错过这项重要机遇,中国在物联网时代仍将“落后挨打”!

物联网
上周,中美的未来科技角力,围绕华为CFO被捕一事,幕后较量再次升温。华为事件之外,我们忽视了什么,有哪些盲区值得我们关注,有哪些科技短板隐藏着巨大机会,是本文希望探索的话题。

物联网尚未爆发,却提先遭受了“音爆”。

音爆,是当飞机突破音速时,产生的一种声学现象。在飞机达到声速的瞬间,飞机追上向前传播的声波,形成类似驻波的情况,声波发生干涉自激,所以如同爆炸一般。

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上周,中美的未来科技角力,围绕华为CFO被捕一事,幕后较量再次升温。就像飞机在超越声速之时,需要克服音爆的冲击一样,挑战和超越传统强国的科技优势,从中国制造转型为中国“智造”,正在经历这个从巨大的防燥防爆中破茧而出的瞬间。

华为事件之外,我们忽视了什么,有哪些盲区值得我们关注,有哪些科技短板隐藏着巨大机会,是本文希望探索的话题。

日前,工业软件公司Aras获得了高盛7000万美元的投资,这一事件却并未引起足够的重视。如今我们已经进入软件定义一切的时代,物联网认知物理世界的***步,便是将物理世界数字化,也就是为各种硬件抽象出来其数字孪生。这家名为Aras的公司所生产的软件工具,正是数字孪生的重要使能产品。因此在本文中我将尝试讨论:

  • 为什么数字孪生关系到整个物联网的发展?
  • 为什么这家在国内少有耳闻的工业软件公司,会获得高盛7000万美元的投资?
  • 数字孪生在未来将会如何演进?

数字孪生是物联网的底层逻辑

在分析这桩投资所蕴含的意义之前,我们先来看看数字孪生(Digital Twin)。

也许有人认为,数字孪生只存在于工业领域,这其实是一种错误认知。数字孪生并不局限于特定的行业或者领域,而是贯穿整个物联网的基础逻辑。

就像基因刻载了生命的大数据,保存着生命在孕育、生长、繁殖过程中的重要信息,数字孪生犹如设备的“基因”,在数字空间构建了一套表征该设备在设计、研发、工作、迭代过程中的虚拟实体。

数字孪生具有很强的延展性,有些数字孪生只是对单个传感器或设备的建模和指代,有些数字孪生则是整个智能系统的代言人,展示了系统中的拓扑结构、能源分配和设备实时情况。物理世界中的设备与数字世界中的“孪生”,两者的关联不是单向和静态的,而是时时对应、并贯穿整个产品生命周期的始终。

数字孪生带来的不仅仅是更便捷的创新实验、更低廉的试错成本、更精细的测量、更可靠的预测和更易于复制的经验,它还升级了人们对于“模型世界”的认知,打开了通过数字世界改造物理世界的窗口。缺少了数字孪生在数字世界中构建的设备“基因”,物联网就缺失了通过数字世界认知和改造物理世界的底层逻辑,可以说,数字孪生处于物联网启蒙的“咽喉”地位。

意大利豪车品牌玛莎拉蒂生产出了全新一代的Ghibli跑车,通过数字孪生的理念,玛莎拉蒂对软件里的数字化模型进行设计和测试,缩短了30%的新款车型设计开发时间,将跑车上市的时间缩短了16个月,同时Ghibli跑车的产量提升了3倍,却又保持了不变的品质。

看到了数字孪生的广阔前景,Gartner在***发布的2018技术成熟度曲线中,将数字孪生置于波峰位置。Gartner认为数字孪生利用物理模型、传感器采集、运行历史等数据,在虚拟空间中完成了对现实的映射,实现对物联网技术的升级。

作为数字孪生的必备管理工具之一,PLM(Product Lifecycle Management)产品生命周期管理软件发挥着重要作用。PLM中包含CAD计算机辅助设计、PDM产品数据管理、SPDM模拟过程数据管理、CAPP计算机辅助工艺流程规划等环节,涉及一个产品从设计管理、物料管理、工艺管理、生产管理、维护维修的整个流程。

PLM成为投资的热门领域

前文提到的工业软件公司Aras,核心产品就是PLM软件。Aras是微软在PLM领域唯一的一家金牌合作伙伴,其产品也是全球首款获得了美国构型管理协会(Institute for Process Excellence)四星认证的开放式企业级PLM,与西门子Teamcenter比肩。在获得高盛的7000万美元投资之前,Aras还获得了银湖资本的4000万美元投资。因此在一年内,Aras获得的投资数额超过1亿美元。

高盛考核被投企业的指标之一,是几乎肉眼可见产生回报的能力,获得高盛的投资意味着Aras的“印钞”本领非同一般。在具体的商业模式上,Aras并没有照搬“前辈”的惯性思维,而是另辟蹊径。

Aras采用同类企业中***的打法:它的基础模块免费、不限制用户点数,通过增值服务和套件收费,利用PLM软件用户粘性较强的优势,逐步积累了开发者生态和用户群体的网络效应,因而最终从西门子、达索、PTC等一众强大的竞争对手中脱颖而出。

与传统PLM动辄数百万、上千万的初始资金投入形成反差,Aras的软件仅需十几万成本便可起步,从而满足了中小企业对于产品生命周期管理的需求。成功的商业模式使得Aras成为PLM领域发展最快的公司之一,连续3年Aras的平均增长率都在60-65%之间,客户群体亦逐步从中小企业转向通用汽车、宝马、空中客车等大型企业。

其实Aras只是缩影之一,拉远放大来看,以之为代表,与数字孪生密切相关的PLM,正在成为投资的热门领域。Arena、Propel、Jama Software都是在过去两年中吸引了大量投资的PLM软件公司。

如果我们将视角进行横向细化,从不同行业来看,PLM又有各种变身。

比如在芯片领域,EDA(Electronic Design Automation)软件,可以通过计算机创建的“数字孪生”不断试错,以较低的成本设计出合格的芯片产品。目前我国进口额最多的产品不是原油而是芯片,国内EDA设计工具的欠缺已经成为制约中国芯片行业崛起的“七寸命门”,如果缺少了EDA这一必备工具,上千亿的芯片都不过是硅土。

在建筑领域,BIM(Building Information Modeling)软件是建筑物在设计和建造过程中,创建和使用“数字孪生”的工具。BIM建模对于工程师、建筑师、设计师和施工人员来说是一个改变游戏规则的工具,让各种物理空间在设计和建造的过程中,可以采用通用的思维模式,同时为尝试无人酒店、绿色建筑等新型运营模式打下基础。

虽然PLM乃至数字孪生如此重要,但是相关的核心软件,却是中国的一大短板。这与我们长期以来,认为硬件是核心的产业链思维有关,国内企业普遍不重视软件这一人类知识的数字化成果,但这个观念到了“不得不”扭转的关键时刻。

整个世界逐步被软件定义。一方面,全球各大传统硬件巨头,比如苹果、西门子、波音,都已化身为由软件驱动的科技公司。另一方面,随着传统软件逐步云化,以SaaS应用的形式对外输出,版权意识愈发规范。如果构建“数字孪生”的核心软件这个短板不能补上,中国在物联网时代,可想而知仍将处于被动位置。

数字孪生的未来之路

***,我们再来谈谈数字孪生的未来之路。数字孪生以产品为主线,贯穿了产品生命周期中的不同阶段,它在生命周期的不同阶段引入不同的要素,形成了不同阶段的表现形态,具体包括设计阶段、制造阶段,以及服务阶段的数字孪生。

(图片源自西门子)

既然数字孪生是为物体植入“基因”,那么这种基因就可以脱离人类的意志,通过计算机自动创建。因此,数字孪生的创建和管理过程,正在逐渐由人工智能来掌舵。

11月29日,PTC作为物联网领域的风向标之一,宣布收购Frustum,为其CAD产品引入人工智能和衍生设计(Generative Design)能力。

这里对“衍生设计”略作解释,它是一种模仿自然的进化设计方法。传统的产品设计是:

全新的衍生设计,则是计算机和设计师一同创造。工程师将设计目标以及材料、制造方法和成本限制等参数,输入到生成设计软件中。与拓扑优化不同,该软件探索解决方案的所有可能排列,快速生成设计备选方案。它能测试并从每次迭代中学习哪些有效,哪些无效。即:

除了建筑结构、平面视觉、消费电子产品等领域,衍生设计还被服装、珠宝、工业等领域所采用。Under Armour用它设计新款跑鞋,航空巨头空中客车用它设计放生机舱的隔离结构。

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同时,随着数字孪生的不断发展,我们与物理世界的互动关系也可能会发生变化。在这种变化的进程中,区块链或将起到重要作用。

以SAP为代表的企业,正在尝试将区块链与PLM、资产管理等软件相结合,解决合同与数据分散导致的沟通和管理成本过高、以及创意与应用在不同公司之间流转的问题。

Gartner预测,到2021年有50%的大型企业都会使用数字孪生。数字孪生意味着企业将要开始实现一种全新的商业逻辑:产业价值的“数字”交付——无论交付物是一件智能设备或产品,还是一座数字工厂,亦或是一条数字化产线。

首当其冲的是,谁被授权独立应付这份新任务?一家轮胎制造商,在为用户交付轮胎的时候,必须同时交付一套数字化双胞胎和支撑软件。这意味着,在轮胎的合同里面,将会出现软件交付和数字交付。这是一次商业的变革,拓展了企业传统信息化的边界。

数字孪生,未来的发展空间巨大,而我们尚处于变局的原点。目前很多企业都在尝试利用数字孪生促进产品全生命周期管理,越来越多的案例就发生在我们身边,美国的湾流宇航公司Gulfstream Aerospace Corporation已经取得了丰富经验和良好效果。

本文小结:

  • 数字孪生不局限于特定的行业或者领域,而是贯穿整个物联网的基础逻辑。它犹如设备的“基因”,在数字空间构建了一套表征设备在设计、研发、制造、迭代过程中的虚拟实体。
  • 数字孪生的必备管理工具之一,新型PLM产品生命周期管理软件正在成为投资与布局的热点领域。
  • 如果构建“数字孪生”的核心软件这个短板不能补上,中国在物联网时代,很可能仍将处于被动位置。
责任编辑:赵宁宁 来源: 物联网智库
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