討論。其中,就5年后的工業互聯網格局,與會專家進行了熱烈的討論,華為、航天云網、智能云科等公司代表紛紛談到了各自的觀點,直到會議結束亦言猶未盡。

金融資本與工業互聯網協同發展研討會

? ? ? 從現代經濟及產業體系的建設與發展來講,除了需要新技術、新產業、新業態和新模式(四新),還需要金融資本發揮重要作用。國務院在2017年11月27日發布了《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》,明確指出要利用金融資本,推動工業互聯網產業健康發展。

? ? ? 工業互聯網產業聯盟(AII,Alliance of Industrial Internet)擬成立政策法規與投融資工作組,本次研討會是工業互聯網產業聯盟第七次工作組全會的組成部分,主要就“金融資本與工業互聯網協同發展”相關內容進行討論和交流。

? ? ? 主辦方:工業互聯網產業聯盟

? ? ? 承辦方:翼絡工業互聯網(重慶)有限公司

? ? ? 地? 點:重慶市江北嘴金融城3號樓T3棟902-1

? ? ? 時? 間:2018年5月9日下午14:00-16:30

? ? ? 人? 數:15-20人

? ? ? 日? 程:

金融資本與工業互聯網協同發展研討會日程

? ? ? * 本次研討會是閉門會議,不對外公開接受報名。如果有合作及采訪等需要,請聯系:wangmf(#)innobase.cn

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