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          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          放大字體  縮小字體 發布日期:2021-09-29 瀏覽次數:323

          2019年夏天,朱禮君終于從一個倉庫里走了出來,他是智能物流系統研發商壹悟科技的創始人,這是三年來他自己帶團隊駐扎的又一個項目。作為一個曾在高盛做過量化分析、在亞馬遜做過供應鏈優化、在Facebook和阿里巴巴做過機器學習的理論物理學博士,他放棄了優渥的薪資和辦公環境,毅然決然辭職創業,一頭扎進了工廠和倉庫里。

          從2013年開始,履約監控平臺漢德創始人苗少光,為了更精準地測算出貨車車橋的形變,就一直在跟著大貨車到處跑,從晚上6點到凌晨6點,他通常會準備3臺電腦,沒電了就換下一臺。三年的堅持積累下了大量原始數據,為后續的算法模型打下了堅實的基礎,有越來越多的水泥廠、煤礦、鋼鐵廠、化工廠開始使用漢德的進出廠監控系統。

          如今,有越來越多的科技人才正“走”向工廠。疫情之后,工廠在生產和招聘方面遭遇很大壓力,這也極大推進了工廠對數字化和自動化的需求。當工廠越來越難以留住年輕工人的時候,這些科技人才卻把目光投向了工廠,以期用科技改變傳統行業。

          “很多人不理解,我為什么要義無反顧地深入這個辛苦的行業?”朱禮君說,“首先是我看好這個變革趨勢,并且想做點什么;其次是我喜歡看到無數的思考落于實體,看到它們在指令下有序運行,我感覺到對這個世界真正做出了一些改變?!痹邶嫶蟮墓I領域,這樣每一處細小的變革,都注定影響著中國工業的前途命運。

          我們也堅信互聯網變革的力量。經緯在產業互聯網領域進行了細致的研究和Mapping,我們將產業互聯網分為產地/工廠端和銷地/流通端,前者即工業互聯網的范圍,從產地/工廠端的智能制造、數字化升級、物聯網,到工業品、汽配、建材、食品等等領域的銷地/流通端,都出現了迭代升級的巨大潛力。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          在工業互聯網的產地/工廠端,我們已投資布局了樹根互聯、智布互聯、漢德、鎂伽、策立、芯控、雪浪云、博依特、心鑒智控等等公司,并且持續加注工業互聯網、IoT賽道,為制造業轉型升級賦能?;谶^去的投資布局,今天這篇研究我們想談談對產地/工廠端的投資思考,這也是我們產業互聯網系列研究的第二篇。以下,Enjoy:

          ● 數字化、智能化是未來十年中國制造的最大機會

          ● 接入工業互聯網對工廠來說意味著什么?

          ● 自動化、標準化是前提

          ● 接入工業互聯網平臺需要多少時間和資金?

          ● 為什么有些工廠不愿意接入工業互聯網?接入的動力是什么?

          數字化、智能化是未來十年中國制造的最大機會

          由于制造業是一個龐大的產業,工業互聯網也覆蓋面廣闊,我們把它劃分為三大主要賽道,一是設計仿真,二是生產管理,三是生產執行。而在此之下,每一個門類都有相應的細分方向:

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          在設計仿真領域,比較明確的機會就是國產替代,目前海外公司市占率非常高。仿真軟件是現代工業離不開的核心工具,它能極大地提升效率。例如在研發火箭發動機時,仿真軟件令研發者可以模擬真實環境,去看有哪些地方需要修改,不然就只能先制造再試錯,對時間和資金造成極大浪費。所以很多前沿領域都離不開仿真軟件,隨時都有可能變成“卡脖子”領域,自主可控勢在必行。

          另一方面,很多海外的仿真軟件都是通用型軟件,覆蓋了很多領域,但在一些具體方向上,比如涉及到溫度變化、燃燒環境等等,其專業性可能不能滿足所有需求,這時候若有一些創業公司從垂直行業出發,打深打透,先在細分領域實現國產替代,再去橫向擴展,會是非常不錯的時代機遇。

          在生產管理和生產執行方面,雖然現在大家都在討論智能化,但今天我們離完完全全的智能化還有一些距離,還處于自動化轉智能化的過程中。因為要先有自動化,才會有數據,才能去優化,有了優化才能智能,所以現在自動化與智能化是一種連帶關系。

          在生產軟件、設備維護、工藝優化、工控安全等等細分賽道,都是在執行層面做自動化,在更底層會有一些橫向PaaS的機會,例如用來管理諸多工廠或倉庫的軟件??傊际菫榱斯I的各個環節來降本增效。

          但整個工業體系非常龐大且復雜,每一個門類都有自己的技術壁壘,所以每一個賽道也都相 對獨立,工業互聯網可能很難找到一個非常平臺型的機會。所以我們是按照各個行業去尋找創業公司,這里面包含了流程工業和離散制造業,都會有不同類型的公司出現。

          當然,工業的很多細分賽道都是大幾千億的賽道,比如鋼鐵、電力、石油等等,例如深扎在鋼鐵行業的策立,公司從智能燃燒和軋鋼集控中心,拓展到鋼鐵領域其他環節和智能選礦,擁有了不錯的壁壘。

          這一類型的企業如果能通過新技術幫助傳統大行業降本增效,都會是上億級別。所以那些立足于一個足夠大的細分市場、行業knowhow和技術壁壘足夠深、商業模式有一定延展性的創業公司,仍然有足夠的發展潛力。

          接入工業互聯網對工廠來說意味著什么?

          在中國經濟產業升級、人力成本越來越高、國際關系復雜多變的大勢下,制造業對降本增效的追求越來越強烈。在政策端,從工業4.0、中國制造2025,到工業互聯網,運用這些先進技術的產業/公司均已成為政府鼓勵的對象。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          目前一家工廠接入工業互聯網,核心是通過兩個協同來完成的,一是對內協同,包括設備與設備之間、設備與人之間、管理層面的協同等等;二是對外協同,包括供應鏈協同、對外采購/銷售等各個供應商之間的協同。

          好消息是這些協同所帶來的效益,都可以量化。包括人效提升、設備產量提升、管理水平提升等等,以及所產生的數據,能不能支持形成工業大數據,形成生產和銷售的預測分析、采購和供應鏈的預測分析等等,來提升效率。這些數字的提升都會一目了然。

          例如樹根互聯就是應用在四大領域,包括設備的后市場服務、產線的資產管理、能耗管理和產業鏈金融服務。

          對于設備后市場服務,賣設備是一次性買賣,但后續仍需要大量服務跟進,它的市場規模是設備本身的5-6倍。服務價格有人估算過,大概是賣設備的價格 5-6倍。

          舉例而言,設備過了保修期之后,需要維修服務,原本當出現故障時需要打電話給當地的維修人員,維修人員去現場看了之后再確認是什么問題,如果要更換配件需要向總部申請,這導致處理時間很長,而生產線停擺對工廠的利潤影響很大。

          如果接入工業互聯網,這些設備就可以接入線上平臺,所有數據都實時在平臺上展示,可以及時發現故障問題,工況如何,有些操作問題就只需要在平臺上修改設備參數就解決了,不需要派人到現場處理,極大地提升了處理效率。

          同時還可以基于設備采集數據和歷史的維修情況,來進行預測性維護。比如可以預測在1個月之后,某一天軸承可能會斷,這樣就減少了生產線的被動停擺,提前就把軸承換了,降低工廠的損失。

          在能耗管理方面,樹根投入了很多技術去采集設備運行時的能耗情況,基于這些設備的產量、能耗情況做實時的數據分析,去調整參數、提升能耗產出比。

          在產線資產管理方面,如今很多數字化或智能制造的技術,與現實情況有脫節,例如在一些流程管理中,設計中的這個流程應該干什么,在物理世界中、設備運行中是有脫節的。而產線的資產管理,就是把設備鏡像化,把產能、質量、設備的運行參數等等全部線上化,去做整個產線的OEE(設備綜合效率)提升,這些數據資源又可以反過來改善工藝,改善研發。

          最后根據這些數據積累,比如設備的開工情況、效率等等,實際上是業務的晴雨表,可以提供給金融機構來享受授信的支持,整個市場就也盤活了。

          而在短期來說,工業互聯網的成功落地也可以提升毛利率。例如一家全球最大紡織機械廠,在接入工業互聯網后發生了很大的變化。這家企業生產的紡織機械主要實現兩大功能,一是把采摘后一團一團的棉花打開、打碎,二是織布。由于這家企業的設備是面向全球客戶的,服務成本一直居高不下,導致毛利率偏低。而造成這種結果的核心原因之一,是不清楚賣出去設備的運營情況,當設備出問題之后,調試成本很高。由于一些商務尾款是根據設備的運行情況來回款,這又導致了客戶的回款風險。

          而在接入工業互聯網平臺之后,很容易就發生了兩大核心變化。第一是維護成本下降了20%,因為很多問題可以通過遠程解決;二是商務回款風險也大大降低,因為可以看到機械的運行情況,就能更清晰地界定棉布質量問題。

          在一個面對越南客戶的實際案例中,越南客戶買了設備后就開始投訴,說棉布機生產出來的棉布質量不好。但當用工業互聯網平臺數據分析之后,發現在客戶投訴事件點之前,棉布機的數據突然異常變化,技術人員分析其實是客戶的工人操作不當,因為打電話或是上洗手間導致1個小時無人監測,當棉布產生小疙瘩后人工沒有及時處理,導致產品質量不合格。當這些數據反饋給客戶后,客戶非常認可,這也大大降低了商務回款的風險,毛利率穩步提升。

          其次,根據這些設備的運營數據,可以改進設計,提高研發效率。

          當工業足夠智能化時,也可以為“碳中和”提供助益。比爾·蓋茨在《氣候經濟與人類未來》中提到了一種節電方法,叫“負荷轉移”或“需求轉移”,即通過調整用電負荷,增強一天中用電的穩定性。

          舉例來說,在工業層面,能源密集型工業可以在電力最容易獲得的時候開展作業,比如污水處理和氫燃料制造。但這背后需要政策上的調整和技術進步,比如電力公司需要全天更新電價,以適應供求關系的變化;以及工廠設備需要足夠智能,可依照價格信息及時調整用電時間。這些方式都將為電力“碳中和”貢獻力量。

          從以上多個案例中我們可以看出,在制造業的轉型升級中,工業互聯網將起到基礎設施般的作用。對應于工業龐大的資產規模,勢必會誕生出一批優秀的創業公司。

          自動化、標準化是前提

          不過如今,企業主尤其是中小企業對工業互聯網的投入仍存在瓶頸,理念前沿的一些企業主可能會把年產值的8%-10%投入到工業互聯網的升級改造中。在制造業的各個領域,目前3C制造業、汽車工業及零部件、鋼鐵行業是工業互聯網滲透率比較高的行業,但并不是所有人都真金白銀地接入了工業互聯網。

          有一部分企業投入了資金接入工業互聯網,但事實上用了一年半載后就沒用了,投入的資金也打了水漂。我們認為這與行業本身的標準化程度很有關系,對于數據采集來說,如果原來的線下流程與制度是比較標準化的,那么工業互聯網接入的成功率就比較高。

          而對于很多標準化程度低的行業,比如服裝或是中藥,工業互聯網的滲透率并不高,因為自動化、標準化是前提。例如在最基礎的數據采集環節,非標的情況下采集出來的數據是“臟數據”,需要復雜的數據整理,對工業大數據的流線化制造、工業管理預測起不到多大作用,每個項目的定制化程度太高,實施周期和投入也都比較大。

          而在當下的很多工廠,一些基礎設施比如IT系統、OT系統都比較老舊,可能連最基本的信息化都還未完成,很難從一無所有跨越到工業互聯網,如果強行上工業互聯網只能是打水漂,看不到預期的效果。

          所以我們認為,當下自動化與智能化會同時進行。而自動化本身也極具投資潛力,在普遍招工難的今天,當自動化方案得到大客戶驗證后,立刻就是幾十臺、上百臺的全面采購,創業公司也可以迅速起量,因為中國制造業的深度和廣度都足夠,市場空間也非常廣闊。

          另一方面,基于各個賽道Knowhow的差異,也導致企業很難采取通用型模式,或是去跨行業發展。對于在生命科學領域創業的鎂伽創始人黃瑜清來說,他一直在避免做得過于非標。

          生命科學領域的特點就是小批量、多品種,每一個垂直品類的壁壘都很高,適用的客戶群體是有限的。比如有一個重要的生物制品客戶,對分液機器人的精度要求特別高,因為有200多種不同的樣品,每一種對黏稠度、揮發性等物性指標的要求都不同,也對設備的兼容性要求很高,當時很多大型外資廠商都無法滿足要求。

          要想解決這種高難度問題,需要結合很多化學、生物學的知識,變成很多行業knowhow在解決方案里。鎂伽的團隊在工廠里連續駐扎了好幾個月,通過硬件+軟件不同維度的改進,上萬次的測試,最終完美解決。

          黃瑜清也受到啟發,他開始形成公司內部的平臺型技術研發團隊,把共性的技術貨架化,基礎功能模塊化。每當進入新的應用場景,都可以先在“貨架”上去選擇相應的通用技術。鎂伽大致60%的技術是標準的、通用的,25%是通過調整軟件參數、流程來實現配置,15%是專門定制開發。

          例如在核酸檢測的案例中,鎂伽利用機器人解決了核酸檢測中最危險的一段,即把樣品從咽拭子管提取轉移到深孔板里,此后就是裂解過的核酸,不再具有傳染性,這極大降低了一線檢驗人員的感染風險。這樣一臺機器人(分杯儀)每天可以完成1.2萬管樣品處理的工作量,在中國10混1的檢測標準下,也就是每臺機器人每天可以完成12萬人份的處理。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          圖:應用于抗疫一線的鎂伽樣品前處理系統

          這樣一款分杯儀產品,從立項、設計圖紙、找供應商加工、組裝調試,一共只用了25天時間,這里面絕大多數模塊都是以前有過成熟落地,已經貨架化了,拿來即用。

          基于此次核酸檢測項目的經驗積累和“技術貨架”,鎂伽隨后又推出了超高通量全自動病毒核酸檢測系統,實現了“樣本進-結果出”的全自動病毒核酸檢測,在生命科學實驗室自動化領域,突破了受國外壟斷的“卡脖子”困境。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          圖:鎂伽超高通量全自動病毒核酸檢測系統

          壹悟科技也設計了更加靈活的解決方案,朱禮君認為,下一代的柔性智能物流解決方案,是以軟件技術為核心,算法驅動,調度多種不同的硬件設備來更靈活、更高效地去實現倉庫和工廠的自動化。

          并且,需要長期規劃的倉庫物流,其實是厭惡變化的。很多行業如今更強調柔性生產,出現爆款后一下子出貨壓力翻倍,工廠和倉庫的物流系統都亟需高密度的存儲空間和大流量運輸。

          為此,壹悟設計了一個分級存儲的解決方案,除了調度系統外,還包括高低交錯的新貨架設計,再配合不同類型的物流機器人等等,來同時實現高密度存儲和大流量這兩個看似矛盾的命題,在峰值吞吐量和無故障運行時間這兩個核心指標上達到一流。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          圖:壹悟科技的倉儲物流機器人

          接入工業互聯網平臺需要多少時間和資金?

          通過以上案例,工業互聯網似乎聽起來不錯,那么到底需要投入多少呢?

          首先需要看所處細分賽道的標準化程度。如果本身成熟度比較高,例如產品標準化程度在60%,那么需要新實施的部分就是40%,實際上在短時間就可以部署成功。

          如果工業互聯網與企業的契合度和標準化程度都偏低,假設只有30%,那么新的自動化與數字化部署就需要70%,其中投入的成本會比較大,定制改造的時間周期也會比較長,至少需要半年以上。

          一個企業的工業互聯網部署,需要多少成本?部署成功之后,多久能看到效果?

          按照行業調研來看,對于中小企業(成立5年以下,年產值5000萬以下)來說,第一考慮的就是資金,多數中小企業最多愿意拿出一年產值的8%-10%作為預算;第二考慮的是功能的應用性。而大多數落地案例中,可能需要大半年至一年可看出明顯效果。

          如果是中大型企業(成立5年以上,年產值5000萬以上),因為本身內部流程就比較復雜,并且通常會有IT部門,可能已經買了ERP、MES系統等等,單獨上一個工業互聯網項目效果不太明顯。中大型企業首先考慮的是工業互聯網能否幫他解決全局性的問題,需要的是一整套解決方案。另一方面,新平臺還需要與原有系統進行數據打通,這就需要更長的時間磨合,可能2-4年才能看出明顯效果。

          而從工業互聯網創業公司角度,商業模式也就可以很靈活。例如針對標準化程度高的行業,可以做到80%的產品化+20%的落地實施,一般情況下可能是60%的產品化+40%的實施。而在收費上,可以依據會員費或是按實際使用情況收費,to B業務的續費率整體比較高。這個結構就是經典的產品長期化收費+實施部分的固定收費模式,產品化具有易復制擴大規模的優勢。

          為什么有些工廠不愿意接入工業互聯網?

          接入的動力是什么?

          工業本身是一個相對緩慢的發展過程,追求的是穩定性,不會像消費互聯網那么迅猛,往往需要與機械設備度過磨合期,才能體現最佳性能。

          從工廠的角度來看,不管采購什么方案,最重要的是怎么能夠最快地帶來利潤。這里的利潤體現在兩方面,一是如何通過工業大數據的方式,來更好地把用戶需求轉化成產品需求,提高產品價值;二是怎么去優化整個生產制造的過程,精益管理、降本增效。

          而這些變化是可以在財務指標上有所體現,比如存貨周轉率提升多少,現金流量有哪些新變化,人力成本下降了多少,單位勞動生產率提升了多少等等。當接入工業互聯網后,工廠的老總會非常重視這些指標,如果體現不出明顯變化,至少是改善的趨勢,工廠是很難說服自己這些新理念真的能起作用。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          在工業互聯網落地的過程中,核心取決于管理層的意愿,大多數是自上而下的過程,但有的時候在執行時會遭遇阻力。

          首先第一層阻力來自于工業互聯網的落地中,一般會導致停滯一段時間,由于很多企業附加值偏低,工廠不太愿意暫停生產;第二是一旦數字化了之后,整個流程也走向了透明化,很多舊有的灰色操作將不再存在,這是管理層希望看到,但基層意愿偏低的地方。

          其實在技術上,無論是對協議的解析兼容,還是硬件開發,現在沒有實現不了的地方。大部分智能網關對主流工業協議的解析和傳輸都可以做,而內存計算平臺只要部署到微機上,并且后臺服務器能力足夠的話,也是完全可以做到對實時數據的處理和響應,核心還在于愿不愿意推廣的問題。

          在漢德創始人苗少光看來,工廠接入工業互聯網、IoT的核心驅動力,來自于業務的重要性。漢德的軟件如今已經對接到工廠的財務、業務與進出場系統,甚至很多工廠根據漢德的系統來重塑流程,就取決于業務的重要性。

          例如一家水泥廠,以前的進出場系統比較簡單,甚至可以隨時放貨車進入,這造成了很多竄貨事件,而竄貨直接關系到了核心利潤。

          竄貨是指經銷商把定價低的商品賣到了定價高的地方,這損害的是品牌/工廠本身的利潤。簡單舉個例子,比如有一家水泥廠,覆蓋了北京和天津的銷售區域,一般它在兩地的定價不同,此時兩地的區域經銷商就有動力聯合起來,把定價低的商品賣到定價高的區域。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          水泥竄貨示意圖

          漢德軟硬結合的解決方案,可以系統性地解決這個問題。對于水泥、煤炭、鋼鐵、原油、化工、玻璃這些大宗品類,對進出場物流的監控是剛需。漢德在每一臺貨車上安裝一款硬件設備,可以實時獲得車輛的位置信息,并且根據車橋的形變來獲取實時的重量信息,來判斷這臺車是否在指定區域裝卸貨。

          在這里分辨度和精度是最重要的兩大指標,分辨度類似于電視機的分辨率,像漢德可以做到公斤級,是行業內比較少見的;在精度/誤差方面,行業一流標準是1.2%以內。

          基于這種業務的重要性,很多工廠不會僅把漢德當成一個簡單的工具,而是依據軟件系統來更改自己的核心流程。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          漢德軟硬結合的貨物流向管控解決方案

          至于如何說服客戶,最好的辦法,還是通過咨詢的方式,通過整體的智能化改造方案說服對方,以及讓標桿案例,讓那些已經嘗到甜頭的人談談經驗。

          創新是人類社會發展與進步的永恒主題。自熊彼特經濟學誕生以來,技術進步被視為推動經濟增長的核心力量,生產的發展和經濟效益的提高,幾乎都來源于科技進步。

          近年來,從依靠人口紅利轉向創新驅動,是中國經濟發展的核心話題。2012年,我國16-59歲勞動年齡人口總量到達拐點,此后逐年下降。在人口紅利褪去的同時,研發投資占GDP的比重首次突破2%,在這一衡量大國科技投入水平的最重要指標上,縮小了與美日等發達國家的差距。

          中國制造業迎來數智化大機遇,創業公司該如何參與?

          中國擁有大市場、“大長全”的產業鏈、大基建和人才紅利四大優勢,其中大市場意味著強大的需求最為重要。例如德國的工業軟件正是基于工業制造的傳統優勢而取得突破。雖然過去中國的部分產業起步較晚,但只要具備標準化制造、能充分利用中國有知識含量的勞動力的成本優勢,中國往往能以大市場需求為基礎,利用其余三大優勢實現技術和產品升級,最典型的成功案例是智能手機產業鏈和電動車產業鏈。

          而在這樣的大勢之中,工業互聯網將扮演舉足輕重的角色,與自動化的趨勢一起,協助中國的制造業真正轉型升級,形成在全球市場的核心競爭力。

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