第13期 “数字化融合与创新”-解析企业数字化转型实现之道
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云
点
L0
传统 传感器 / 执行器
L1
DCS、PLC、 RTU
L2
HMI 数据集线器
智能机械
智能传感器 BLE、RFID、 ZigBee、Video
数据获取、聚 合与传输
MES 系统
L3
L4
网关管理
边缘分析 环境监测与预
测维护
ERP、PLM、 SCM 系统
产品研发
网关管理
消费者定制可反馈到生产线与研发部门
资源的灵活部署、弹性伸缩的自动化控制等;
生产车间在自身完成了数字化建设基础上(例如物料数
智能化 从信息管理的角度,规划建立起企业的数 据池、数据湖,并关注人工智能技术的发展,探索 与业务的有机结合。人工智能目前主要在图像分析、
字化与定位、工人能力数字化地图、生产线的自动化等), 实现了自动化柔性制造;同时,产品互联网 App 可智 能分析客户画像、产品运行状态监测,反馈到研发部门。
协Байду номын сангаас转换
智能设备
图 6 数字化使能平台涉及到众多产品
结
语束数字化转型是各行各业面临的新的机遇。企业需要与数字化解决方案提供商紧密合作,
定义数字化转型战略与目标,从业务、能力、技术、实施四个视角完成数字化转型的
21
规划和实践。
3. 技术视角
要实现数字化、云化、智能化与安全的能力建设,主要 借助如下技术手段来实现:
数字化应用引擎:包括工具包、开发引擎、数 据 资 产、 智 能 算 法 等 场 景 化 PaaS 工 具。 通 过应用引擎的建设催生和业务息息相关的工业 APP。
数字化 将机器设备、环境、流程等(例如工厂的人、 机、料、法、环)建立数字模型,主要涉及物联网 技术。工业企业的数字化主要涉及机器的联网,现 代设备基本向着数字化发展,挑战是需要连入不同 品牌的私有现场总线协议;传统老设备(哑设备、 哑工位等),需要借助传感器等技术实现数字化;
伙伴 A 伙伴 B 伙伴 C
创新数字业务生态—车联网
客户
安全 安保 健康 导航 娱乐
电子呼叫 被盗车辆 地理围墙
危险驾驶 急救服务 被动警报
天气 车载 App 流媒体
供应商 A 供应商 B 供应商 C
2. 能力视角
企业必须具备相应的数字化能力来支撑创新业务,笔者 总结了需要的数字化能力要素。
感知能力 首先要构建物理设备对应的数字空间, 例如车联网业务需要对车辆、发动机、驾驶人员、 位置等信息实现数字化。例如数字化车间需要将以 往孤岛式的工段、设备等环节联网;例如产品的全 生命周期数字化,需要连接最终客户的使用体验数 据,以及生产过程中的数据,从而推动产品的研发 更新。这些归结为智能感知能力。
最后,笔者以家电的大规模网络定制场景为例,说明数 字化使能平台如何落地实施。
高层次的数据视角来优化企业运行;主要涉及云计 图 5 中列出了新增加的数字化使能平台在企业 IT/OT
算技术,其重点关注领域包括数据中心自动化、软 中的位置,主要布局在监控级、管理级、企业级三个级别。
件定义、区块链、多云平台、云边(边缘)协同、 在这个平台上,客户定制信息可传递到生产排产计划;
连通能力 在人 - 人连接的基础之上,增加物 - 物、 物 - 人的连接。物的分布范围更广,需要具备泛 在连接、大规模互通的能力。以往企业建设遵循的
图 2 车联网创新业务生态链示意图
当然,业务模式的创新对企业的每个层级都提出 了挑战,参见图 3。
普杜模型和 ISA95 标准,在现实中设备间、工序间、 多工厂之间、工厂和客户之间等多个环节实际上是
开发者使能平台(生态共建)
大数据 H3C dataEngine
物联网 H3C 绿洲 IoT
人工智能 H3C AI
⋯
云软件 H3C CloudOS
多云架构 H3C CMP
网络:H3C AD 系列解决方案 涉及 MQTT、Modbus TCP、 OPC UA、TSN、IPv6/5G 等技术;
传统设备
接入 H3C 网关、边缘服务器、
数字化转型的最终目标是实现业务模式的创新,提升业 务成效。虽然各行各业的发展阶段不同,但核心都是围 绕着业务的解构和重构。
数字化转型的最终目标是实现业务的创新发展,但 同时需要充分认识到“数字化”的过程,对企业的 传统经验知识带来变革性,以及伴随的挑战。
以汽车行业为例,传统汽车生产厂商由制造、销售转向 全方位的汽车增值服务,需要构建车联网、无人驾驶等 创新业务模式,以增强市场竞争力,如图 3 所示。同样, 在制造业通过数字化转型可实现成本的降低、产品线的 柔性化,以及提升效率。
FOCUS
焦 点
企业实现数字转型的核心是要根据数字化时代的特征,以数字化技术为基础构建和物理世界 对应的数字世界,同时,以数据为核心、云化服务为形式、人工智能为手段、企业组织制度 和流程优化重构为保障,实现在数字化技术支撑下的业务创新发展。
解析企业数字化转型实现之道
文
门佃兵
何为数字化转型?
数字化转型的本质是借助数字化手段,使企业在变革的 世界中创造更大的价值,焕发出更强大的生命力。数字 化转型和传统信息化的主要区别在于:传统信息化的核 心是“流程”的信息化;而数字化的核心是“业务”的 数字化。“信息化”主导者是 IT 部门,而“数字化” 主导者是业务部门,而且必须是一把手工程。
数字化 基础设施
数字化 服务平台
联合研发 数字虚拟生产
智能仓储 智能物流
智能网格
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点战略:
数据驱动
科技使能
重点战略一:平台化战略,简称为
图 4 数字化使能平台
FOCUS
OT 域
IT 域
过程 (机械装置)
基本控制
监控级:区域级 监测控制
管理级:站点级 生产制造
企业级: 业务计划与物流
焦
与控制
/工厂 IT
1. 生产车间根据消费者定制信息实现 自动化排产与柔性制造;
2. 人工智能客户画像,相关信息及时 反馈到研发部门,提升产品设计;
3. 销售产品智能化,支持云端远程预 测性运维。
工业 App
数 字 化 使 能 平 台
生产现场
消费者定制门户 APP 产品互联网应用 APP1-----APPn ERP/MES/PLM 等
数字化转型需要多学科、多技术的支持,其依托的主要 模型与数据科学,包括:
数字孪生:数字孪生(Digital Twin)这个概念最早用 于航空航天飞行器的健康维护与保障,指先在数字空间
建立真实飞行器的模型,并通过传感器实现与飞行器真 实状态完全同步,这样每次飞行后,结合现有情况和过 往载荷,及时分析评估是否需要维修,能否承受下次的 任务载荷等。这项模型的理念被广泛应用到各行业,如 实现物理世界的数字化,以及采用 CPS(信息物理系统) 的治理思路,实现人、机器、数字世界的联动智能治理。
重点战略二:无界生态。由于数字化业务融合了生产、 信息化、互联网几个领域,因此需要跨界知识。以往工 业自动化、ICT 信息化、互联网应用几个领域的厂商, 需要知识的交叉融合,因此企业数字化转型过程中,也 需要重新审视自身业务生态链的建设。
云化 根据业务需要实现多工序、多工厂、集团云、 行业云、公有云等多个级别的连通,从而能够以更
数据科学:数据成为社会生产要素,人们意识到基于数 据可以有更多的手段去认识自然、重塑商业模式,因此, 在实验、理论、计算等科学研究手段的基础上,提出了 数据科学作为科研的第四范式,针对数据的产生、治理、 数据架构、建模、算法、可视化等领域展开研究。
如何实现数字化转型
几
千 年
科学
来 实验
数
百 年
模型
来 收纳
云 / 数据中心对工艺等智能分析、网络协同等
L5 多工厂协同 产品售后服务 家电软件升级 app 消费者定制
图 5 数字化使能平台在企业 IT/OT 中的位置
数字化使能平台涉及到众多产品和技 术,包括大数据、物联网、人工智能。 图 6 以新华三相关产品为例列出了可 能会涉及到的产品。
最终的业务成效目标预期:
几
十 年
模拟
来 仿真
今 天
数据
密集度
了解了什么是数字化转型之后,回到现实世界中,我们 会发现实现数字化转型困难重重,挑战很大。那么,如
18
图 1 科研四范式
何规划可行的数字化转型路径?笔者建议,可以从企业 架构设计的四个视角:业务视角、能力视角、技术视角、
FOCUS
需要软件的敏捷开发和迭代(例如车载 app 更新)。
视频监控、语音识别、预测型
维护、金融保险反欺诈等领域
生态聚合
发展较快。 4. 实施视角 企业数字化转型是一项持续、复杂
数字化 应用引擎
车联网
大规模 网络定制
预测性维护 与 MOR
生产安全
机器人协同
工艺分析 良品率
的工程,各行业的发展阶段和需求 各不相同。结合笔者多年的实践经 验,笔者认为实施过程中有两个重
孤岛式的建设,数据并没有连通。
业务模式 新的业务模式需要很多创新生 态合作伙伴的支撑(例如车联网业务 需要 GIS、流媒体、车载 App 等不 同领域厂商共同参与);需要引入 新技术(例如通过区块链改变和 供应商之间的互动方式);也
洞察能力 实现基于数据的认知与决策,充分 挖掘数据的价值。充分考虑现代大数据、 人工智能等技术,实现突破以往的洞察。
执行能力 根据洞察结果实现智能、
快速、精准的控制。数据的分析最 终要实现在执行上,如基于工艺
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FOCUS
的良品率分析,需要根据分析结果去快速调整工艺。 数字化使能平台。数字化平台包括:
焦
安全能力 除传统安全领域之外,还需要加强物联
数字化基础设施:将以往由于私有化协议没有联
点
网安全、数据隐私保护与合规性的建设,实现纵贯
人员组织流程 不仅需要企业家的高瞻远瞩,还需
焦
全员的理解和执行,而传统的业务部门,往往缺乏
点
信息化相关知识与经验。
实施视角来进行探讨。 1. 业务视角
数字基础设施 物理世界的数字化不仅复杂,而且 跨界。例如,企业 IT 系统分为生产系统(机器人、 PLC、仪器仪表等)、信息化系统(ERP、CRM 等)、互联网系统(营销等),这三个系统以往归 属不同部门、不同技术领域,数字化需要几个系统 的深度融合、需要跨界的知识来支撑。
网、没有数字化的老旧机械、孤岛式的工序环节、
全局的安全防护体系。
人工管理的物料等环节实现数字化,并通过“边
综上所述,企业需要具备的能力可总结为数字化(感
缘计算”架构连入数据中心 / 云;
知与执行)、云化(连通)、智能化(数据与分析)、
数字化服务平台:包括云计算、安全、物联网、
安全四个方面。
人工智能、区块链等先进的技术服务;