本文是根據胡權院長(cháng)在互聯網經(jīng)濟學(xué)研究聯盟主辦的“産業互聯網:開(kāi)啓數字經(jīng)濟下半場”研讨會演講筆錄整理而成(chéng),時間是2018年11月7日。
今天非常高興,受互聯網經(jīng)濟學(xué)研究聯盟的邀請,跟行業内的專家共同探讨産業互聯網方面(miàn)的主題。就産業互聯網這(zhè)個概念來講,比較具有中國(guó)特色,因爲實際上,大家在翻譯Industrial的時候,有的翻譯成(chéng)工業,有的翻譯成(chéng)産業,翻譯成(chéng)産業的大都(dōu)跟産業關系比較大,例如産業經(jīng)濟學(xué)就會用這(zhè)個概念。
但是,我們也知道(dào),美國(guó)GE提出了Industrial Internet,目前國(guó)内把這(zhè)個概念翻譯爲工業互聯網。因此,我們行業内出現了概念不太清晰的狀況,實際應用的時候也有不少争議。
對(duì)于以上提到的問題,根據工業4.0研究院的跟蹤研究情況,跟大家做一個分享,主要從産業互聯網的曆史、現在與未來三個方面(miàn)做一些介紹。
首先,對(duì)于産業互聯網,我們可以追溯到1968年。如果大家比較熟悉工業4.0就很清楚。按照工業4.0體系的劃分,1968年是PLC産生的時間,PLC就是所謂Programmable Logic Controller,翻譯爲中文就是可編程邏輯控制器,這(zhè)個時間點被認爲是工業3.0産生的起(qǐ)點。
随着PLC的推出,到1973年的時候,Joseph Harrington首次提出了計算機集成(chéng)制造(CIM,Computer-Integrated Manufacturing)的概念。從記錄來看,Harrington在1973年的時候隻是提出了概念,到了1984年的時候,他才意識到這(zhè)個概念還(hái)不錯,于是就寫了一本書,這(zhè)本書的名稱是Understanding the Manufacturing Process:Key to Successful CAD/CAM Implementation,它就是怎麼(me)來解釋計算機如何應用到制造過(guò)程的,這(zhè)進(jìn)一步闡述了他自己提出的CIM概念。
如果大家對(duì)國(guó)内發(fā)展CIMS比較熟悉,就知道(dào)我國(guó)早在上個世紀80年代就跟進(jìn)CIMS概念了,包括在清華也成(chéng)立了一個CIMS中心,大概時間是90年代的時候,根據國(guó)家863項目需要設立的。
值得大家關注的是,在同一時間,美國(guó)仍然在繼續探索一件事(shì)情,那就是計算機技術或者IT技術在工業領域的應用,到底怎麼(me)樣,比較有代表性的報告是美國(guó)國(guó)家研究委員會在1988年的時候出版了A Research Agenda for CIM:Information Technology,也就是關于CIM的研究計劃,這(zhè)個報告大家可以找來看,因爲時間原因不展開(kāi)講了。
大家還(hái)需要了解一個事(shì)實,在上個世紀80年代,日本和美國(guó)産生了貿易戰,美國(guó)認爲日本隻是學(xué)習美國(guó)發(fā)明的技術,而對(duì)人類社會并沒(méi)有做什麼(me)貢獻。爲此,日本爲了緩解當時的矛盾,1989年的時候提出了一個“智能(néng)制造系統”(IMS,Intelligent Manufacturing Systems)的國(guó)際研究計劃,該計劃的目的是爲了構建一門新的智能(néng)制造學(xué)科,計劃正式推行是1995年。
有趣的是,在同一時間的美國(guó),也就是剛才講的美國(guó)國(guó)家研究委員會,它在1995年的時候仍然在繼續推進(jìn)IT在制造業的應用,并出了Information Technology for Manufacturing: A Research Agenda的報告。
我們繼續往後(hòu)觀察,到2000年左右,互聯網就開(kāi)始蓬勃發(fā)展了,這(zhè)給美國(guó)經(jīng)濟帶來了新的發(fā)展動力,因此也不太關注日本在做什麼(me)了,因爲美國(guó)擁有了一個新的互聯網産業,在座各位可能(néng)對(duì)這(zhè)個産業都(dōu)非常熟悉。
關于前面(miàn)提及日本發(fā)起(qǐ)的IMS,大概到2005年的時候,日本人就開(kāi)始認爲我們還(hái)研究這(zhè)個幹嘛,反正也搞不成(chéng)了,開(kāi)始日本國(guó)内有專家提議退出IMS,因爲當時日本是把IMS定義爲在制造業的人工智能(néng)的應用,雄心勃勃的想把人工智能(néng)直接引入到制造業裡(lǐ)面(miàn)來,以後(hòu)不用人幹活了,當時是想幹這(zhè)件事(shì)情。
事(shì)實上,日本在2010年退出了IMS,但這(zhè)個組織目前還(hái)存在,主要是歐盟在主持。目前比較活躍的機構是墨西哥,墨西哥國(guó)家比較小,但也想主導一個國(guó)際組織,所以在IMS裡(lǐ)面(miàn)非常活躍和積極。
大家需要注意,在2007年左右的時間,美國(guó)的國(guó)家科學(xué)基金會(NSF,National Science Foundation)提出了CPS的概念,也就是信息物理系統。
當時提出這(zhè)個概念目的是什麼(me)呢?美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會表示,希望通過(guò)CPS的提出,爲制造業創造一門信息技術在制造業應用的學(xué)科,他們打算花10-20年的時間把這(zhè)個事(shì)情幹成(chéng)。
事(shì)實也證明,大概在2016年的時候,NSF和國(guó)家研究委員會聯合發(fā)布了《美國(guó)信息物理系統教育規劃報告》。美國(guó)認爲它花了10年的時間,已經(jīng)基本建成(chéng)了制造業的IT技術應用的整體學(xué)科框架,NSF雖然也在繼續研究CPS,但剩下的大部分東西已經(jīng)歸到了NIST來做了,也就是美國(guó)商務部下屬的标準化技術組織來做。
接着我們進(jìn)入了2010年之後(hòu),大家都(dōu)比較清楚,在這(zhè)些年期間發(fā)生了很多事(shì)情,包括2011年德國(guó)在當時的CPS研究計劃裡(lǐ)面(miàn),提出了CPS+制造業=工業4.0,并把它作爲一個未來項目來做。在2012年的時候,美國(guó)也開(kāi)始提出了工業互聯網這(zhè)麼(me)一些概念,日本也逐漸提出所謂的機器人革命和工業價值鏈計劃, 2015年左右,我國(guó)也提出中國(guó)制造2025,把智能(néng)制造作爲我們的主攻方向(xiàng)。
這(zhè)樣,我們基本上看到了産業互聯網的整個脈絡,過(guò)去幾十年期間,人類社會都(dōu)在探索信息技術怎麼(me)在工業領域進(jìn)行應用。這(zhè)個時間周期幾乎跟消費互聯網的周期同步。
不過(guò),工業自身的發(fā)展周期決定了産業互聯網不會像消費互聯網一樣,即便50多年的時間已經(jīng)過(guò)去了,産業互聯網仍然不成(chéng)熟。
我們來看一下爲什麼(me)說産業互聯網跟消費互聯網發(fā)展速度不同。在座各位可能(néng)有的人是學(xué)技術的,這(zhè)樣就比較容易理解工業3.0的代表技術PLC。例如,電燈的開(kāi)關,它是一個開(kāi)關邏輯,開(kāi)和關,在計算機裡(lǐ)面(miàn)就是0和1,在生産制造的現場也是一樣,也需要這(zhè)種(zhǒng)控制邏輯,但生産制造現場的邏輯自然要比開(kāi)關邏輯複雜得多。
在PLC産生之前是什麼(me)東西來控制呢?繼電器,這(zhè)是用電氣化的方式來控制,産生一種(zhǒng)控制邏輯。如果生産現場控制邏輯複雜,那繼電器就非常大。于是,生産制造就開(kāi)始就出現了一種(zhǒng)需求,既然計算機應用逐漸廣泛,爲什麼(me)我們不能(néng)用電子化的方式來控制呢?這(zhè)個需求就是當時的通用汽車提出的。
通用汽車提出,有沒(méi)有公司可以提供一個小型的電子化的控制系統,可以讓通用汽車生産線上的柔性化生産更容易一些,所謂柔性化生産就是讓這(zhè)些裝備設備可以進(jìn)行一定的調整,而不要大張旗鼓的重新部署生産線。
PLC的好(hǎo)處在于,它一個圖形的界面(miàn),可以拖拉一些東西,就可以把這(zhè)個邏輯完成(chéng)。人類社會在做工業領域的産業化應用都(dōu)在追求一個事(shì)情——更簡單,消費互聯網的發(fā)展也是這(zhè)種(zhǒng)邏輯,例如做網頁越來越簡單,消費者互聯網借此快速發(fā)展。
其實産業互聯網這(zhè)個領域也有同樣的邏輯,但是比較慢,因爲工業領域的投資大,改造起(qǐ)來也比較複雜,PLC作爲一個替代傳統設備的邏輯控制方式,我們稱之爲通用目的技術,它很好(hǎo)的解決了這(zhè)個問題,因此就開(kāi)啓了人類社會生産力提升新階段。
我們衡量工業領域的應用,通常是用生産力來衡量。新興技術和應用能(néng)不能(néng)提高生産力,這(zhè)是決定我們要不要引進(jìn)技術的根本原因,而不是所謂的政府支持,這(zhè)是很重要的經(jīng)濟規律和特征。
PLC作爲通用目的技術來應用,很快有大量的企業參與了,大家看到AB、GE這(zhè)些都(dōu)參與了,從而導緻了PLC大規模生産,形成(chéng)了規模效應,從而也大大降低了成(chéng)本,反過(guò)來也加速了PLC在多個行業進(jìn)行應用,當然,PLC還(hái)主要在離散行業應用比較廣泛。
由于IT技術在制造業的應用逐步深化,流程行業也開(kāi)始大量使用數字化工具,它主要是DCS。流程行業傳統的控制方式利用一個閉環電路來控制,如果是一個閉環,問題還(hái)不大,但如果控制的儀器、儀表太多了,就會比較複雜。後(hòu)來大家發(fā)明了DCS,也就是分布式控制系統,基本原理跟消費互聯網比較類似,大家容易理解。
總的來說,工業革命或者技術革命,本身是由信息技術在這(zhè)個行業的應用所推進(jìn)的,特别是通用目的技術,通過(guò)一種(zhǒng)基礎的邏輯控制,或者數據的讀取,或者閉環的控制,使得它在各個工業場景都(dōu)可以應用,慢慢就把其中的行業生産力提升了。
但是,工業互聯網或者産業互聯網在過(guò)去幾十年的發(fā)展還(hái)是比較緩慢的,至少跟消費互聯網相比是遠遠落後(hòu)的。2012年左右的時候,GE做了一個統計,它統計在1996年到2005年期間,全球的生産力增長(cháng)水平大概在3%左右,但是到了2010-2015年,全球的生産力增長(cháng)水平大概在0.%這(zhè)麼(me)一個水平了。
這(zhè)就意味着,全球生産力平均水平幾乎沒(méi)有什麼(me)增長(cháng)了。爲什麼(me)會出現這(zhè)樣的狀況呢?其實是因爲先進(jìn)技術已經(jīng)比較成(chéng)熟,已經(jīng)無法從先進(jìn)技術中榨取生産力了。
既然産業互聯網發(fā)展緩慢,相關研究也沒(méi)有成(chéng)熟,目前,産業互聯網是沒(méi)有形成(chéng)嚴格的範式。按照庫恩在《科學(xué)革命的結構》中所說,一方面(miàn)産業互聯網缺乏範式所需要的基本概念和體系,沒(méi)有奠定基本的理論基礎,這(zhè)樣導緻研究并不持續。另外一方面(miàn),一種(zhǒng)方式的形成(chéng)必須有較大規模的粉絲,他們願意宣揚這(zhè)個概念。因此,産業互聯網在過(guò)去還(hái)沒(méi)有形成(chéng)一個流派。
經(jīng)濟學(xué)家佩蕾絲曾經(jīng)提出了50-60年的技術革命周期論,她研究了自第一次工業革命以來的技術革命,從中找出了這(zhè)種(zhǒng)規律。新型技術的初期應用,能(néng)夠大幅提高生産力水平。但随着用到後(hòu)面(miàn)就難以提升生産力了,這(zhè)也應證了前面(miàn)提及的GE研究成(chéng)果。
第一次工業革命以來,一共發(fā)生了5次技術革命,每次技術革命都(dōu)有4個階段。通常在發(fā)展初期,大家都(dōu)很激動,紛紛搞範式,提新概念,提了之後(hòu)發(fā)現提了新概念之後(hòu)還(hái)是不能(néng)提高生産力,結果發(fā)現基礎設施不齊備,以消費互聯網的經(jīng)驗來看,電子商務在初期發(fā)展的時候,就缺乏電子支付、信用和便宜的物流等基礎設施。
産業互聯網的發(fā)展也處于這(zhè)種(zhǒng)狀況,基礎設施是什麼(me),我們現在還(hái)沒(méi)辦法回答,這(zhè)需要我們進(jìn)行探索和研究。
這(zhè)是從産業互聯網過(guò)去的狀況,大概就介紹這(zhè)麼(me)多。接下來,我們來看一下産業互聯網現在的狀況是什麼(me)呢?
今天中午各位專家聚餐的時候,也談到了這(zhè)個問題。總體來講,産業互聯網這(zhè)個概念,還(hái)是IT企業提交較多。
對(duì)于官方來講,工信部信息化處指導設立了中國(guó)産業互聯網發(fā)展聯盟。但目前國(guó)務院和工信部主要推的是工業互聯網的概念和應用,發(fā)改委主要推的是數字經(jīng)濟的概念。國(guó)家信息中心也比較傾向(xiàng)于數字經(jīng)濟的概念,中國(guó)互聯網協會過(guò)去也力推産業互聯網的概念,2015年青島的紅領還(hái)借助協會發(fā)起(qǐ)了中國(guó)産業互聯網研究院。
我們來看一下,産業互聯網到底要解決什麼(me)問題。對(duì)于中國(guó)政府和互聯網産業來講,命題也許很簡單,那就是如何發(fā)揮網絡大國(guó)的優勢,相比較智能(néng)制造等概念而言,我國(guó)對(duì)于互聯網+、産業互聯網、工業互聯網是情有獨鍾的。
怎樣把網絡大國(guó)跟制造大國(guó)結合在一起(qǐ),最後(hòu)産生一個新型的産業,這(zhè)是我們時代需要回答的問題。難點是明顯的,那就是産業互聯網的體系不成(chéng)熟,有可能(néng)大家連到底要解決什麼(me)問題也難以建立共識。
工業4.0研究院的認識比較明确,産業互聯網的發(fā)展挑戰,體現爲沒(méi)有對(duì)制造系統進(jìn)行系統研究。
我做一個類比,今年2018年的時候,William Nordhaus獲得了諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎,他早期研究的是技術經(jīng)濟學(xué),後(hòu)來感覺沒(méi)有什麼(me)進(jìn)展,随之改爲去研究環境變化跟技術的關系,通過(guò)把物理和化學(xué)等自然學(xué)科内容簡化爲經(jīng)濟學(xué)家和政策制定者可以理解的内容,他推動了環境經(jīng)濟學(xué)的研究。
産業互聯網目前的挑戰也在這(zhè)裡(lǐ)。制造系統到底是怎麼(me)樣的,大部分經(jīng)濟學(xué)家和政策制定者是不清楚的,這(zhè)需要研究産業互聯網的專家來做這(zhè)個事(shì)情。我在此提出這(zhè)個問題,希望有專家來做這(zhè)個事(shì)情,否則産業互聯網的研究難以深化下去,如果要經(jīng)濟學(xué)家都(dōu)去學(xué)技術,這(zhè)樣事(shì)情就複雜了。
目前,國(guó)内提及并參與産業互聯網發(fā)展的組織有幾個,主要有中國(guó)互聯網協會、中國(guó)産業互聯網發(fā)展聯盟以及騰訊公司。
中國(guó)互聯網協會一直是産業互聯網概念的支持者,它目前在全國(guó)各地有好(hǎo)幾個産業互聯網機構,例如,在浙江設立了産業互聯網的研究院,在山東威海、上海也做了産業互聯網的促進(jìn)中心。
對(duì)于中國(guó)産業互聯網發(fā)展聯盟,它們有一個官方網站,行業内活躍度還(hái)比較高,隻是最近因爲工信部有調整,這(zhè)個聯盟可能(néng)也有比較大的變化。
騰訊最近明确提出要轉型産業互聯網,在座各位都(dōu)比較清楚,我就不贅述了。
因此,對(duì)于産業互聯網的發(fā)展現狀來看,真正的範式還(hái)是沒(méi)有構建成(chéng)功,是不是能(néng)借助騰訊的引領,借助互聯網經(jīng)濟學(xué)研究聯盟把範式建起(qǐ)來,我覺得是有必要的。
最後(hòu),我們來談談産業互聯網的未來。大家注意,今天我沒(méi)有特别辨析産業互聯網、工業互聯網或者别的概念之間的差異,主要是籠統的講實體經(jīng)濟或者工業領域,IT或互聯網技術可以解決一些什麼(me)問題。
美國(guó)GE對(duì)此作了一些探索。早在2011年,GE就提出了工業互聯網的概念,當然,GE還(hái)找了經(jīng)濟學(xué)家來構建了一個周期論,它認爲人類社會迄今有三個技術浪潮,第一個浪潮就是工業革命,第二個浪潮是互聯網革命,第三個浪潮就是所謂的工業互聯網革命。
不管怎麼(me)講,今天我們提及産業互聯網,需要回答幾個核心的挑戰和問題。
第一,要完善産業互聯網的概念和範式。
如果我們要真正去引導行業發(fā)展,推進(jìn)企業戰略落地,一定需要把這(zhè)個概念定義清楚,它的範式、體系給講明白。
據觀察,早期提産業互聯網的企業很積極,但後(hòu)來看國(guó)家沒(méi)有相應的政策支持,它們又跑去提别的概念了,企業家可以這(zhè)樣,但研究學(xué)者不能(néng)。作爲研究學(xué)者,應該對(duì)這(zhè)些問題進(jìn)行深入的研究。
第二,我們在跟産業融合的時候,如何發(fā)揮互聯網企業、IT企業的優勢?
産業互聯網和工業互聯網是不同的流派,他們持有的視角也不相同,對(duì)于産業互聯網來講, IT企業和互聯網企業更有興趣,它們更願意采用産業化的概念來認識,這(zhè)直接跟消費互聯網對(duì)應起(qǐ)來。
但是,工業互聯網不是的這(zhè)樣的邏輯。工業互聯網跟工業技術或者智能(néng)制造對(duì)應起(qǐ)來,或者跟雲計算對(duì)應起(qǐ)來,甚至于跟兩(liǎng)化融合,也就是工業化和信息化的概念關聯在一起(qǐ)。
不管怎樣,如果要把産業互聯網的體系完全建立起(qǐ)來,怎樣真正發(fā)揮互聯網企業或者IT企業的優勢,這(zhè)個問題是要回答的。
第三,按照技術革命的要求,一定會産生通用目的技術。
剛才介紹得不詳細,通用目的技術爲什麼(me)很關鍵,實際上跟工業領域的非标特征有關,大家如果跟工業企業打交道(dào),他們最喜歡跟你說的是非标,也就是非标準化。
事(shì)實上,在工業領域,大部分工作是非标準化的,解決方案大部分是項目,而不是産品,更談不上平台了,因爲沒(méi)人讓你做,這(zhè)也是我們目前國(guó)内互聯網公司進(jìn)入到産業互聯網裡(lǐ)面(miàn)去的難點,短期内不能(néng)解決。
理由很簡單,因爲制造企業的生産工藝不一樣,盡然産品不一樣,生産設備就難以統一,要發(fā)揮互聯網或者IT技術的優勢,是需要找到通用目的技術的。
從曆史的角度上來看,産業互聯網本身是要解決通用目的技術這(zhè)個問題的,它要想辦法找到一個或幾個通用目的技術,才可能(néng)大規模推動産業互聯網的深入發(fā)展。不過(guò),到底是不是雲平台,或者别的東西,目前還(hái)沒(méi)有定論。
我的意見很明确,産業互聯網肯定會有通用目的的技術産生,才稱得上一次技術革命,否則隻是一種(zhǒng)改進(jìn)。因爲不管是傳統産業還(hái)是新興産業,都(dōu)是要遵循一個經(jīng)濟規律,也就是我們經(jīng)常講的規模經(jīng)濟。通過(guò)通用目的技術,産品、部件的成(chéng)本才可以下降,從而實現生産力水平的提升。
對(duì)于産業互聯網未來首要解決的問題,還(hái)是應該把技術問題抽象成(chéng)經(jīng)濟學(xué)家可以懂的問題,這(zhè)也是産業互聯網研究的一個挑戰。自動化裡(lǐ)面(miàn)到底發(fā)生了什麼(me),數字化到底意味着什麼(me),這(zhè)可能(néng)要認識PLC和DCS在工業領域的應用。通過(guò)理解這(zhè)些技術應用,經(jīng)濟學(xué)家需要思考它們帶來的經(jīng)濟影響。
甚至于對(duì)諸如數字孿生體這(zhè)樣的新概念,如何理解,可能(néng)國(guó)内的技術專家都(dōu)無法理解,因爲它們更加抽象了。如果把這(zhè)些問題解決了,我們再來讨論産業互聯網,大家可能(néng)會感覺到更加踏實,否則,産業互聯網要成(chéng)爲一個新學(xué)科或新領域,難度就比較高了。
今天我主要對(duì)産業互聯網産生的曆史、現狀和未來,做了一些簡單的介紹,涉及到産業互聯網相關的資料也比較多,不能(néng)一一介紹。
總體來講,産業互聯網的确是一個值得研究的學(xué)科和領域,但目前的确是不成(chéng)熟的。我們如果要推動它的發(fā)展,一定要解決的制造企業本身所面(miàn)臨的問題,當然,對(duì)于研究學(xué)者來講,諸如範式的構建,通用目的技術等問題,可以作爲下一階段研究的内容。