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自动化老大们要告诉你的

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发表于 2020-10-18 17:43:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
无论是工业4.0,还是智能制造以及工业互联网,都给人们带来一种万象更新的工业气派。大量的ICT厂商和物联网厂商的介入,加持了人工智能、大数据分析等新锐兵团,整个行业的数字化市场一片热闹。这未免让人觉得,工业正在被ICT所裹挟。然而三四年下来,定睛细看,真正让工厂、车间发生数字化转型的主导力量,仍然是自动化厂商。

这也并不令人意外。他们在这个市场上,一直就决定了工厂更高质量、更高效率、更低成本、更短交货期的运行法则。如果从第一台应用在通用汽车工厂的可编程控制PLC开始算起的话,自动化在工厂的霸主地位五十年来从未动摇过。
2019年10月份,美国《Control》杂志发布了2018年自动化领域的Top 50。这里你可以发现智能制造的源头是一个高度惊人的寡头市场。西门子、艾默生和ABB占据前三名(ABB官网宣称自己为工业自动化市场的第二),施耐德、罗克韦尔和三菱电机尾随其后。在前十名中,美国占据四家,日本有三家,德国、瑞士和法国各有一家。但如果从Top 50的数量来看,德国毫无疑问是全球第一大自动化强国,有19家公司进入了Top 50,而西门子以137亿美元排名第一。第三是日本,有9家公司。可能很多人没有想到的是,排名第二位的正是美国,有15家公司,超过30%,紧随德国其后。当我们都认为德日是制造强国的时候,一定要知道美国也是自动化制造的超级强国,压过日本。
德美日这三个国家,则包办了全球Top 50的86%名额。而法国和英国则基本拿下剩余的全部。(中国自动化大黑马——汇川公司并没有被计算在内。汇川2018年销售额为58亿人民币,大概应能排名在第40名左右)

这家自动化领域的权威媒体,每年都会评出全球自动化厂商Top 50。但排名变化不大。自动化三强纹丝不变:德国、美国和日本。虽然自动化市场历经重大技术变革,但想看热闹的人总会失望。

自动化领域没有冷门故事。领先供应商的主导地位,始终稳如磐石。西门子、ABB、艾默生、施耐德电气、霍尼韦尔、罗克韦尔自动化和横河等传统大型供应商继续在自动化领域占据主导地位,稳如泰山,甚至连动摇的迹象都没有。
霍尼韦尔在最近两年,推出了一款名为Experion LCN(Local Control Network)的产品,就是为了修补它早在1996年推出最经典的全厂控制一体化系统TPS。如果再考虑之前二十年的TDC系统,这简直就是一场跨度四十年的修补和连接。真是一场时空大穿越。ELCN将仿真和可视化结合起来,取代了上世纪80年代以来就一直使用的本地控制网络(LCN)。ELCN可以让原有的应用软件和管理接口,使用最新的网络,甚至可以做成本地部署的云平台。它与霍尼韦尔的控制系统PKS和工业互联网是无缝集成的。在大型终端用户看来,ELCN“重置了旧系统中那过时的里程表”。换句话说,几十年前的老用户现在可以选择使用更现代化的硬件,同时维护他们已有的配置和管理软件,尽管这些软件已经非常老了。
西门子积极布局软件的故事已经广为熟悉,它在十多年间传递了一个不可动摇的圣徒信念:自动化厂商只有软件化,才能实现战略跃迁。就像量子跃迁到更高能量轨道上必须吸收光子一样,软件就是自动化商的猎物光子。那些身材苗条、体量相对较小的独立软件厂商,向来都是五大三粗、身高魁梧的自动化厂商天生的猎物。自2006年以来,西门子花费了令人叹为观止的140亿美元,进入全球顶级的软件商俱乐部之列。不过,它一年的产值也只有40多亿美元。如果不是粗眉大眼的自动化硬件替它支撑,这绝对是个苦局。然而有了软件,硬件的故事才能讲得好,硬件打包后的价格才能卖得高。相信西门子的硬件部门对软件事业部是又恼又恨却又离不开。部门间打架是必不可少的,但对外却传递了数字升级的统一性。这就是战略的定力,这也是西门子给传统自动化厂商所能上的最好一堂战略课。
施耐德电气同样在积极布局,2013年收购英维思(Invensys),唾手立得DCS系统Foxboro、组态软件Wonderware、安全Triconex等一大筐好菜。如果这还都算是自动化内部的本分收购,那么之后它对PLM设计软件的关注,则让软件与自动化的关系,表白得一清二楚。在错失对PTC的最好机会之后(PTC可真是自动化厂商的“梦中情人”),施耐德电气2017年完成了对AVEVA的“反向收购”,保留了合并投资组合的60%的所有权。AVEVA也是最早期计算机设计软件CAD的拓荒急先锋,有着雄厚的英国剑桥数学所留下的班底。它最终成为厂房、造船等工程信息系统的关键设计软件。并购AVEVA之后,施耐德电气也将早先的Wonderware软件,全部注入AVEVA。设计软件与自动化软件的融合,这将是自动化厂商的标配。这种并购,就是在球门禁区外的定位球,具有决定性地战略价值。在2018年,施耐德电气再次收购了专注于电气CAD与仿真的IGE+XAO集团,将这种战略定位球运用得更加娴熟自如。
最新的消息是,施耐德电气2月份计划以14亿欧元并购了德国建筑软件开发商RIB软件公司,在静等股东批准。这意味着施耐德在建筑领域的“电气化+数字化”继续快跑。施耐德的收入一半来自建筑和数据中心产品的销售,而未来建筑将是全数字化与全电气化(All-Digital and All-Electric)。在这种情况下,德国RIB基于云的产品,对于数字化建设和运营领域至关重要。施耐德正在精心打造的工业软件集团AVEVA,不过目前看RIB应该不会并入AVEVA,而是独立作战的一员新猛将。这要牵出施耐德电气的另外一局大棋。去年4月,施耐德电气和凯雷投资集团Carlyle计划成立一家名为AlphaStruxure的合资公司,进行分布式能源和微电网的设计和工程工作。二者此前已经形成大型基础设施项目中部署微电网的战略联盟。这一次,意味着建筑信息模型BIM软件的深度融合,必将彻底改变基础设施的传统面貌。发改委在四月下旬公布了“新基建”的概念,让人大跌眼镜。新一代信息基础设施,除了5G、物联网、卫星网,居然还包括工业互联网。真是概念混乱。看看法国施耐德公司的做法,才能更好地了解新基建。那些被软件重新激活的水泥钢筋,让传统基建产生了全新的澎湃活力。
在某些情况下,许多大型供应商正在进行改革、重组,甚至“去多元化”。2019年西门子终于坚决地剥离了天然气和电力业务。西门子能源的剥离,正在成为今年的重点,预今年9月可以完成公司的公开上市。而现任CEO凯飒则被提名为西门子能源监事会主席,CEO也早已确定,甚至数字化工业集团(DI)现任首席财务官也被一并送上。国内新公司也都注册完成。

ABB 80%的电网业务也在2018年12月出售给日立;通用电气则毫无悬念地放弃了贝克休斯的多数控制权——这笔业务曾经耗费GE约340亿美元。

排名第7的美国霍尼韦尔,则在2018年12月将旗下的家居产品组合和ADI分销业务,分离成为一个产值45亿美元关注智能家居的Resideo公司;交通系统也被分拆。而霍尼韦尔自己则加大了对特性材料技术集团(PMT)的关注,该集团旗下的霍尼韦尔UOP为全球石油天然气行业提供技术和软件服务;而过程控制部,则以软件为基础的自动化控制系统、仪器仪表和相关服务的行业先锋。分离,是为了更好地聚焦工业自动化与软件服务。
欧姆龙在2015年以2亿美元,收购了美国本土最大的工业机器人制造商Adept公司,并同时收购了多轴控制器Delta Tau,强势进入了小负载的机器人行业。相对于以前偏部件级的传感器、测量仪器、PLC等离散元器件产品,收购机器人让欧姆龙的产品形态变得更加集成化。而那个能打乒乓球的人工智能型教练机器人,成为欧姆龙对外展示人机和谐工厂Factory Harmony的形象代言人。2017年欧姆龙则再次以1.57亿美元收购总部位于美国的工业条码阅读器和机器视觉的迈思肯。这种对生产线上的全线拓展,背后正是对物联网技术的加码。制造层上几乎所有物体,包括原材料、设备和机器人,都开始进行连接。
无独有偶的是,三菱电机2019年全资收购了美国一家机器人创业公司Realtime Robotics。在机器人方面,三菱电机推出了MELFA系列工业机器人,并加入了视觉能力、力传感器和人工智能技术,实现了高速、高精度拾取和控制解决方案。预计今年就会看到三菱电机的新工业机器人系统。

这些悄无声息的聚焦,才是自动化的核心本业,运动控制都是核心基石。当然,技术的飞速发展在传统的自动化供应商业务模式中也在产生一些新的挑战,其中一点就是如何向软件管理服务过渡。增加公司规模和填补自动化产品空白,这种收购动力仍然存在,但围绕软件重组业务,对于自动化战略家而言,则似乎是一种更有趣味的数独游戏。
每个主要供应商都有一项物联网战略,包括他们自己的云服务,以及跨越其软件产品范围的全面数字化计划。所有供应商都在追求自己的IIoT和数字化战略和解决方案。ABB拥有ABB Ability;艾默生的PlantWeb;霍尼韦尔的Connected Plant;罗克韦尔自动化的Connected Enterprise,施耐德电气的EcoStruxure和西门子的MindSphere,和年轻的师祖爷GE Predix。

这些场景的应用,其实并不必有多复杂。艾默生的PlantWeb数字生态系统,通过微软Azure,在工业互联网的传感器/执行器级别上发挥作用。通过分析和应用程序,增强了对资产和工厂性能的深入了解,也降低了无线安装、调试和连接设备的复杂性。
三菱在日本力推边缘计算联盟EdgeCross,欧姆龙、NEC、研华也都纷纷加入。由于边缘侧需要进行大数据的预处理。这是传统自动化企业感受到来自物联网最有影响力的冲击之一,自动化企业必须应对计算能力。EdgeCross鼓励联盟成员把一部分分析功能放在工控机端,这也使得三菱推广多年的eFactory,重新开始强化基于边缘计算的工控机MELIPC的枢纽地位,将数据采集/传输、边缘计算、实时控制等多重功能嵌入其中。由于边缘计算的出现,原来几乎被边缘化的PLC、IPC的老家伙,又重新焕发青春,C位上台了。

运动控制系统,也在被一一摆上桌面。那些传统的执行机构等,都是要等着注射“边缘计算”营养液的长长清单中的一员。例如日本THK和台湾上银的滑轨及滚珠螺杆,德国Festo的执行机构,都在开始收集数据的同时,通过数据分析,来进行控制。
边缘计算能力在加强,数据分层效应明显,有的在控制边缘,有的在端(如镜头),更复杂的才会上云。例如振动分析的传感器,属于高频的数据,不会直接上传。而是需要提炼出特征值,过滤一部分,再进入工控机IPC。每一个环节,都有对应的数据处理手段,而这背后则是对行业知识的深度洞察。与此同时,随着5G的加速普及,也加速了移动边缘计算MEC的盛行。可以说,5G已经找到了下沉工厂的商业模式。它不再是独立的第三方管道,而是极有可能成为工厂资产的一部分。这个巨大的变化,自动化厂商也并不会漠视。边缘计算成为四处逢源的新明星。

这正是自动化厂商最为娴熟的阵地。ICT厂商是外行。正是这样的原因,机器人厂商都高度重视这一阵地的进展。无论是KUKA,还是Fanuc,都下了大功夫。与国内热衷的工业互联网平台而言,这些机器人厂家更专注于对边缘计算的精准布局。Fanuc已经对日本一家人工智能公司新秀Preferred Networks进行二次投资,就是为了确保发那科能够在数控系统、伺服系统以及机器人这些优势领域,继续巩固堡垒。
流程行业与离散制造业的自动化趋势,则走在相互靠近的路上。西门子在2019年的再次重组计划中,将前几年分离出去的流程工业,重新与数字工厂合并,成立了数字化工业集团,并艰难地推动各部门合并为一个统一的业务。

而这也是流程自动化巨头,一直想要弥补的软肋。最为躁动不安的是全球自动化排名第三的艾默生,一直急于在离散制造业做出点名堂。

艾默生2017年曾经出价近280亿美元收购罗克韦尔,因为后者的坚决“抗婚”而未果。随后罗克韦尔采用了三手坚定的护法行动。首先它迅速推出了一项价值15亿美元的大规模股票回购计划,从而增强了它的独立性;其次对全球三大CAD厂商之一的PTC公司投资10亿美元;而在2019年则再次和美国最大的仿真公司ANSYS进行战略合作。老夫聊发少年狂,左牵黄,右擎苍。这种左右开弓的防守术,将使得艾默生很难再次出手。而罗克韦尔的战略布局,则表达了一个自动化厂商,是如何利用软件联盟,筑起自己的新壕沟。
艾默生则需要继续践行这份进入离散制造的使命。2018年收购GE智能平台业务,因蹭了GE工业互联网平台的热度,一时也引来无数关注。然而GE智能平台,不过是一项收入为2亿多美元的业务,还是传统的PLC和工业PC、I/O等相关硬软件和机器控制技术等。这种货色,一般自动化厂商是不会要的,艾默生却是不得不弯下腰捡回来,谁让自己在离散控制领域有短板呢。早知今日捡回GE的人机界面系统CIMPLICITY,何必昔日大意失荆州。英维思将人机界面系统之花Wonderware卖给了施耐德,后者将其从一块小软件业务部门一举武装成一个独立旅,最后再装入AVEVA干脆就是一个加强师了。
同一年艾默生还以5亿多欧元的价格,收购了自动化气动技术供应商德国安沃驰AVENTICS。忍不住插一句,这个品牌说来话长。本来是德国老牌工业巨头曼内斯曼的部门,2001年博世自动化并购了曼内斯曼的力士乐,而力士乐下属的这个气动部门,则在2013年离家出走,独立经营。这也是动力设备和流体自动化的佼佼者,每年销售额也有4亿多欧元,并且艾默生几乎平价入手,真是捡到了跳楼价。
在大型供应商以多元化的业务占据主导地位、领先位置坚如磐石的时候,中型供应商则往往以专长业务为主,一往无前。像美国阿美特克Ametek公司,作为电子仪器和机电测试设备的全球领导者,年销售额约为50亿美金。而德国恩德斯豪斯E+H仪表、德国倍加福P+F传感器等,都在数字化时代呈现了盎然生机。这些公司也都在重复着大型供应商的故事,在积极迎接时代的变化。以德国菲尼克斯电气为例,这家以接线端子起家的电气和自动化公司,已经通过融合OT和IT的PLCnext软件开放平台走向了软硬一体的数字化,而面向充电桩的充电解决方案,则顺应了全球再电气化的趋势。这些都是通向未来的必然之境。反过来也可以说明在智能化、再电气化的道路上,这些中型自动化供应商所需要选择的战略路线,其实并不艰难。他们看上去有意无意布下的棋局,都顺应了时代的发展。剩下的,都只是战术上的起伏而已。在这条路上,并没有令人惊讶的落伍者。相反,他们比任何其他选手,都会更加警觉。
自动化厂商自身正在变得面目全非,脱胎换骨正在悄然进行之中。然而不要误会他们会缺席:江湖上行走的仍然是那些曾经传奇的名号,智能制造的大路上并无弯道。此去经年东风舞,依旧昨日桃花笑。











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