這是我(wo)的第(di)286篇(pian)專欄(lan)文章(zhang)。
工業(ye)自動化仍舊是一個(ge)緩慢(man)發展(zhan)的賽(sai)道嗎?她是否已經(jing)跨越了鴻溝，邁入即將快(kuai)速(su)增長的康莊大道?
麥肯錫最近(jin)發布了一(yi)份很(hen)有意(yi)思的(de)報告，題(ti)目是(shi)《工(gong)業自動化是(shi)否到(dao)達(da)臨界點?(Is industrial automation headed for a tipping point?)》。
正如我們所感知到(dao)的，工(gong)廠(chang)正在(zai)(zai)朝(chao)向(xiang)更(geng)加自動和自治的方向(xiang)發展(zhan)，軟件(jian)定義和AI驅動正在(zai)(zai)席卷(juan)車(che)間，很多設備正在(zai)(zai)變得更(geng)像(xiang)是帶著機械(xie)臂(bei)的智(zhi)能(neng)手機。不僅工(gong)廠(chang)生產的產品，比如手機、手表和汽車(che)…正在(zai)(zai)變得更(geng)加智(zhi)能(neng)，從(cong)某種意義上(shang)說，工(gong)廠(chang)本身也(ye)可以視為一種“產品”，每個工(gong)廠(chang)都可以使用其他工(gong)廠(chang)“封(feng)裝”好的先進流程和經(jing)驗(yan)。
這份報告(gao)中分析(xi)了兩種情(qing)景，試圖揭示未來工業(ye)自動化可能走向的最大概率路徑：一種是改(gai)良，另一種是變革，并且(qie)分析(xi)了企業(ye)如何進行應對。
情景1：改良(15年以上)
逐漸進化
技術的采用趨勢緩慢，與過去的變化速度保持一致;標準化的進程緩慢;創新(例如，低代碼/無代碼和數字孿生)僅用(yong)(yong)于特定用(yong)(yong)例和(he)行(xing)業。
情景2：變革(5~10年)
快(kuai)速轉型顛覆(fu)性技術(shu)的(de)(de)采用催生(sheng)了由數據分析和(he)軟件驅(qu)動(dong)的(de)(de)車間(jian)，企業積極采用新的(de)(de)業務(wu)模式，云被廣泛使用，形成圍繞核心平臺(tai)的(de)(de)生(sheng)態系統。
報告(gao)還將工業自動化(hua)市場(chang)的參與(yu)者劃分(fen)為(wei)(wei)4個大(da)的類別(bie)，包括(kuo)：互聯(lian)網巨(ju)頭(tou)、傳統(tong)自動化(hua)企業、軟(ruan)件(jian)提供商和(he)專業參與(yu)者。并(bing)得出結論認為(wei)(wei)，如果制造企業在短期內(nei)采(cai)用數字(zi)化(hua)技術(shu)，走向“情景2：變(bian)革”之路，那么(me)互聯(lian)網巨(ju)頭(tou)的行動將最(zui)為(wei)(wei)積極，也將成為(wei)(wei)最(zui)大(da)獲益者。
也就是說，如果工業自動化市場按照5~10年為期限的變革路徑發展，可能會導致亞馬遜、微軟、阿里、騰訊等公司贏面擴大，從傳統工業自動化企業西門子、ABB、霍尼韋爾、艾默生等公司手中搶走份額。
但是如果軟PLC、工業人工智能、工業(ye)無線等技術(shu)并(bing)沒有突破增長的(de)臨(lin)界點，那(nei)么工業(ye)自動化(hua)可能會(hui)增長得(de)更(geng)加緩慢，2040年左右才會(hui)被廣泛采用。
無論是哪種情景，中小型的自動化企業和制造領域的最終用戶都會從中獲益。因為麥肯(ken)錫鼓勵互聯網(wang)巨(ju)頭和(he)傳統自動化公司加強生(sheng)態合(he)作，通過(guo)合(he)作伙伴(ban)獲取必要的行業知(zhi)識，或者通過(guo)并購擴(kuo)展(zhan)能力。
而(er)最(zui)終用戶(hu)則可以在備選供應商中同時(shi)考慮互聯網巨頭和(he)傳統自動化企業，引入(ru)勢(shi)均(jun)力敵(di)的參(can)與者有利于最(zui)終用戶(hu)坐收漁(yu)翁之利。
這篇文章我們來拆解(jie)這份報告中的亮點(dian)，以及值得關注(zhu)的最新(xin)工業(ye)自(zi)動化技術，內(nei)容分為如下三個部分：
工(gong)業自(zi)動化的兩種未來情景：改良還是(shi)變革?及其應對建議?
當前工業(ye)自動(dong)化(hua)(hua)市場概況(kuang)：超脫效率(lv)和成本，工業(ye)自動(dong)化(hua)(hua)的新維度
新自動化技(ji)術的影(ying)響：簡(jian)易化和標準化是新技(ji)術跳出PoC魔咒的法寶
工業自動化的未來情景：改良還是變革?
麥肯錫認(ren)為工業自動化這個漸進發展的領域正在面臨非(fei)線性競爭(zheng)和技(ji)術變革的分水嶺，前(qian)方的岔路有兩(liang)條：“情(qing)景1：改(gai)良(liang)”和“情(qing)景2：變革”。
在第1個場景中，全自動化的生產制造普及到大多數企業的時間至少還需要15年，直到2040年左右。在這種逐步改良的場景中，最具創新性的技術將在2030年左右產生某些特定應用，每種自動化技術的實施仍將需要較長時間的驗證和審核。從人才的角(jiao)度來看，必(bi)備技能并(bing)沒有多(duo)少變化。總(zong)之，一切都(dou)與當下(xia)沒有太大(da)差(cha)別(bie)。
在第2個場景中，全自動化的生產制造普及到大多數企業的時間在未來的5~10年內實現，到2035年很多工廠將實現較為徹底的數字化。在(zai)這(zhe)種(zhong)變革(ge)性(xing)(xing)的場景中，麥肯錫預測在(zai)2030年(nian)所有的信息處(chu)理任務(wu)將由(you)邊云平臺完成，典(dian)型的制造(zao)工廠將實(shi)現(xian)端(duan)到端(duan)的生(sheng)產(chan)流程自動化、使用更(geng)為(wei)標(biao)準化的解決方(fang)案，并擁有更(geng)多的開(kai)放性(xing)(xing)生(sheng)態系統(tong)。
從(cong)商(shang)業模式(shi)上看(kan)，工廠(chang)中使(shi)用(yong)到的(de)(de)軟(ruan)硬件將采用(yong)X即服務(wu)的(de)(de)模式(shi)，按照使(shi)用(yong)量付費，從(cong)而降低了工廠(chang)嘗(chang)試(shi)新(xin)(xin)型自動化(hua)(hua)技術(shu)的(de)(de)風險和(he)成本。從(cong)人(ren)才的(de)(de)角度(du)來看(kan)，制造(zao)企業需要更具(ju)專(zhuan)業化(hua)(hua)的(de)(de)數字轉型新(xin)(xin)職(zhi)位來處理新(xin)(xin)的(de)(de)工業自動化(hua)(hua)系(xi)統。
雖(sui)然過去幾十(shi)年工業(ye)自動化穩步發(fa)展(zhan)，但是市場(chang)結構幾乎沒有變化，麥肯(ken)錫認(ren)為(wei)由(you)于顛覆性技術的(de)出現和(he)制造業(ye)版圖遷移，勞動力短(duan)缺以及ESG等宏觀趨勢，工業(ye)自動化的(de)變革腳步正在加快。
智能(neng)制造的愿景肯(ken)定將會(hui)實(shi)現，不過具體實(shi)現愿景所花費(fei)的時(shi)間到底是5~10年還是15年以上，麥肯(ken)錫(xi)并沒有(you)給出答案。
市場中主(zhu)流的(de)(de)4類供(gong)應(ying)商：互(hu)聯(lian)網巨(ju)頭、傳統自動(dong)化企業(ye)、軟件提供(gong)商和專(zhuan)業(ye)參與者，將基于自身的(de)(de)優勢部分動(dong)態(tai)發展。他們的(de)(de)長板和短板都很明顯，如(ru)下(xia)圖所示，深色為長板所在，隨著能(neng)力的(de)(de)下(xia)降，顏色逐步變淺。
為了補齊短板，互聯網巨頭需要擴展其在工業領域的知識，并與成熟的自動化廠商和系統集成商建立合作伙伴關系。傳統自動化企業可能會考慮提升IT能力的配比，通過并購或者生態協同，強化在云平臺、軟件和物聯網中的優勢。
無論走向哪種情景，我們都可以做好準備，未來一段時間將是我們進行布局的好時機。因此麥肯錫為工業自動化企業提出了一些2023年之后的潛在行動計劃：
復盤(pan)自(zi)動化(hua)的(de)組合策略(lve)：目的(de)在(zai)(zai)于評估潛在(zai)(zai)自(zi)動化(hua)場景對業務的(de)影響，并購(gou)機會也在(zai)(zai)復盤(pan)之(zhi)列。
創(chuang)建新(xin)的(de)(de)自動化業(ye)(ye)(ye)務：企業(ye)(ye)(ye)可(ke)以劃分(fen)某些部門(men)進行內(nei)部創(chuang)業(ye)(ye)(ye)，建立(li)類似于初創(chuang)企業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)獨(du)立(li)自動化業(ye)(ye)(ye)務。
推進商業策(ce)略：通過改變渠(qu)道或(huo)者模式，來重新(xin)定義商業策(ce)略。
開發(fa)新的收(shou)入來源：創建新的產品，比如圍繞預測(ce)性維(wei)護構建新產品，或者將現有產品轉向X即服務(wu)的新模式(shi)。
推出(chu)人工智能技(ji)(ji)術(shu)：企業值得認真考慮引入AI技(ji)(ji)術(shu)，包括生成(cheng)式人工智能，依托數字孿(luan)生和低代碼(ma)機(ji)器人等(deng)技(ji)(ji)術(shu)開發新產(chan)品(pin)。
對于最終用戶，麥肯錫也給出了2023年之后值得采用的具體建議：
啟動(dong)自(zi)動(dong)化診斷：工廠通過診斷可以看到(dao)那些未知的(de)自(zi)動(dong)化機會。
開展端(duan)到(dao)端(duan)的自動(dong)化轉型：從關鍵(jian)環節(jie)入手，逐步延伸到(dao)端(duan)到(dao)端(duan)的轉型。
開始工作轉型：如今很多管(guan)理理論和工作方(fang)法(fa)在工業(ye)時代形成(cheng)，并不(bu)適(shi)合數(shu)字化時代，招聘、技能(neng)提升和培訓將成(cheng)為延續數(shu)年的重要內容。
大(da)膽(dan)假設，小心求證，“確(que)(que)保成功”似(si)乎是(shi)很多人做決定(ding)的(de)前(qian)提(ti)，但是(shi)世(shi)界(jie)并沒有什(shen)么(me)確(que)(que)定(ding)性，接受不(bu)確(que)(que)定(ding)性是(shi)我們共同的(de)修煉(lian)。殘酷的(de)現(xian)實是(shi)，越是(shi)追求“絕對成功”的(de)人，越是(shi)容易掉入決策的(de)陷阱(jing)。
雖然沒有人能夠確定未(wei)來工業自動(dong)化將(jiang)會如何發展(zhan)，但是(shi)我們都可以為明天做好準備(bei)。從(cong)成敗(bai)的(de)角度看(kan)，贏(ying)家只需要在局部獲(huo)得相對優勢，就能獲(huo)得領(ling)先。
超脫效率和成本，工業自動化的新維度
在報告(gao)中(zhong)，麥肯錫統計了當前工(gong)業(ye)(ye)(ye)自動(dong)化的發展(zhan)現(xian)狀，到2025年，市場的總體(ti)規模將達到1150億美(mei)元，具體(ti)分為經典(dian)自動(dong)化-流(liu)程行業(ye)(ye)(ye)、經典(dian)自動(dong)化-離散行業(ye)(ye)(ye)、工(gong)業(ye)(ye)(ye)物聯網及云服(fu)務三個部分。
經典自動化-流程行業：迄(qi)今為止，流(liu)程工(gong)(gong)業(ye)在傳統自(zi)動化(hua)設備的(de)(de)支(zhi)出最(zui)多，控(kong)制系統的(de)(de)規模也通常(chang)最(zui)大，購買(mai)的(de)(de)持續時間也更長。根據麥(mai)肯(ken)錫的(de)(de)預測，到2025年，流(liu)程工(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)支(zhi)出總(zong)額將達到約760億美(mei)元，復合年增(zeng)長率為2.8%。石(shi)油和(he)天然氣是流(liu)程工(gong)(gong)業(ye)中的(de)(de)最(zui)大自(zi)動化(hua)買(mai)家，略高(gao)于(yu)化(hua)工(gong)(gong)行業(ye)，但(dan)增(zeng)長速度(du)最(zui)慢(man)。
經典自動化-離散行業：離散(san)行業根據訂(ding)單生產，車間(jian)通常分布在(zai)不(bu)同的(de)(de)區域，這個(ge)(ge)領域的(de)(de)自動化(hua)支出規模比較低，但(dan)是增(zeng)長速(su)度較快，復合年(nian)增(zeng)長率約為(wei)3.9%。離散(san)制造中各個(ge)(ge)行業之(zhi)間(jian)的(de)(de)差(cha)異(yi)很大，半導體和電子電氣行業的(de)(de)自動化(hua)支出增(zeng)長最快。
工業物聯網及云服務：這(zhe)部分包括流(liu)程(cheng)與(yu)離散行業的工業物聯網(wang)及云服務解決方案(an)，目前這(zhe)個領(ling)域仍處起步(bu)階段，但(dan)是增長的速(su)度最快，復合年增長率(lv)約(yue)為18%，且供應商相對集(ji)中。
提到變與不變，自從2019年以來，有一個數字增長了8倍，就是最終用戶現在優先選擇外部合作伙伴來部署標準化的工業物聯網平臺的比例。
過去(qu)幾年，最終用戶的精力發(fa)(fa)生了轉移(yi)，大家不(bu)再糾結(jie)工業物(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)平臺由(you)誰開發(fa)(fa)的問題，用戶從自行開發(fa)(fa)工業物(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)平臺，轉移(yi)到通過OEM等(deng)合作(zuo)伙伴來部署標(biao)準(zhun)化的工業物(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)平臺。
對于(yu)數字(zi)化(hua)解決方(fang)案，大(da)家的(de)(de)重視程(cheng)度有(you)所提升(sheng)，69%的(de)(de)受(shou)訪者(zhe)表示(shi)，數字(zi)化(hua)系統已經成為(wei)自動(dong)化(hua)的(de)(de)重要組成部分，94%的(de)(de)受(shou)訪者(zhe)認為(wei)數字(zi)化(hua)解決方(fang)案對未(wei)來(lai)的(de)(de)自動(dong)化(hua)工(gong)作尤為(wei)重要。
調查受(shou)訪者(zhe)表示(shi)，工業物聯(lian)網平(ping)臺的標準(zhun)性(xing)，與現有的傳(chuan)統(tong)軟件系統(tong)易于集成是(shi)最(zui)重要的選擇因素(su)，接下來(lai)受(shou)訪者(zhe)考量(liang)的是(shi)工業物聯(lian)網供應商的服務水平(ping)。
最終用戶(hu)認為開放標(biao)準比供應商能(neng)力更重要(yao)，這(zhe)些偏好將對(dui)未來工(gong)業物聯網平臺的演進(jin)產(chan)生重要(yao)影響。
變化的部分還包括用戶對于自動化幫助工廠進行提升成效的考核，已經超脫于生產效率和成本效益這兩個傳統維度。
新增的維度包括：員工的工作體驗、工廠的韌性、彈性和可持續性。
通(tong)過增(zeng)材制造、數字孿生等技術(shu)，可以提升(sheng)工廠的(de)韌性，減(jian)少公司供應鏈可能遭(zao)受的(de)潛在沖(chong)擊和(he)風險。數字孿生還允許(xu)企業(ye)模擬設備或工廠遭(zao)受突發情(qing)況之(zhi)后的(de)影響(xiang)，以便提前(qian)制定對策。
5G和Wi-Fi 6這兩種無線通信技術可以跟(gen)蹤(zong)大型設備的(de)狀況，減少延遲，使物(wu)流更具有彈性。
通過這些(xie)最新技術(shu)，工廠可以快速切換生產(chan)線(xian)，擺脫傳統(tong)裝配線(xian)的種(zhong)種(zhong)束(shu)縛(fu)，用矩陣(zhen)(zhen)方法進行制造(zao)。矩陣(zhen)(zhen)式生產(chan)是指(zhi)在車間內使用靈活的單元來制造(zao)零件，而(er)不(bu)再是一(yi)條漫長而(er)連(lian)續的產(chan)線(xian)。
工業(ye)自(zi)動化(hua)還(huan)可以(yi)提升企業(ye)的可持續發展能力，減少(shao)對能源(yuan)的消耗，以(yi)及廢(fei)物廢(fei)料的產(chan)生。
簡易(yi)化和標準化是(shi)新技術跳出PoC魔咒的法(fa)寶
在報告中，麥(mai)肯錫還列舉了影響(xiang)工業自(zi)(zi)動化游戲規則的(de)10種最新技術(如上圖所示)，包(bao)括軟PLC、數(shu)字孿生(sheng)、自(zi)(zi)主機(ji)器人(ren)、工業人(ren)工智能(neng)、5G等(deng)。如果(guo)關(guan)注工業自(zi)(zi)動化的(de)發展，其實會發現每(mei)項技術都(dou)并不新鮮，經歷了很長的(de)發展歷程，有些始終陷于PoC(Proof of Concept，概念驗證(zheng))魔咒難以擺脫。
所謂(wei)PoC魔咒是指(zhi)新(xin)技術(shu)始終處(chu)于試點階段，而(er)缺(que)乏下一步的明確大規(gui)模商用(yong)策略(lve)。PoC魔咒的破解辦法就(jiu)是簡易(yi)化和標(biao)準化，讓新(xin)技術(shu)達到(dao)簡單易(yi)用(yong)的狀態(tai)，并(bing)且(qie)建立相關標(biao)準。
除(chu)了麥肯(ken)錫所提到(dao)的(de)10項最新技術(shu)之外，我認為還(huan)有一些工業(ye)自動化領域的(de)新趨勢值得關注：
1、硬件平臺正在逐步整合
隨著最新處理器的演進，比如英特爾第13代Raptor lake CPU等多用途芯片的發(fa)布，工(gong)業控制(zhi)器(qi)、工(gong)業電腦、工(gong)業網(wang)關…這些硬(ying)(ying)件之(zhi)間的分(fen)界線正在逐步(bu)消失，顯示了(le)很明確的趨同(tong)性(xing)。同(tong)時，硬(ying)(ying)件變得越來(lai)越小，單設備內集成的功能(neng)越來(lai)越多，工(gong)業人(ren)工(gong)智能(neng)逐步(bu)成為標配。
2、軟硬件解耦形成共識，發展勢頭強勁
大(da)量(liang)的(de)(de)知名(ming)企(qi)業，包括西(xi)門(men)子、施耐德電氣(qi)、博世力士樂、倍(bei)福等(deng)公(gong)司，都認為軟硬件解耦是大(da)勢(shi)(shi)所趨，推出(chu)了與(yu)硬件完全解耦的(de)(de)軟PLC產(chan)品(pin)。這將造成(cheng)工業自動化(hua)發(fa)展范式的(de)(de)劇烈變(bian)化(hua)，如果西(xi)門(men)子的(de)(de)控制軟件可(ke)(ke)以在(zai)任何第三方標準硬件上運(yun)行(xing)，那(nei)么可(ke)(ke)想而知企(qi)業的(de)(de)競爭優勢(shi)(shi)將會快速變(bian)遷。
3、產業元宇宙初具規模
正如我在文章《蘋果推出Vision Pro，西門子重金押注，“產業元宇宙”持續快(kuai)速潛行》中(zhong)提到，產業元宇宙從(cong)未(wei)中(zhong)斷或放慢前進的腳(jiao)步。產業元宇宙并不是(shi)注重于(yu)必須將增(zeng)強現實/虛擬(ni)現實(AR/VR)等(deng)技術置于(yu)中(zhong)心，而是(shi)重點在提升工(gong)作(zuo)體(ti)驗和(he)生產的靈活性。
比如工廠經理(li)可以(yi)使用(yong)定制(zhi)的產業(ye)元(yuan)宇宙應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)來快速(su)評(ping)估工廠績效，并了解整座(zuo)工廠的運營概(gai)覽。管理(li)人(ren)員可以(yi)在應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)中與同事(shi)基于(yu)同一個制(zhi)造“單(dan)元(yuan)”來召集(ji)會議(yi)，快捷高效。而(er)后，團隊(dui)可以(yi)檢查(cha)出現(xian)周期(qi)問(wen)題(ti)的機(ji)械臂、訪(fang)問(wen)機(ji)器性(xing)能數(shu)據、發現(xian)特定的周期(qi)問(wen)題(ti)，并查(cha)看帶有機(ji)器性(xing)能傳感器數(shu)據的實時視頻流。
雖然工(gong)業(ye)自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)已經(jing)邁過了從0到(dao)1的階段，進入從1到(dao)N，但(dan)是(shi)在(zai)這個階段仍舊充滿(man)眾多的創新(xin)機遇。未(wei)來(lai)工(gong)業(ye)自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)走(zou)向情景1還是(shi)2哪條路徑仍舊難以確定，我們每(mei)個人都可(ke)以在(zai)保(bao)留(liu)選擇的同時(shi)大膽行動(dong)。未(wei)來(lai)幾年我們可(ke)能將會看(kan)到(dao)工(gong)業(ye)自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域的新(xin)型(xing)引領(ling)者。
寫在最后
如果你對本文提到的研究報告《工業自動化是否到達臨界點?(Is industrial automation headed for a tipping point?)》感興趣，歡迎在【物聯網智庫】微信公眾號底部的(de)對(dui)話框(kuang)中輸入【工業自動化(hua)】索取下載鏈接(jie)。
參考(kao)資料：
Is industrial automation headed for a tipping point? 來源：麥肯錫
