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      工業連接和智能傳感論壇
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      數字化轉型的朋友圈力量:走向新型伙伴主義

        2021年04月01日  

      前言:打開門戶,定義創新邊界

        創新技術無處不在,風險如影相隨。對于已經有著成熟市場的大型企業而言,這些層出不窮的技術,既有可能成為一種突變的威脅,呈現出顛覆性的力量;也可能只是曇花一現,但作為一種過載信息而需要大量的精力去識別。隨著很多數字化技術的快速發展,這種挑戰,對于大企業而言尤其明顯。

        大公司病,本質是應激的創新體系開始變得臃腫。當人們期待一頭大象也能跳舞的時候,其實就是在討論如何讓一家企業的創新體系變得輕盈,對外部變化能夠迅速地做出反應。而中小企業,往往是擁有屠龍刀的隱形者。不是人們不在乎這種創新能力,而是它們本身的體量和歷史,無法引起人們的注意。

        解決問題的方法,并不必都是在企業內部尋找以創新獲得創贏的機制?!盎叶葎撔隆崩碚撝赋?,制造界的價值并不是微笑曲線的一個單線條,而是類似兔耳朵一樣的重疊區域。在這由幾個組織之間共同合作而形成的灰度區域里,知識跨組織流動,創新是以混合的形式發生的。一種讓大象輕盈、讓螞蟻顯赫的方式,正在實踐中傳播開來。

      02、邁出第一步之前的動搖

        中小企業往往對創新技術更加敏感,也更具活力。目前我國有4000多萬家企業,其中95%以上是中小企業。這些企業尤其是初創企業,往往是創新的主力軍,但市場往往并沒有給它們機會。如果有一種連接,讓它們可以深入到用戶的需求之中去,那么它們的活力將會得到極大的釋放。

        施耐德電氣發起了與中小企業一起成長的“創贏計劃”,通過前者在用戶端的信任作為背書,將中小企業引入到工廠的一線現場。這本來是一個自下而上的創新計劃,源自2020年疫情沖擊下對數字化轉型的思考。如何更好地適應數字化轉型,如何為在大數據分析、AI視覺識別以及智能化領域有技術優勢的中小企業,提供一種共生共贏的平臺?綠色智能制造創贏計劃,就在這樣的背景下被提到了桌面上。

        聽起來,中小企業的屠龍刀,似乎就在等這最后一把火的淬煉。

        然而,創新并不是陽光下的輕松下午茶,而是輾轉反側的不寐之夜。創贏計劃最早的方案,在內部被提出來之時,初期并沒有得到高度認可,經過兩輪討論,項目組才達成一致意見。一切都是抱著試試看的態度,有些顧慮是顯而易見的。因為所有的需求來源,還需要企業人員與用戶一一去交流,要在炮火的現場,尋找待爆破的雷區。毫無疑問,這是出力不討好的事情。

        但號角既然吹響,終端用戶的細致需求開始被一一征集上來。好在很多客戶有大把的困難,排隊等待解決,包括動力車間的能效、人員效率、預測性維護等等。但這些需求,受制于資金等原因,也不一定要立刻解決的,但總是要有先鋒隊去探索邊界。創贏計劃,得到了用戶的響應。但用戶的需求,一開始總是模糊的,需要有很大的工作量,來完成前期對需求的定義和描述。

        這些,都使得探索之路,變得有些艱難。

      03、數字化轉型,場景為王

        在工業數字化轉型過程中,人們對新技術的信任度,往往是最低的。在這種情況下,選擇一個場景進行突破,然后大規模推進,是一個穩妥的路徑。一線生產制造場景的數字化,本來有著巨大的提升空間。但由于工業現場的復雜性,必須要找到合適的業務應用場景,才能推動企業發展與變革。豐富多樣的場景應用,與獨有尖刀技術的中小企業,二者就像是咖啡和牛奶,是最佳的探索伴侶。然而往往不缺技術的中小企業,卻是又缺資源又缺場景,很難獲得正面發展的機會。反過來,場景痛點在企業內部則到處都是。這是一個信息嚴重不對稱的世界。

        需要有一種新型的創新模式,打開這種僵局。一個企業在推行新技術之前,往往會有一個先鋒小組,做概念驗證(PoC),也就是對某些想法的一個短期且不完整的實現,僅僅為了證明其可行性,其方法論是從創意到創新、到原型、再到驗證。

        概念驗證一般具有一定的前瞻性,與實際需求之間有一些距離。數字化技術很多,包括人工智能、大數據分析等,企業進行概念驗證的場合大幅度增加。但這并非制造商所能夠完全駕馭的新技術,于是從外部引進創新活水,無疑是一個最簡潔的路徑。

        一家大型鋰電池正極材料制造商,在生產車間已經廣泛采用移動設備如手持PDA、工業平臺、智能手環和對講機等終端,來完成質量管控。但這些五花八門的信息終端,整合度不高,多種不同來源的信息,產生了很多信息裂縫。工人在廠區仍然出現盲目的無效移動,領料不及時,備件不準確,都形成了對質量的擾動。如果能夠采用一種全新的人機交互方式的生產線設備巡檢系統,則可以形成對操作人員的有效指導。這家企業初步認定混合現實(MR)技術,帶有可視化操作指導,且具備定位技術,應該是一種不錯的解決之道。那么這種技術的概念驗證,如何實現?對于這家忙碌的制造廠而言,來自外部的創贏計劃提供了一個寶貴的可選項。

        場景引領新技術應用。對于人工智能、新型視覺系統等新技術,即使傳統的工業巨頭,也會有不熟悉的地方。挖掘初創公司的潛力,正是生態化創新的最新趨勢。于是創贏計劃選擇了一種面向未來的技術視角。很多新興初創公司,尤其是掌握著大數據分析、物聯網、3D建模、室內定位等新型數字化技術的中小企業,成為計劃招募的重點。

        利用實戰派的概念驗證,來幫助客戶實現對未來技術上的判斷,顯然是一種多方共贏的模式。大企業開始從客戶群體中進行需求挖掘;而用戶,就像是增加了一個虛擬研發團隊;初創企業則摩拳擦掌,等待一展鋒芒。

        在創贏計劃第一季,四個項目都是來自于真實客戶。試驗田,已經開辟。實戰操作,出現在最接近炮火的地方。

      04、螞蟻的選擇,跟著大象奔跑

        中小企業,密密麻麻地分布在產業鏈條中,但往往都是相對薄弱的存在。從技術到產品,存在著一個鴻溝;而產品再到業務變現,也是另外一個鴻溝。四面透風,往往是小企業的創新困境。換言之,小企業有了技術并不代表商業化的成功,而是需要從產品到場景、到商業流程的打通。螞蟻如何在數字化轉型中,找到自己的力量?一種方法是,確保自己跟上了大象的步伐。創贏計劃對中小企業的好處,一是可以直接帶來客戶,二是大企業在為小企業背書。

        更重要的是,初創公司需要在商業流程上,鍛造自己的成熟。合作伙伴之一的不工軟件,一直致力于算法驅動的供應鏈協同,為單個工廠的調度計劃提供決策支撐。被招募進來后,直接跟大公司的多個部門合作,得到了大客戶團隊所構成的導師營的密切指導。這對于中小企業而言,是一個打造成熟商業性格的關鍵時刻。

        而作為混合現實的技術提供商,銳富時間則在大企業的咨詢顧問指導下,開始將前文那家鋰電池材料企業的操作手冊等經驗,轉化為可視化模型;同時根據自動化節拍的要求,設置了物料的路徑規劃,并在工廠上方布置了數十個傳感器,確保集成像、監控、作業指導、路徑導引為一體的混合現實方案。由于硬件光學系統、成像軟件與自動化系統,都搭載在施耐德電氣統一的自動化平臺上,各種多樣化的系統、異構的數據源,可以被無縫集成在一起。原來制造廠最頭疼的數據裂縫,有機地彌合起來。

        很多中小初創企業往往不太會展現自己的優勢,單打獨斗的能力較弱?!熬G色智能制造創贏計劃”,更像是一個生態之家,在賦能中小企業。它獲得了合作方所提供的一攬子的生態育林的支撐,無論是在產品技術、商務經驗、資金、業務平臺和專家指導。

        亦商業,亦模擬。亦伙伴,亦師徒。生態圈之力,帶著小企業,突破技術與商業壁壘,快速成為賽道選手。

      #生態力量淬煉尖刀技術

        在一家生產塑料PVC管的企業,面臨著傳統制造業的通病。往往都是手工計劃,通過Excel表格進行工廠能力估計;而實際生產進度又不透明,部門間的數據脫節,生產執行和業務目標不一致。這種PVC管,盡管工序相對簡單,但對于上下游的時間銜接,卻絲絲入扣,不容脫節。上道工序加熱之后,后道工序的拉長、鉆孔等,都必須要在規定的時間內完成,否則生產的就可能是次品。這種上游偏流程行業,而下游則呈現離散制造的特點,是工廠計劃調度員的夢魘。

        兔子和烏龜組成的混編選手,在快慢動靜之間,需要找到一種協調的節拍。而這類工廠,每個月動輒就有數千個甚至上萬個訂單。每天都要有訂單插隊進來,訂單本身還有變化,這對于手工制表的任務調度部門,根本無法及時應對,更談不上方案模擬和對比。這就導致了制成品的飄忽不定,很容易導致庫存積壓嚴重。而不得不在室外堆放的產品,風吹日曬就會導致大量成品損壞,需要重新生產。

        這是一種標準的有限產能+全約束的計劃。這種計劃需要同時考慮物料、機器、人員、工藝、交期的限制性因素。由于計劃工作量大,廠家無法據自身的實際產能算出考慮多重約束的生產計劃。在創贏計劃中,不工軟件積極地融入了大企業的生態圈。一方面獲取了用戶三周真實計劃調度和實際生產的數據,同時下沉工廠獲取各種約束因素之間的關聯關系(例如一個模具對應幾種產品)。與此同時,將自動化生產線的機器數據與計劃優化軟件結合在一起。在模擬運算過程中,工廠5000個訂單往往會涉及到百萬級數據,而排產計劃的時間僅僅用了不到10秒鐘。過度生產、機器負荷不均衡、物料積壓等各種搗亂因素,像是衣服上的一個個皺褶,瞬間被軟件烙鐵給熨平了。這正是管材生產廠家,所希望看到的決策效率提升的效果。借助于計劃軟件所提供的洞察力,現場管理更加高效。

      #強強聯手,智能碼垛

        在生鮮食品的冷鏈立體倉庫中,每天可能要為幾百家門店、數百千噸冷藏/凍品進行訂單揀選。多品種、小批量的眾多訂單需求,都依賴人工搬運;而庫內往往是零下二十多度,環境惡劣經常導致缺工。采用機器人是最好的方式。但機器人面對混合碼垛的作業,卻并不輕松。它需要計算空托盤數量,每個托盤上的紙箱明細、位置空間順序,還要保證裝載托盤重心的平衡與糾偏。小小的混合碼垛,居然也是一個全世界的難題,成為學術界的熱點。學術界更關注堆物體如何碼得更多,一堆可能有幾萬個不同大小重量的箱子。碼得越高,裝載率就越高。而對工業界而言,無論碼得多高,第一是穩定性,無論是靜態還是動態,都不能有半點差錯;還要考慮效率,盡可能碼高一點。

        一家來自深圳的指引機器人路徑規劃的熵智科技,決心挑戰這樣的平衡。借助于自身的3D工業視覺系統和高精度3D測量,以便有效指導機器人進行碼垛作業。然而,碼垛模型生成,必須依靠真實的數據去訓練。由于模型會受限于前端的數據特點。不同的場景下,所獲取的數據在實際中會有偏差。即使一只箱子,所獲取的尺寸也會變化,如箱子會有變形,會有破損導致重量不均勻等。實際數據的可能變化趨勢,對于建模而言意義重大。

        在與場景需求方的合力之下,熵智將這家碼垛中各種變化的數據進行了精細的梳理,并且獲得了這些海量而真實的數據。這對于修正熵智的基礎理論數據,意義非凡。

        有了這些模型和數據,垛型的移動穩定性和空間利用率,在密集型算法的訂單混合碼垛軟件面前,開始得以提升。機器人的智能碼垛,前景一下子光明起來。對于冷庫這種特殊環境的應用,需求方顯得很滿意,在概念驗證的驗收現場就與熵智簽署了合作備忘錄。概念驗證完成之后,目前3D視覺系統已經加裝在既有的堆垛機上,基于碼垛模型與機械系統的在線聯調驗證已經展開。真正的炮火,伴隨著精準度,隨之就到。

        而由概念驗證的審核議程來看,后續還會有著更廣闊的商業化空間。智能碼垛,將從冷庫內部延伸到多冷庫協同和外部物流。這意味著,一個初創公司的戰略,正在落到合適的土壤里,開始發芽成長。

      05、創新雙黃蛋

        如何做好概念驗證的產品定義,是一個關鍵問題。這是施耐德電氣作為企業的“創新導師”的重要職責。如何在半年左右的時間內,去劃分不同的階段,以及對應的產品特性。由于是限期命題作文,技術迭代必須有清晰的規劃。

        綠色智能制造創贏計劃第一季在最開始的一兩個月,曾經面臨著相當大的困難。初創企業的野戰軍做法,受到了正規軍的嚴格流程作業的沖擊。中小企業呈現了非常的脆弱性,它本來需要未來幾年的實戰跟頭,在鼻青臉腫中得以健壯。但在這種全新的創新試驗田中,施耐德電氣利用它的需求管理方式,輔助初創企業進行產品定義。這需要一套完整的方法論。整個過程中,其實就是對思維框架的梳理和產品定義的訓練,這正是初創公司所最需要掌握的技法。

        創贏計劃項目是類似一個雙黃蛋,一個外環,包圍著兩個內環。中間是初創企業和終端用戶,而外部則包裹著厚厚的蛋清,這些蛋清提供了豐富的營養。

        在今年啟動創贏計劃第二季,就有專門提供網絡安全的亞信安全,來提供云主機安全防護套件,也有亞馬遜云科技提供了云平臺和云計算設施。而中科創達的工業視覺平臺和5G實驗室測試儀器,可以讓工業視覺等場景進一步得到能力的深度優化。作為主辦方之一的工業和信息化部國際經濟技術合作中心,將為創新解決方案的落地帶來更廣闊的平臺,還有清華大學全球產業研究院、智慧工廠研究院和創業邦的支持。而施耐德電氣則主要擔負技術輔導員,像是一個不拿報酬的CTO。而它的創新及投資部門,還可以為優秀企業提供資金孵化、商業模式加速的支持。一個好漢十個幫,中小企業的創業創新之路,不再孤獨。

        結果也有意外之喜。由于用戶有了更多的技術選擇性和對于未來的洞察力,制造商的滿意度明顯增加。而從第一季實際結果看,有兩家客戶對概念驗證的質量非常滿意,并有初步的意向簽約。

        經過一年的運作,到去年11月份收官之戰時,已經得到合作方、需求企業以及入營中小企業的全面認同。經過實踐的打磨,這個計劃正在讓各方受益,以數字技術與創新經驗賦能中小企業,共同打通數字化轉型“最后一公里”。而現在,工廠制造商用戶也開始積極參與其中。第二季已經推出的是6個場景,包括水泥行業關鍵設備預測性維護、食品飲料行業關鍵設備預測性維護、電廠人員主動安全管理平臺、休閑食品行業智慧工廠解決方案、數字化料場斗輪堆取料機無人化控制系統、數字化碳管理等,成為一個逐漸豐富的場景池,從而可以更好地進行項目的選擇。而這些場景,將來都有可能形成完整的方案,為用戶提供更大的價值。

        一場行為主義的話劇,本身已經成為生活中的一部分。這是新發展格局下的一種新型創新。

      小記: 新型伙伴主義

        一個創贏計劃,不過是數字化轉型滔天大浪中的一股激流。它真正的價值,并不在于比賽的本身,也不在于概念驗證的前景。這是一種創新的形態,它正在展示一種全新的骨骼。

        過去傳統的商業模式,大型廠商往往通過分銷商或者系統集成商,為用戶提供服務。管道透明,而且高效。但在多維度的新技術面前,多年來熟悉的連貫通道模式,正在顯得力不從心。而一向單打獨斗的初創企業,則被貼滿了質疑的標簽,進展緩慢。

        數字化轉型需要重新認知。它首先需要打破的是對邊界的認識。未來,不再是一個企業的單打獨斗,也不是靠強耦合關系的伙伴關系。它需要更寬松的形態,更多樣化的場景突破。大企業與中小企業之間,自有聯手行動的迫切性。大企業可以發揮成熟的客戶關系和穩定的技術風范,而中小企業在專注領域里面可能做得很深,即使大公司也會從中受益匪淺,補全了前沿技術,例如精準室內定位與機器視覺相結合這一類全新的應用場景。

        對于一個企業而言,內部創新往往發生在邊緣地帶,經常被人忽視。而如果將邊緣地帶與外部伙伴連接在一起,往往會產生巨大的沖擊力。這是一種新型伙伴主義。未來的企業競爭力不再是企業之間的單獨角力,而是企業兵團之間的碰撞。而中小企業,則正在匯聚,形成為一股不容忽視的生態力量。

        一花獨放不是春,百花齊放春滿園。期待有更多優秀的中小企業加入進來,以自身在專業領域的成就加入綠色智能制造的實踐中來,與生態圈合作伙伴共啟綠色智能制造新征程,共贏數字化工業新未來。

      標簽:施耐德電氣我要反饋
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