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麥肯錫最近發(fā)布了一份題為《工業(yè)自動化是否到達(dá)臨界點？（Is industrial automation headed for a tipping point?）》的報告，該報告分析了兩種情景，試圖揭示未來工業(yè)自動化可能走向的最大概率路徑：一種是改良，另一種是變革，并且分析了企業(yè)如何進(jìn)行應(yīng)對。

工業(yè)自動化仍舊是一個緩慢發(fā)展的賽道嗎？她是否已經(jīng)跨越了鴻溝，邁入即將快速增長的康莊大道？

麥肯錫最近發(fā)布了一份很有意思的報告，題目是《工業(yè)自動化是否到達(dá)臨界點？（Is industrial automation headed for a tipping point?）》。

正如我們所感知到的，工廠正在朝向更加自動和自治的方向發(fā)展，軟件定義和AI驅(qū)動正在席卷車間，很多設(shè)備正在變得更像是帶著機械臂的智能手機。不僅工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，比如手機、手表和汽車…正在變得更加智能，從某種意義上說，工廠本身也可以視為一種“產(chǎn)品”，每個工廠都可以使用其他工廠“封裝”好的先進(jìn)流程和經(jīng)驗。

這份報告中分析了兩種情景，試圖揭示未來工業(yè)自動化可能走向的最大概率路徑：一種是改良，另一種是變革，并且分析了企業(yè)如何進(jìn)行應(yīng)對。

• 情景1：改良（15年以上）

逐漸進(jìn)化

技術(shù)的采用趨勢緩慢，與過去的變化速度保持一致； 標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程緩慢； 創(chuàng)新（例如，低代碼/無代碼和數(shù)字孿生）僅用于特定用例和行業(yè)。

• 情景2：變革（5~10年）

快速轉(zhuǎn)型

顛覆性技術(shù)的采用催生了由數(shù)據(jù)分析和軟件驅(qū)動的車間，企業(yè)積極采用新的業(yè)務(wù)模式，云被廣泛使用，形成圍繞核心平臺的生態(tài)系統(tǒng)。

報告還將工業(yè)自動化市場的參與者劃分為4個大的類別，包括：互聯(lián)網(wǎng)巨頭、傳統(tǒng)自動化企業(yè)、軟件提供商和專業(yè)參與者。并得出結(jié)論認(rèn)為，如果制造企業(yè)在短期內(nèi)采用數(shù)字化技術(shù)，走向“情景2：變革”之路，那么互聯(lián)網(wǎng)巨頭的行動將最為積極，也將成為最大獲益者。

也就是說，如果工業(yè)自動化市場按照5~10年為期限的變革路徑發(fā)展，可能會導(dǎo)致亞馬遜、微軟、阿里、騰訊等公司贏面擴(kuò)大，從傳統(tǒng)工業(yè)自動化企業(yè)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(yè)人工智能、工業(yè)無線等技術(shù)并沒有突破增長的臨界點，那么工業(yè)自動化可能會增長得更加緩慢，2040年左右才會被廣泛采用。

無論是哪種情景，中小型的自動化企業(yè)和制造領(lǐng)域的最終用戶都會從中獲益。因為麥肯錫鼓勵互聯(lián)網(wǎng)巨頭和傳統(tǒng)自動化公司加強生態(tài)合作，通過合作伙伴獲取必要的行業(yè)知識，或者通過并購擴(kuò)展能力。

而最終用戶則可以在備選供應(yīng)商中同時考慮互聯(lián)網(wǎng)巨頭和傳統(tǒng)自動化企業(yè)，引入勢均力敵的參與者有利于最終用戶坐收漁翁之利。

這篇文章我們來拆解這份報告中的亮點，以及值得關(guān)注的最新工業(yè)自動化技術(shù)，內(nèi)容分為如下三個部分：

• 工業(yè)自動化的兩種未來情景：改良還是變革？及其應(yīng)對建議？
• 當(dāng)前工業(yè)自動化市場概況：超脫效率和成本，工業(yè)自動化的新維度
• 新自動化技術(shù)的影響：簡易化和標(biāo)準(zhǔn)化是新技術(shù)跳出PoC魔咒的法寶

工業(yè)自動化的未來情景：改良還是變革？

麥肯錫認(rèn)為工業(yè)自動化這個漸進(jìn)發(fā)展的領(lǐng)域正在面臨非線性競爭和技術(shù)變革的分水嶺，前方的岔路有兩條：“情景1：改良”和“情景2：變革”。

在第1個場景中，全自動化的生產(chǎn)制造普及到大多數(shù)企業(yè)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(chuàng)新性的技術(shù)將在2030年左右產(chǎn)生某些特定應(yīng)用，每種自動化技術(shù)的實施仍將需要較長時間的驗證和審核。從人才的角度來看，必備技能并沒有多少變化。總之，一切都與當(dāng)下沒有太大差別。

在第2個場景中，全自動化的生產(chǎn)制造普及到大多數(shù)企業(yè)的時間在未來的5~10年內(nèi)實現(xiàn)，到2035年很多工廠將實現(xiàn)較為徹底的數(shù)字化。在這種變革性的場景中，麥肯錫預(yù)測在2030年所有的信息處理任務(wù)將由邊云平臺完成，典型的制造工廠將實現(xiàn)端到端的生產(chǎn)流程自動化、使用更為標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，并擁有更多的開放性生態(tài)系統(tǒng)。

從商業(yè)模式上看，工廠中使用到的軟硬件將采用X即服務(wù)的模式，按照使用量付費，從而降低了工廠嘗試新型自動化技術(shù)的風(fēng)險和成本。從人才的角度來看，制造企業(yè)需要更具專業(yè)化的數(shù)字轉(zhuǎn)型新職位來處理新的工業(yè)自動化系統(tǒng)。

雖然過去幾十年工業(yè)自動化穩(wěn)步發(fā)展，但是市場結(jié)構(gòu)幾乎沒有變化，麥肯錫認(rèn)為由于顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)和制造業(yè)版圖遷移，勞動力短缺以及ESG等宏觀趨勢，工業(yè)自動化的變革腳步正在加快。

智能制造的愿景肯定將會實現(xiàn)，不過具體實現(xiàn)愿景所花費的時間到底是5~10年還是15年以上，麥肯錫并沒有給出答案。

市場中主流的4類供應(yīng)商：互聯(lián)網(wǎng)巨頭、傳統(tǒng)自動化企業(yè)、軟件提供商和專業(yè)參與者，將基于自身的優(yōu)勢部分動態(tài)發(fā)展。他們的長板和短板都很明顯，如下圖所示，深色為長板所在，隨著能力的下降，顏色逐步變淺。

為了補齊短板，互聯(lián)網(wǎng)巨頭需要擴(kuò)展其在工業(yè)領(lǐng)域的知識，并與成熟的自動化廠商和系統(tǒng)集成商建立合作伙伴關(guān)系。傳統(tǒng)自動化企業(yè)可能會考慮提升IT能力的配比，通過并購或者生態(tài)協(xié)同，強化在云平臺、軟件和物聯(lián)網(wǎng)中的優(yōu)勢。

無論走向哪種情景，我們都可以做好準(zhǔn)備，未來一段時間將是我們進(jìn)行布局的好時機。因此麥肯錫為工業(yè)自動化企業(yè)提出了一些2023年之后的潛在行動計劃：

• 復(fù)盤自動化的組合策略：目的在于評估潛在自動化場景對業(yè)務(wù)的影響，并購機會也在復(fù)盤之列。
• 創(chuàng)建新的自動化業(yè)務(wù)：企業(yè)可以劃分某些部門進(jìn)行內(nèi)部創(chuàng)業(yè)，建立類似于初創(chuàng)企業(yè)的獨立自動化業(yè)務(wù)。
• 推進(jìn)商業(yè)策略：通過改變渠道或者模式，來重新定義商業(yè)策略。
• 開發(fā)新的收入來源：創(chuàng)建新的產(chǎn)品，比如圍繞預(yù)測性維護(hù)構(gòu)建新產(chǎn)品，或者將現(xiàn)有產(chǎn)品轉(zhuǎn)向X即服務(wù)的新模式。
• 推出人工智能技術(shù)：企業(yè)值得認(rèn)真考慮引入AI技術(shù)，包括生成式人工智能，依托數(shù)字孿生和低代碼機器人等技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)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：

• 啟動自動化診斷：工廠通過診斷可以看到那些未知的自動化機會。
• 開展端到端的自動化轉(zhuǎn)型：從關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，逐步延伸到端到端的轉(zhuǎn)型。
• 開始工作轉(zhuǎn)型：如今很多管理理論和工作方法在工業(yè)時代形成，并不適合數(shù)字化時代，招聘、技能提升和培訓(xùn)將成為延續(xù)數(shù)年的重要內(nèi)容。

大膽假設(shè)，小心求證，“確保成功”似乎是很多人做決定的前提，但是世界并沒有什么確定性，接受不確定性是我們共同的修煉。殘酷的現(xiàn)實是，越是追求“絕對成功”的人，越是容易掉入決策的陷阱。

雖然沒有人能夠確定未來工業(yè)自動化將會如何發(fā)展，但是我們都可以為明天做好準(zhǔn)備。從成敗的角度看，贏家只需要在局部獲得相對優(yōu)勢，就能獲得領(lǐng)先。

超脫效率和成本，工業(yè)自動化的新維度

在報告中，麥肯錫統(tǒng)計了當(dāng)前工業(yè)自動化的發(fā)展現(xiàn)狀，到2025年，市場的總體規(guī)模將達(dá)到1150億美元，具體分為經(jīng)典自動化-流程行業(yè)、經(jīng)典自動化-離散行業(yè)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及云服務(wù)三個部分。

• 經(jīng)典自動化-流程行業(yè)：迄今為止，流程工業(yè)在傳統(tǒng)自動化設(shè)備的支出最多，控制系統(tǒng)的規(guī)模也通常最大，購買的持續(xù)時間也更長。根據(jù)麥肯錫的預(yù)測，到2025年，流程工業(yè)的支出總額將達(dá)到約760億美元，復(fù)合年增長率為2.8%。石油和天然氣是流程工業(yè)中的最大自動化買家，略高于化工行業(yè)，但增長速度最慢。
• 經(jīng)典自動化-離散行業(yè)：離散行業(yè)根據(jù)訂單生產(chǎn)，車間通常分布在不同的區(qū)域，這個領(lǐng)域的自動化支出規(guī)模比較低，但是增長速度較快，復(fù)合年增長率約為3.9%。離散制造中各個行業(yè)之間的差異很大，半導(dǎo)體和電子電氣行業(yè)的自動化支出增長最快。
• 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及云服務(wù)：這部分包括流程與離散行業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及云服務(wù)解決方案，目前這個領(lǐng)域仍處起步階段，但是增長的速度最快，復(fù)合年增長率約為18%，且供應(yīng)商相對集中。

提到變與不變，自從2019年以來，有一個數(shù)字增長了8倍，就是最終用戶現(xiàn)在優(yōu)先選擇外部合作伙伴來部署標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的比例。

過去幾年，最終用戶的精力發(fā)生了轉(zhuǎn)移，大家不再糾結(jié)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺由誰開發(fā)的問題，用戶從自行開發(fā)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，轉(zhuǎn)移到通過OEM等合作伙伴來部署標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺。

對于數(shù)字化解決方案，大家的重視程度有所提升，69%的受訪者表示，數(shù)字化系統(tǒng)已經(jīng)成為自動化的重要組成部分，94%的受訪者認(rèn)為數(shù)字化解決方案對未來的自動化工作尤為重要。

調(diào)查受訪者表示，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的標(biāo)準(zhǔn)性，與現(xiàn)有的傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)易于集成是最重要的選擇因素，接下來受訪者考量的是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商的服務(wù)水平。

最終用戶認(rèn)為開放標(biāo)準(zhǔn)比供應(yīng)商能力更重要，這些偏好將對未來工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的演進(jìn)產(chǎn)生重要影響。

變化的部分還包括用戶對于自動化幫助工廠進(jìn)行提升成效的考核，已經(jīng)超脫于生產(chǎn)效率和成本效益這兩個傳統(tǒng)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(xù)性。

通過增材制造、數(shù)字孿生等技術(shù)，可以提升工廠的韌性，減少公司供應(yīng)鏈可能遭受的潛在沖擊和風(fēng)險。數(shù)字孿生還允許企業(yè)模擬設(shè)備或工廠遭受突發(fā)情況之后的影響，以便提前制定對策。

5G和Wi-Fi 6這兩種無線通信技術(shù)可以跟蹤大型設(shè)備的狀況，減少延遲，使物流更具有彈性。

通過這些最新技術(shù)，工廠可以快速切換生產(chǎn)線，擺脫傳統(tǒng)裝配線的種種束縛，用矩陣方法進(jìn)行制造。矩陣式生產(chǎn)是指在車間內(nèi)使用靈活的單元來制造零件，而不再是一條漫長而連續(xù)的產(chǎn)線。

工業(yè)自動化還可以提升企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力，減少對能源的消耗，以及廢物廢料的產(chǎn)生。

簡易化和標(biāo)準(zhǔn)化是新技術(shù)跳出PoC魔咒的法寶

在報告中，麥肯錫還列舉了影響工業(yè)自動化游戲規(guī)則的10種最新技術(shù)（如上圖所示），包括軟PLC、數(shù)字孿生、自主機器人、工業(yè)人工智能、5G等。如果關(guān)注工業(yè)自動化的發(fā)展，其實會發(fā)現(xiàn)每項技術(shù)都并不新鮮，經(jīng)歷了很長的發(fā)展歷程，有些始終陷于PoC（Proof of Concept，概念驗證）魔咒難以擺脫。

所謂PoC魔咒是指新技術(shù)始終處于試點階段，而缺乏下一步的明確大規(guī)模商用策略。PoC魔咒的破解辦法就是簡易化和標(biāo)準(zhǔn)化，讓新技術(shù)達(dá)到簡單易用的狀態(tài)，并且建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

除了麥肯錫所提到的10項最新技術(shù)之外，我認(rèn)為還有一些工業(yè)自動化領(lǐng)域的新趨勢值得關(guān)注：

1、硬件平臺正在逐步整合

隨著最新處理器的演進(jìn)，比如英特爾第13代Raptor lake CPU等多用途芯片的發(fā)布，工業(yè)控制器、工業(yè)電腦、工業(yè)網(wǎng)關(guān)…這些硬件之間的分界線正在逐步消失，顯示了很明確的趨同性。同時，硬件變得越來越小，單設(shè)備內(nèi)集成的功能越來越多，工業(yè)人工智能逐步成為標(biāo)配。

2、軟硬件解耦形成共識，發(fā)展勢頭強勁

大量的知名企業(yè)，包括西門子、施耐德電氣、博世力士樂、倍福等公司，都認(rèn)為軟硬件解耦是大勢所趨，推出了與硬件完全解耦的軟PLC產(chǎn)品。這將造成工業(yè)自動化發(fā)展范式的劇烈變化，如果西門子的控制軟件可以在任何第三方標(biāo)準(zhǔn)硬件上運行，那么可想而知企業(yè)的競爭優(yōu)勢將會快速變遷。

3、產(chǎn)業(yè)元宇宙初具規(guī)模

正如我在文章《蘋果推出Vision Pro，西門子重金押注，“產(chǎn)業(yè)元宇宙”持續(xù)快速潛行》中提到，產(chǎn)業(yè)元宇宙從未中斷或放慢前進(jìn)的腳步。產(chǎn)業(yè)元宇宙并不是注重于必須將增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實（AR/VR）等技術(shù)置于中心，而是重點在提升工作體驗和生產(chǎn)的靈活性。

比如工廠經(jīng)理可以使用定制的產(chǎn)業(yè)元宇宙應(yīng)用程序來快速評估工廠績效，并了解整座工廠的運營概覽。管理人員可以在應(yīng)用程序中與同事基于同一個制造“單元”來召集會議，快捷高效。而后，團(tuán)隊可以檢查出現(xiàn)周期問題的機械臂、訪問機器性能數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特定的周期問題，并查看帶有機器性能傳感器數(shù)據(jù)的實時視頻流。

雖然工業(yè)自動化已經(jīng)邁過了從0到1的階段，進(jìn)入從1到N，但是在這個階段仍舊充滿眾多的創(chuàng)新機遇。未來工業(yè)自動化走向情景1還是2哪條路徑仍舊難以確定，我們每個人都可以在保留選擇的同時大膽行動。未來幾年我們可能將會看到工業(yè)自動化領(lǐng)域的新型引領(lǐng)者。