工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的必然性

專(zhuān)業(yè)分工導(dǎo)致協(xié)同激增

1776年，亞當(dāng)·斯密在《國(guó)富論》中第一次提出勞動(dòng)分工理論，他以扣針為例，說(shuō)明分工可以上百倍地提升效率。亞當(dāng)·斯密的勞動(dòng)分工理論對(duì)于工業(yè)管理理論的發(fā)展起到了十分重要的作用，直接影響了后來(lái)的專(zhuān)業(yè)分工、管理職能分工、社會(huì)分工等理論的發(fā)展。例如：泰勒的科學(xué)管理就是以分工理論為核心科學(xué)劃分工作要素，提升工人勞動(dòng)生產(chǎn)率；馬克斯·韋伯提出的科層制，是一種將權(quán)力按管理職位進(jìn)行分工的管理方式；亨利·法約爾將管理活動(dòng)按照管理職能進(jìn)行分工，分為計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)同和控制五大管理職能。

這些以分工為核心的經(jīng)典管理方式一直延續(xù)至今，專(zhuān)業(yè)分工越來(lái)越細(xì)化。例如波音747飛機(jī)是由6個(gè)國(guó)家的16500家大中小企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)。即使是名不見(jiàn)經(jīng)傳的某些小商品，例如全球70%的一次性打火機(jī)都來(lái)自“打火機(jī)之都”——湖南邵東市。一次性打火機(jī)雖小，但是可以細(xì)分為機(jī)殼（氣箱）、壓電元件、風(fēng)罩、面閥、火環(huán)、引火簧、皮墊、海綿墊、引流芯、按手等十幾個(gè)零件，這些零件由專(zhuān)門(mén)企業(yè)來(lái)生產(chǎn)。由此可見(jiàn)，工業(yè)的特點(diǎn)就是門(mén)類(lèi)眾多，分工精細(xì)，產(chǎn)業(yè)集群眾多，基于地域協(xié)作網(wǎng)、家族關(guān)系網(wǎng)、鄉(xiāng)土合作網(wǎng)的協(xié)同更為有效。

伴隨著分工體系的發(fā)展，工業(yè)分工越來(lái)越細(xì)化。分工細(xì)化可以明顯提升專(zhuān)業(yè)水平和制造效率，但同時(shí)帶來(lái)了一個(gè)負(fù)面效應(yīng)——不同企業(yè)/專(zhuān)業(yè)/崗位之間工作協(xié)同困難，散布在企業(yè)內(nèi)外部的各種事務(wù)和“終端”越來(lái)越多，“終端”之間隔著各種形式的“墻”，信息割裂現(xiàn)象和信息孤島也越來(lái)越多。

在工業(yè)高速發(fā)展、專(zhuān)業(yè)高度細(xì)分的今天，需要協(xié)同的資源越來(lái)越多，協(xié)同的頻次越來(lái)越高，協(xié)同的關(guān)系越來(lái)越復(fù)雜，協(xié)同的“終端”越來(lái)越分散，協(xié)同的范圍越來(lái)越大，需要穿透的“墻”也越來(lái)越多，這是當(dāng)今企業(yè)普遍面臨的問(wèn)題。

如何應(yīng)對(duì)各種管理上的不協(xié)同，對(duì)企業(yè)的分工、協(xié)同技術(shù)和管理手段提出了新挑戰(zhàn)。面對(duì)細(xì)分工、遠(yuǎn)距離、多角色、大數(shù)據(jù)、超復(fù)雜的工作場(chǎng)景，讓企業(yè)管理中頻繁出現(xiàn)的不協(xié)同回歸協(xié)同，已經(jīng)成為管理內(nèi)容的重中之重。協(xié)同需要決策，決策需要獲得足夠的信息和數(shù)據(jù)，因此必須要有足夠的“穿墻而過(guò)”的聯(lián)接。企業(yè)聯(lián)接各種工業(yè)終端、協(xié)同各種事務(wù)的內(nèi)生需求越來(lái)越強(qiáng)烈。

縱觀歷次工業(yè)革命的發(fā)展，分工管理從協(xié)同到不協(xié)同，經(jīng)過(guò)自我修正再達(dá)到新的協(xié)同，反復(fù)迭代，螺旋上升。這是分工管理進(jìn)化的趨勢(shì)。

作者認(rèn)為：今天的工業(yè)發(fā)展與管理，需要一種全國(guó)大范圍、全社會(huì)大尺度、跨行業(yè)大協(xié)作、跨終端大信息級(jí)別的新型工業(yè)協(xié)同能力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)恰好能提供這種“四大”級(jí)別協(xié)同能力。

需求驅(qū)動(dòng)促成產(chǎn)品互聯(lián)

基于需求驅(qū)動(dòng)和問(wèn)題導(dǎo)向，21世紀(jì)初，一些企業(yè)希望通過(guò)聯(lián)接已經(jīng)出廠的產(chǎn)品而知悉產(chǎn)品的工作狀態(tài)，獲取實(shí)時(shí)工作數(shù)據(jù)，進(jìn)而有效地管控和改進(jìn)產(chǎn)品。這不僅包括已經(jīng)出廠的產(chǎn)品，對(duì)于本企業(yè)內(nèi)和企業(yè)間分布范圍尺度較大的裝備和設(shè)施，也出現(xiàn)了越來(lái)越多的遠(yuǎn)程管控場(chǎng)景，如設(shè)備遠(yuǎn)程巡檢與維護(hù)、企業(yè)內(nèi)分布式裝備的聯(lián)接與協(xié)同、整機(jī)品牌廠商與供應(yīng)商之間的協(xié)同等。

Telematics是最早的“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”，車(chē)輛通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電腦類(lèi)系統(tǒng)，是無(wú)線通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和車(chē)載電腦的綜合產(chǎn)物。在20世紀(jì)90年代中期，卡特彼勒通過(guò)在出廠設(shè)備上安裝傳感器并建立Telematics（即今天的CAT Connect系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)了設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。該系統(tǒng)通過(guò)采集設(shè)備數(shù)據(jù)，幫助客戶(hù)智能地管控施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。

2001年羅羅公司在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上加入傳感器，收集工況數(shù)據(jù)，有了數(shù)據(jù)之后，開(kāi)始提供安全控件、航管控件、飛航信息等軟件服務(wù)，從賣(mài)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向兼賣(mài)航空管理。

2002年陜鼓開(kāi)始開(kāi)發(fā)“遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)并記錄人眼難以察覺(jué)的微小變化，以防患于未然。在陜鼓控制車(chē)間的電腦終端上輕點(diǎn)鼠標(biāo)，就可以看到全球使用陜鼓旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況。

2002年起，約翰迪爾開(kāi)始為農(nóng)機(jī)設(shè)備安裝GPS、單色顯示屏和多種傳感器，在大量作業(yè)數(shù)據(jù)支持下，農(nóng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)操控與性能管理逐漸進(jìn)入到數(shù)字化助力機(jī)械化的新階段。

天遠(yuǎn)科技公司自2003年起通過(guò)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)為全國(guó)各地30多萬(wàn)臺(tái)工程機(jī)械設(shè)備的客戶(hù)提供個(gè)性化遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)，將傳感器采集的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)40個(gè)機(jī)器關(guān)鍵工作參數(shù)加工成4000種數(shù)據(jù)，提供給不同客戶(hù)，用于工程機(jī)械的使用、制造、維修、銷(xiāo)售等不同用途，受到客戶(hù)歡迎。

2005年，GE公司在意大利航空的每架飛機(jī)上安裝了數(shù)百個(gè)傳感器，它們可以實(shí)時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、溫度和耗油量等許多數(shù)據(jù)。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，GE公司可以提前預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的可能，避免因?yàn)闄C(jī)器故障造成航班延誤、成本增加，甚至是更大的安全事故。

2005年起，中聯(lián)重科開(kāi)始在工程機(jī)械上加裝多種傳感器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把泵車(chē)、起重機(jī)等設(shè)備的GPS定位信息、開(kāi)關(guān)機(jī)、泵壓、油溫等關(guān)鍵信息從作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)回總部，掌握設(shè)備使用情況。

2007年三一集團(tuán)開(kāi)始在挖掘機(jī)等工程機(jī)械上加入GPS、開(kāi)關(guān)機(jī)傳感器、力學(xué)傳感器等多種傳感器，憑借它們鎖定工作位置，回傳工作數(shù)據(jù)，改進(jìn)設(shè)備運(yùn)行效率。

上述聯(lián)接產(chǎn)品的解決方案就是典型的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最大子集。只不過(guò)彼時(shí)尚未明確提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念。在需求驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題導(dǎo)向下，國(guó)內(nèi)外先行企業(yè)本著能聯(lián)盡聯(lián)、無(wú)障礙獲取信息、傳遞數(shù)據(jù)、以數(shù)據(jù)促進(jìn)企業(yè)協(xié)同的原則，開(kāi)始了聯(lián)接在用品的艱苦進(jìn)程，播撒了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)種子。

業(yè)務(wù)創(chuàng)新產(chǎn)生結(jié)果經(jīng)濟(jì)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展有著深刻的社會(huì)背景和工業(yè)基因傳承。總體上說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是“結(jié)果經(jīng)濟(jì)（Outcome-based Economy）”的重要產(chǎn)物。“結(jié)果經(jīng)濟(jì)”屬于數(shù)字經(jīng)濟(jì)，由世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）和埃森哲公司共同提出，特指在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段出現(xiàn)的一種從知識(shí)經(jīng)濟(jì)到數(shù)字經(jīng)濟(jì)的過(guò)渡現(xiàn)象。

“規(guī)模經(jīng)濟(jì)”是很早出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)概念，指在一定科技水平下生產(chǎn)能力的提升使長(zhǎng)期平均成本下降。但是，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大到一定程度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩和產(chǎn)品積壓，表現(xiàn)為“規(guī)模不經(jīng)濟(jì)”。例如在經(jīng)濟(jì)大環(huán)境不好時(shí)，在賣(mài)方和買(mǎi)方采取傳統(tǒng)交易模式（簽署合同后按照指定時(shí)間分期付款）的情況下，各自的資金流、回款賬期和業(yè)務(wù)開(kāi)展等問(wèn)題的掣肘，會(huì)造成雙方各種擔(dān)心與顧忌：生產(chǎn)機(jī)床/工程機(jī)械設(shè)備的賣(mài)方設(shè)備積壓賣(mài)不出，作為中小微企業(yè)/施工隊(duì)的買(mǎi)方也因?yàn)槿鄙僮銐虻拈_(kāi)工訂單而不敢輕易下單購(gòu)買(mǎi)，雙方無(wú)法達(dá)成交易，都無(wú)法進(jìn)行良性的生產(chǎn)與擴(kuò)大再生產(chǎn)。這種“共輸”情況長(zhǎng)期僵持下去，對(duì)整個(gè)制造業(yè)都非常不利。因此，買(mǎi)賣(mài)雙方企業(yè)在相互理解和合理妥協(xié)的情況下，在實(shí)操中摸索出了一種新的“基于生產(chǎn)狀態(tài)的設(shè)備租賃”共贏模式，即賣(mài)方企業(yè)只收10%～20%首付款甚至免費(fèi)，為買(mǎi)方提供產(chǎn)品，買(mǎi)方無(wú)需按照傳統(tǒng)合同中“規(guī)定時(shí)間”付款，而是按照實(shí)際開(kāi)機(jī)使用設(shè)備時(shí)的有效結(jié)果來(lái)付費(fèi)。從道理上說(shuō)，設(shè)備開(kāi)機(jī)了才證明買(mǎi)方有活干，有活干才會(huì)有收入，稍后買(mǎi)方就可以給賣(mài)方支付一筆設(shè)備分期付款，如果開(kāi)工次數(shù)多，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，買(mǎi)方就會(huì)很快付清設(shè)備款。這種付款模式既適用于設(shè)備銷(xiāo)售場(chǎng)景，也適用于設(shè)備租賃場(chǎng)景。通過(guò)設(shè)備開(kāi)關(guān)機(jī)傳感器來(lái)獲取企業(yè)的機(jī)器實(shí)際運(yùn)行情況，并由此評(píng)估企業(yè)的生產(chǎn)情況并推算資金支付能力，現(xiàn)在已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以提供的一個(gè)重要生產(chǎn)力信用指標(biāo)。金融信貸機(jī)構(gòu)對(duì)獲取這些數(shù)據(jù)很感興趣。

用了設(shè)備才收費(fèi)，不用不收費(fèi)，通過(guò)以“結(jié)果經(jīng)濟(jì)”為導(dǎo)向的新模式鼓勵(lì)企業(yè)使用和購(gòu)買(mǎi)設(shè)備，這是企業(yè)家的智慧，是交易模式的創(chuàng)新。它不僅徹底改變了原有的賣(mài)產(chǎn)品的商業(yè)模式，也倒逼賣(mài)方必須在設(shè)備上添加必要的技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行確切的設(shè)備狀態(tài)判定，如用LBS（位置服務(wù)）或GPS來(lái)鎖定設(shè)備位置，用傳感器感知設(shè)備的開(kāi)機(jī)時(shí)間和載荷狀態(tài)，用工業(yè)軟件來(lái)計(jì)算工況和應(yīng)收費(fèi)用等。設(shè)備就必須從買(mǎi)方現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)到賣(mài)方企業(yè)，賣(mài)方必須無(wú)遺漏地采集關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，做出恰當(dāng)?shù)臎Q策/預(yù)測(cè)。

時(shí)空限制疊加不確定性

世界發(fā)展，社會(huì)進(jìn)步，技術(shù)提升，人類(lèi)演進(jìn)，皆拜不確定性所賜。

現(xiàn)實(shí)世界永遠(yuǎn)在運(yùn)動(dòng)和變化中，不確定性隨機(jī)產(chǎn)生并永恒存在。以人類(lèi)有限的五官和五覺(jué)所獲取的信息量，我們現(xiàn)在還無(wú)法預(yù)測(cè)何時(shí)發(fā)生地震，無(wú)法知道宇宙尺度有多大，無(wú)法準(zhǔn)確描述暗物質(zhì)和暗能量，無(wú)法知道氣候變化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展演變規(guī)律，無(wú)法知道人類(lèi)大腦如何思考，無(wú)法知道哪一個(gè)國(guó)家的哪一位政治家會(huì)在哪一天因?yàn)槟囊粋€(gè)事件而發(fā)動(dòng)一場(chǎng)形式未知的戰(zhàn)爭(zhēng)，無(wú)法預(yù)知某場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)企業(yè)供應(yīng)鏈的影響程度。不確定性始終伴隨在人類(lèi)左右，存在無(wú)數(shù)事物和活動(dòng)中，在你無(wú)法獲取足夠信息的場(chǎng)景中，與你打一個(gè)猝不及防的照面。

在工業(yè)界和經(jīng)濟(jì)界，無(wú)論在系統(tǒng)內(nèi)部還是外部，不確定性無(wú)處不在。但是工業(yè)界最不喜歡不確定性，這是由工業(yè)的基本特征和邏輯決定的。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程需要準(zhǔn)確反映生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)理模型、數(shù)據(jù)模型。機(jī)理模型表達(dá)的是強(qiáng)因果關(guān)系，數(shù)據(jù)模型表達(dá)的是強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系，它們的最終目的都是希望獲得確定、精準(zhǔn)和穩(wěn)定的預(yù)設(shè)結(jié)果。沒(méi)有確定性，就沒(méi)有工業(yè)的存在。

不確定性的產(chǎn)生，源于在缺乏足夠信息支撐情境下的認(rèn)知限制，對(duì)人和機(jī)器來(lái)說(shuō)都是如此。無(wú)論是人還是機(jī)器都需要決策，決策需要知識(shí)，知識(shí)需要信息，信息需要有效地采集、處理和相互關(guān)聯(lián)。一旦在及時(shí)獲取信息方面出現(xiàn)問(wèn)題（無(wú)信息、信息量不夠、信息種類(lèi)不全、虛假信息、信息嚴(yán)重滯后等），就會(huì)出現(xiàn)不確定性，就會(huì)影響決策。從古至今，從工業(yè)到經(jīng)濟(jì)，從工作到生活，從人到機(jī)器，從軟件到硬件，各行各業(yè)、方方面面，都需要利用清晰明確、類(lèi)多量足、實(shí)時(shí)敏捷的信息來(lái)支持決策，控制各類(lèi)人造系統(tǒng)完成預(yù)設(shè)功能，甚至分析和認(rèn)識(shí)科技、工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展演變規(guī)律，對(duì)未來(lái)趨勢(shì)做出正確預(yù)測(cè)。

遠(yuǎn)古時(shí)期，信息獲取能力受到時(shí)空限制，人類(lèi)掌握的知識(shí)極其有限，有時(shí)只能過(guò)度演繹，連蒙帶猜，甚至問(wèn)神卜卦，由所謂的“天意”決定。當(dāng)人類(lèi)掌握了大量科學(xué)技術(shù)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)了很多第一性原理，洞察了某些科技、工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展演變規(guī)律，尤其是獲取信息能力和手段極大地增強(qiáng)，預(yù)測(cè)和決策就變得日趨準(zhǔn)確了。

當(dāng)工業(yè)進(jìn)入第三次革命時(shí)期，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等數(shù)智化技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，人類(lèi)獲取數(shù)據(jù)能力逐漸增強(qiáng)，數(shù)據(jù)中所包含的信息、知識(shí)密度不斷增加。特別是進(jìn)入第四次工業(yè)革命初期，IT、CT、ET、OT技術(shù)都已經(jīng)成熟，多層互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)疊加融合頻繁發(fā)生，CPS在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越多，越來(lái)越彼此互聯(lián)。

用先進(jìn)的數(shù)智化技術(shù)對(duì)人和機(jī)器的五官和五覺(jué)進(jìn)行補(bǔ)充、擴(kuò)展、放大、創(chuàng)新、優(yōu)化，打破時(shí)空限制，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最大程度地獲取工業(yè)場(chǎng)景中訂單進(jìn)度、獲知企業(yè)“產(chǎn)品-人-機(jī)-料-法-環(huán)-測(cè)”等信息，是消除不確定性的有效方式。