這是我的第286篇專(zhuan)欄文章。
工業自動化仍舊是(shi)一個緩慢發展的(de)(de)賽道嗎(ma)?她(ta)是(shi)否(fou)已經跨越了鴻溝，邁入即(ji)將(jiang)快速增長的(de)(de)康(kang)莊大道?
麥(mai)肯錫最近發布了一份很(hen)有意思的(de)報(bao)告，題(ti)目是(shi)《工業(ye)自動(dong)化(hua)是(shi)否到(dao)達臨(lin)界點?(Is industrial automation headed for a tipping point?)》。
正(zheng)(zheng)如我們所(suo)感知到的(de)(de)，工(gong)廠正(zheng)(zheng)在朝向(xiang)更加(jia)自動(dong)(dong)和(he)自治的(de)(de)方(fang)向(xiang)發展，軟件定義(yi)和(he)AI驅動(dong)(dong)正(zheng)(zheng)在席卷車間，很多設備(bei)正(zheng)(zheng)在變(bian)得(de)更像是帶(dai)著(zhu)機(ji)械臂的(de)(de)智能手(shou)(shou)機(ji)。不僅工(gong)廠生產(chan)的(de)(de)產(chan)品，比如手(shou)(shou)機(ji)、手(shou)(shou)表和(he)汽車…正(zheng)(zheng)在變(bian)得(de)更加(jia)智能，從某(mou)種(zhong)意義(yi)上說，工(gong)廠本身也可(ke)以視為一(yi)種(zhong)“產(chan)品”，每個(ge)工(gong)廠都可(ke)以使用其他工(gong)廠“封裝”好的(de)(de)先進流程和(he)經驗。
這份報告中分(fen)析了兩(liang)種情景，試圖(tu)揭示未來工業自動化(hua)可能走向的最大概率路徑：一種是(shi)改良，另一種是(shi)變革，并且分(fen)析了企業如何進行應對。
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)于特(te)定(ding)用(yong)例(li)和(he)行業(ye)。
情景2：變革(5~10年)
快速轉型顛覆性技術(shu)的(de)采用催(cui)生了(le)由數據分(fen)析和軟(ruan)件驅(qu)動的(de)車(che)間，企(qi)業積極采用新的(de)業務(wu)模(mo)式(shi)，云被(bei)廣泛使用，形成圍(wei)繞核心平臺的(de)生態系統。
報告還將(jiang)(jiang)工業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)(hua)市場的(de)參與(yu)者劃分為4個大的(de)類別，包括：互聯網(wang)巨頭(tou)、傳統自(zi)動(dong)化(hua)(hua)企業(ye)、軟件(jian)提供商和專業(ye)參與(yu)者。并得出(chu)結論認為，如(ru)果(guo)制造企業(ye)在短期(qi)內(nei)采用數字化(hua)(hua)技術，走向(xiang)“情景2：變革”之(zhi)路，那么(me)互聯網(wang)巨頭(tou)的(de)行動(dong)將(jiang)(jiang)最為積(ji)極，也將(jiang)(jiang)成(cheng)為最大獲益(yi)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(deng)技(ji)術并沒有突破增長的(de)臨界(jie)點，那么(me)工業(ye)自動化可能會增長得更加緩慢，2040年左右(you)才會被廣泛采用。
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。因為麥肯錫(xi)鼓勵互聯網巨頭和傳統自動化(hua)公司加強生態合作，通過合作伙伴獲取(qu)必(bi)要的行業(ye)知識，或(huo)者通過并購擴展能力。
而最(zui)終用(yong)戶則可以在備(bei)選(xuan)供應商(shang)中同(tong)時考慮互(hu)聯網巨(ju)頭(tou)和傳(chuan)統自動化企(qi)業，引入勢均(jun)力敵的參與(yu)者(zhe)有利于(yu)最(zui)終用(yong)戶坐收漁翁之利。
這(zhe)篇文章我們來拆(chai)解這(zhe)份報告中的亮點，以及值得關注(zhu)的最新(xin)工業自動化技術，內容分為如下(xia)三個部分：
工業自(zi)動化的兩種未(wei)來情景(jing)：改良(liang)還是變革?及其應對(dui)建議(yi)?
當(dang)前工(gong)(gong)業自(zi)動化(hua)市場(chang)概況：超脫(tuo)效率和(he)成本(ben)，工(gong)(gong)業自(zi)動化(hua)的新(xin)維度
新(xin)自動(dong)化(hua)技(ji)術的影響：簡易化(hua)和(he)標準(zhun)化(hua)是新(xin)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?
麥肯錫認為工業自動化(hua)這個漸進發展的領域正在(zai)面(mian)臨非線性競爭(zheng)和技術變革的分(fen)水(shui)嶺，前方的岔路(lu)有兩條：“情(qing)景1：改(gai)良”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(cai)的角(jiao)度來(lai)看，必(bi)備技能并沒有多(duo)少變(bian)化。總(zong)之，一切都與當下沒有太大差別。
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)(zai)這種變革性(xing)(xing)的(de)(de)場景中(zhong)，麥(mai)肯錫預(yu)測在(zai)(zai)2030年所有(you)的(de)(de)信息處理任務將(jiang)由邊云平臺完成，典型的(de)(de)制造(zao)工廠將(jiang)實現端(duan)到端(duan)的(de)(de)生產流程(cheng)自動化、使(shi)用更(geng)為標準化的(de)(de)解決方案(an)，并擁有(you)更(geng)多的(de)(de)開放性(xing)(xing)生態(tai)系統。
從商(shang)業模式上看(kan)，工廠(chang)中使用(yong)(yong)到的(de)軟硬件將采用(yong)(yong)X即服務的(de)模式，按照(zhao)使用(yong)(yong)量付費(fei)，從而降(jiang)低了(le)工廠(chang)嘗(chang)試新型自動(dong)化(hua)技術的(de)風險和成本。從人才的(de)角度(du)來看(kan)，制造企業需要更具專業化(hua)的(de)數字轉型新職位來處(chu)理新的(de)工業自動(dong)化(hua)系統(tong)。
雖然過(guo)去幾(ji)十年工業(ye)自(zi)動化(hua)(hua)穩步(bu)發展，但是(shi)市(shi)場結構幾(ji)乎沒有(you)變化(hua)(hua)，麥肯錫認為由于(yu)顛覆(fu)性(xing)技術的出現(xian)和制(zhi)造業(ye)版圖遷移，勞動力短缺以(yi)及ESG等宏觀趨勢(shi)，工業(ye)自(zi)動化(hua)(hua)的變革腳(jiao)步(bu)正(zheng)在加快。
智能制造(zao)的愿景(jing)肯定(ding)將會實現(xian)，不過具體(ti)實現(xian)愿景(jing)所花費的時間到底是5~10年還(huan)是15年以上，麥肯錫并沒有(you)給(gei)出答案。
市場中主流的(de)4類供(gong)應商：互聯網巨頭、傳(chuan)統(tong)自(zi)動化(hua)企業、軟件提供(gong)商和專(zhuan)業參與(yu)者，將基于(yu)自(zi)身的(de)優勢部分動態發展。他們的(de)長板(ban)和短板(ban)都很明顯，如下圖所示，深色為長板(ban)所在，隨著能(neng)力的(de)下降，顏色逐(zhu)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)自動(dong)化的(de)(de)組合策略：目的(de)(de)在(zai)于評估(gu)潛在(zai)自動(dong)化場景(jing)對業務的(de)(de)影響，并購(gou)機會也(ye)在(zai)復盤(pan)之列。
創建(jian)新的自動化業(ye)務(wu)：企業(ye)可以(yi)劃分某些部(bu)門(men)進(jin)行內部(bu)創業(ye)，建(jian)立(li)類(lei)似于初創企業(ye)的獨立(li)自動化業(ye)務(wu)。
推進商(shang)業策(ce)略(lve)：通過(guo)改變渠道或者模式，來重新定義商(shang)業策(ce)略(lve)。
開發新(xin)(xin)的(de)收入(ru)來源：創建新(xin)(xin)的(de)產(chan)(chan)品(pin)，比如圍繞(rao)預測性維(wei)護構建新(xin)(xin)產(chan)(chan)品(pin)，或者將現有產(chan)(chan)品(pin)轉向X即服務的(de)新(xin)(xin)模式(shi)。
推出人工智能(neng)技術：企業值得認真考慮(lv)引(yin)入AI技術，包括生(sheng)成式人工智能(neng)，依托數字孿生(sheng)和低代碼機(ji)器(qi)人等技術開(kai)發新產(chan)品。
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)(zi)動(dong)化診(zhen)斷：工廠通過診(zhen)斷可以(yi)看到那些未(wei)知(zhi)的自(zi)(zi)動(dong)化機會。
開展(zhan)端(duan)到(dao)(dao)端(duan)的(de)自動化轉型：從關鍵環節入(ru)手，逐步延(yan)伸(shen)到(dao)(dao)端(duan)到(dao)(dao)端(duan)的(de)轉型。
開始工(gong)作(zuo)轉型(xing)：如今很多管理理論和工(gong)作(zuo)方法在工(gong)業時代形成，并不適合數字化時代，招(zhao)聘、技能提升(sheng)和培(pei)訓將成為延續數年(nian)的重要(yao)內容。
大膽(dan)假設，小心求證，“確(que)保成功”似乎(hu)是很多人做(zuo)決定的(de)(de)(de)前提(ti)，但是世(shi)界并沒有什么(me)確(que)定性(xing)，接受不確(que)定性(xing)是我們共同的(de)(de)(de)修煉。殘(can)酷的(de)(de)(de)現實是，越是追求“絕對(dui)成功”的(de)(de)(de)人，越是容(rong)易(yi)掉入決策的(de)(de)(de)陷阱(jing)。
雖(sui)然沒有人能(neng)夠確定未來工業自動化(hua)將會如何發展，但是我們都可以為明天做(zuo)好準(zhun)備。從成(cheng)敗的角(jiao)度看，贏家(jia)只(zhi)需要在局部(bu)獲得相對優勢，就能(neng)獲得領先。
超脫效率和成本，工業自動化的新維度
在報告中，麥肯錫統計(ji)了(le)當前工業(ye)自動(dong)化的發(fa)展現(xian)狀，到(dao)2025年，市場的總體(ti)規模將(jiang)達(da)到(dao)1150億美元，具體(ti)分(fen)為經(jing)典自動(dong)化-流程行業(ye)、經(jing)典自動(dong)化-離散行業(ye)、工業(ye)物聯網及云服務三(san)個部(bu)分(fen)。
經典自動化-流程行業：迄今為止，流程(cheng)工(gong)業(ye)在(zai)傳統自動(dong)(dong)化設備的(de)支出最(zui)(zui)(zui)多，控制系統的(de)規模也通常最(zui)(zui)(zui)大，購買的(de)持續時(shi)間也更長。根據麥(mai)肯錫的(de)預測，到(dao)2025年，流程(cheng)工(gong)業(ye)的(de)支出總額將達到(dao)約(yue)760億美元，復合年增(zeng)長率(lv)為2.8%。石油和天然氣是流程(cheng)工(gong)業(ye)中(zhong)的(de)最(zui)(zui)(zui)大自動(dong)(dong)化買家，略高于化工(gong)行(xing)業(ye)，但增(zeng)長速(su)度最(zui)(zui)(zui)慢。
經典自動化-離散行業：離(li)散(san)行業(ye)根據訂單生產，車(che)間(jian)通常分(fen)布在不同的區域(yu)，這(zhe)個領域(yu)的自(zi)(zi)動化(hua)(hua)支出規模(mo)比較低，但是增長(chang)速度(du)較快，復合(he)年增長(chang)率約為3.9%。離(li)散(san)制造中各個行業(ye)之間(jian)的差異很大(da)，半導體和(he)電子電氣行業(ye)的自(zi)(zi)動化(hua)(hua)支出增長(chang)最快。
工業物聯網及云服務：這(zhe)(zhe)部分包括流(liu)程與離散行業(ye)的(de)工業(ye)物聯網(wang)及云(yun)服務解決方案，目(mu)前(qian)這(zhe)(zhe)個(ge)領(ling)域(yu)仍(reng)處起(qi)步階段(duan)，但(dan)是(shi)增長的(de)速度(du)最快，復合(he)年增長率約為18%，且供應商相對集中。
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。
過去幾年，最終(zhong)用戶(hu)的精力發(fa)(fa)生了轉(zhuan)(zhuan)移(yi)，大家不再糾結(jie)工(gong)業(ye)物聯(lian)網平臺(tai)由誰開發(fa)(fa)的問題，用戶(hu)從自行(xing)開發(fa)(fa)工(gong)業(ye)物聯(lian)網平臺(tai)，轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到通過OEM等(deng)合作伙伴來部署標(biao)準化的工(gong)業(ye)物聯(lian)網平臺(tai)。
對(dui)于數(shu)字化(hua)解決方(fang)案(an)，大(da)家的重(zhong)視程(cheng)度有(you)所提升，69%的受訪者表示，數(shu)字化(hua)系統(tong)已經成為自(zi)動(dong)化(hua)的重(zhong)要組成部(bu)分，94%的受訪者認為數(shu)字化(hua)解決方(fang)案(an)對(dui)未(wei)來的自(zi)動(dong)化(hua)工作尤(you)為重(zhong)要。
調(diao)查受(shou)訪(fang)者(zhe)表示(shi)，工業物聯網平臺的標準性(xing)，與現有的傳統軟件系統易于集成是最(zui)重要的選(xuan)擇因(yin)素，接下來受(shou)訪(fang)者(zhe)考量的是工業物聯網供應(ying)商的服(fu)務水平。
最終用戶認為開(kai)放標準比供應商(shang)能力更重(zhong)(zhong)要(yao)，這些偏好將對未來工業物聯網平臺的演(yan)進產(chan)生(sheng)重(zhong)(zhong)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(zi)孿(luan)生(sheng)等技術，可以提升工廠(chang)的韌性(xing)，減少(shao)公司供應鏈可能遭(zao)受的潛(qian)在沖擊和風險。數字(zi)孿(luan)生(sheng)還允許企業模擬設備或工廠(chang)遭(zao)受突發情況之后的影響，以便提前制定(ding)對策。
5G和Wi-Fi 6這兩(liang)種無線通信技(ji)術(shu)可以跟蹤大型設備的狀況，減少延(yan)遲，使(shi)物流更具有彈性。
通過這些最新技術，工廠可以快速切(qie)換生產線(xian)，擺脫傳統裝(zhuang)配線(xian)的(de)種(zhong)種(zhong)束縛，用矩(ju)陣(zhen)方法(fa)進(jin)行制造(zao)。矩(ju)陣(zhen)式(shi)生產是(shi)指(zhi)在車間內使(shi)用靈活的(de)單(dan)元來制造(zao)零件，而不再(zai)是(shi)一條漫(man)長而連續的(de)產線(xian)。
工業(ye)自動化(hua)還(huan)可(ke)以提(ti)升企業(ye)的可(ke)持續發展能力，減少對能源(yuan)的消耗(hao)，以及廢物廢料的產生。
簡易化(hua)和標(biao)準化(hua)是新技術(shu)跳出PoC魔咒的法寶(bao)
在報告中，麥肯(ken)錫還列(lie)舉(ju)了(le)影(ying)響工(gong)業自(zi)動(dong)化游(you)戲規則(ze)的(de)10種最新技(ji)術(如(ru)上圖所(suo)示)，包括(kuo)軟(ruan)PLC、數字孿生、自(zi)主機(ji)器人(ren)、工(gong)業人(ren)工(gong)智能(neng)、5G等。如(ru)果關(guan)注工(gong)業自(zi)動(dong)化的(de)發展，其實會發現(xian)每項(xiang)技(ji)術都并(bing)不新鮮，經歷了(le)很(hen)長的(de)發展歷程，有些始(shi)終陷于(yu)PoC(Proof of Concept，概念(nian)驗證)魔(mo)咒難以擺脫。
所謂PoC魔咒是(shi)指新技(ji)術始(shi)終處于(yu)試點階(jie)段(duan)，而缺乏下一步的明確大規模商用策略。PoC魔咒的破解(jie)辦法就是(shi)簡易化和標準化，讓新技(ji)術達到簡單(dan)易用的狀(zhuang)態，并(bing)且(qie)建(jian)立(li)相(xiang)關標準。
除了麥(mai)肯錫所提到的(de)10項最新技術(shu)之外，我(wo)認為(wei)還有(you)一(yi)些(xie)工(gong)業自動(dong)化領(ling)域(yu)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(de)(de)發布，工業(ye)(ye)控制(zhi)器、工業(ye)(ye)電腦(nao)、工業(ye)(ye)網關…這些硬件(jian)之間的(de)(de)分界線正(zheng)在逐(zhu)(zhu)步消失(shi)，顯示了很(hen)明確的(de)(de)趨同性。同時，硬件(jian)變得越來越小(xiao)，單(dan)設備內集成的(de)(de)功能(neng)越來越多(duo)，工業(ye)(ye)人工智能(neng)逐(zhu)(zhu)步成為標(biao)配。
2、軟硬件解耦形成共識，發展勢頭強勁
大量的(de)(de)(de)知名(ming)企業，包括西門(men)子(zi)、施(shi)耐德電氣、博世力士樂、倍福等公(gong)司，都認為(wei)軟硬(ying)件(jian)解耦是大勢所趨(qu)，推出了與硬(ying)件(jian)完全解耦的(de)(de)(de)軟PLC產品。這將造成工業自動化(hua)發展范(fan)式的(de)(de)(de)劇烈變(bian)化(hua)，如果西門(men)子(zi)的(de)(de)(de)控(kong)制軟件(jian)可(ke)以在(zai)任何第三方標(biao)準硬(ying)件(jian)上運行(xing)，那么可(ke)想而知企業的(de)(de)(de)競(jing)爭優勢將會(hui)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”持續快速潛行》中(zhong)提(ti)到(dao)，產(chan)業(ye)元宇(yu)(yu)宙(zhou)從未中(zhong)斷或(huo)放慢前進的腳步。產(chan)業(ye)元宇(yu)(yu)宙(zhou)并不是注(zhu)重于(yu)必須將增強(qiang)現(xian)實/虛擬現(xian)實(AR/VR)等技術置于(yu)中(zhong)心，而是重點(dian)在提(ti)升工作體驗和生產(chan)的靈活性。
比如工廠經理可(ke)以(yi)使用定制的產業元宇宙應(ying)用程(cheng)序(xu)來快速評估工廠績效，并了(le)解整座工廠的運營概覽(lan)。管理人員可(ke)以(yi)在(zai)應(ying)用程(cheng)序(xu)中與(yu)同事基于同一(yi)個制造“單元”來召集會(hui)議，快捷(jie)高效。而后，團隊(dui)可(ke)以(yi)檢查出現周(zhou)期(qi)問題(ti)的機械臂、訪問機器(qi)性能數據、發現特定的周(zhou)期(qi)問題(ti)，并查看帶有機器(qi)性能傳感器(qi)數據的實時視頻流。
雖然工業自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)已經邁過(guo)了從0到1的階段(duan)(duan)，進入從1到N，但是(shi)在(zai)這個階段(duan)(duan)仍(reng)舊(jiu)充滿眾多的創新機遇。未(wei)(wei)來(lai)工業自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)走(zou)向情景1還(huan)是(shi)2哪條(tiao)路(lu)徑仍(reng)舊(jiu)難以確定，我們(men)每個人都(dou)可以在(zai)保留(liu)選(xuan)擇的同時大膽行動(dong)(dong)。未(wei)(wei)來(lai)幾(ji)年我們(men)可能將會(hui)看(kan)到工業自(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)領(ling)域的新型引(yin)領(ling)者。
寫在最后
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參考資料：
Is industrial automation headed for a tipping point? 來源(yuan)：麥肯錫
