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智能互联产品

前言:信息技术为所有产品带来革命性巨变。原先单纯由机械和电子部件组成的产品,现在已进化为各种复杂的系统。硬件、传感器、数据储存装置、微处理器和软件,它们以多种多样的方式组成新产品。借助计算能力和装置迷你化技术的重大突破,这些“智能互联产品”将开启一个企业竞争的新时代。

智能互联产品不但性能更强、可靠性更佳、利用率更高,而且能提供跨界乃至超越传统产品的新功能,它们带来的机遇将帮助企业实现指数级增长。这些截然不同的产品将颠覆现有的企业价值链,迫使企业重新思考自身的方方面面,甚至重构组织架构。智能互联产品还将改变现有的产业结构和竞争本质,但在带来新机遇的同时,也将企业暴露在新威胁之下。现有行业版图将被重塑,全新行业将会诞生,智能互联产品将迫使很多公司自问一个最基本的问题:“我们从事的业务到底是什么?”在智能互联产品时代,如何创造和捕捉价值?产品产生的(高度敏感的)海量数据应该如何利用和管理?如何改进与传统业务伙伴,例如渠道商之间的关系?随着行业边界的极大拓展,公司在其中应该扮演什么样的角色?企业将面临上述一系列新的战略抉择。

随着智能互联产品数量不断增多,为了阐释随之而来的新机遇,“物联网”一词应运而生。但它的诞生无助于我们理解这一现象及其影响。无论是涉及物或人,互联始终是一种传递信息的机制。智能互联产品的独特之处不在于互联,而在于“物”,正是产品的新能力其产生的数据将开创一个新的竞争时代。因此,企业不应再局限于技术本身,而应聚焦于竞争本质的变化。本系列文章将展示智能互联产品带来的变革,探讨它对于企业战略和运营的深刻影响。

作者介绍:

迈克尔·波特:哈佛商学院大学教授(大学教授,University Professor,是哈佛大学的最高荣誉,迈克尔·波特是该校历史上第四位获得此项殊荣的教授)。迈克尔·波特在世界管理思想界可谓是"活着的传奇",他是当今全球第一战略权威,是商业管理界公认的"竞争战略之父",在2005年世界管理思想家50强排行榜上,他位居第一。

詹姆斯·贺普曼:PTC全球总裁兼首席执行官,身居制造业产业链中的他所领导的企业近年来动作频频,侧面印证着文章所描述的物联网机遇与挑战。

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第三次浪潮

在过去50年间,IT技术曾引发了两次浪潮,深刻影响了企业竞争和战略。如今我们正站在第三波竞争变革的边缘。在现代信息技术出现之前,产品是机械结构的,价值链中的生产活动通过手工操作、纸笔计算和口头沟通完成。在20世纪60年代到70年代之间,IT技术的第一波浪潮来临。价值链中的个人生产活动,从订单处理到账单支付,从计算机辅助设计到生产资料规划都逐渐实现了自动化。生产活动的效率随之大大提高,部分原因是由于生产活动中的数据可以被捕捉和分析,这引发了企业生产流程的标准化革命。自此,抓住IT技术的运营优势,同时保持独特的战略优势成为每家企业必须面对的两难困境。

在20世纪80年代和90年代,价格低廉、无处不在的互联网兴起,引发了IT技术的第二波浪潮。互联网的出现,实现了个体生产活动与外部供应商、渠道和客户之间跨地域的协调与整合。企业甚至可以对全球的供应链系统进行紧密整合。前两次浪潮促成了巨大的生产率提升和经济发展。在这两次浪潮中,价值链发生了变化,但产品本身并没有受到深刻的冲击。

在现今的第三波浪潮中,IT技术正成为产品本身不可分割的一部分。新一代产品内置传感器、处理器和软件,并与互联网相联,同时产品数据和应用程序在产品云中储存并运行。海量产品运行数据让产品的功能和效能都大大提升。

这些新产品将大大提升经济生产效率。生产这些产品需要全新的设计、营销、制造和售后服务流程,同时新的生产环节,例如数据分析和安全服务将会诞生,这将重塑现有的价值链,进而引发生产效率的再次大规模提升。因此,第三次浪潮的规模有可能超越前两次,激发更多创新,实现更大的生产率提升和经济发展。有人预言物联网将会“改变一切”,这种断言过于武断。如同互联网的出现,智能互联产品代表一系列新的技术可能。然而,竞争和竞争优势理论并未随之发生变化。要抓住智能互联产品的浪潮,公司要更好地理解这些竞争规则。

智能互联产品是什么?

智能互联产品包含3个核心元素:物理部件、智能部件和联接部件。智能部件能加强物理部件的功能和价值,而联接部件进一步强化智能部件的功能和价值,并让部分价值和功能脱离物理产品本身存在。这就使得价值提升形成了良性循环。

物理部件包含产品的机械和电子零件。以汽车为例,物理部件包含引擎、轮胎和电池。智能部件包含传感器、微处理器、数据存储装置、控制装置和软件,此外还有内置操作和用户界面。还以汽车为例,智能部件包含引擎控制单元、防抱死智能系统、雨水感应自动雨刷器和触摸显示屏。在很多产品中,软件可以替代部分物理配件,或者使一个物理装置在不同条件下运行。联接部件包含接口、天线以及有线或无线联接协议。产品联接的形式主要有以下3种:

一对一:一件单独的产品通过接口或交互界面与用户、制造商或其他产品联接。例如,一辆汽车与故障诊断装置联接。

一对多:一个中央系统与多件产品进行持续性或周期性的联接。例如,多辆特斯拉汽车与统一的制造商系统联接。系统可以检测汽车的运行状况,对汽车提供远程服务和软件升级。

多对多:多个产品与其他类型的产品或外部数据源联接。举例来说,不同的农机设备相互联接,同时可以接收地理定位数据,从而协调并优化农业生产。例如自动旋耕机可以在精确的深度和间隔施放氮肥,而播种机随后将玉米种直接播种到田地中。

产品联接有两个目的:

首先:信息可以在产品、运行系统、制造商和用户之间联通;

其次:通过联接,产品的某些功能可以脱离物理装置。

在所谓的“产品”云中存在;例如博士(BOSE)推出的Wi-Fi音响,通过智能手机App,用户可以将网络上的音乐直接传送给音响系统。要保证完成联接,上述3种联接形式缺一不可。

智能互联产品正在各个制造领域涌现。在重工业,施耐德的PORT技术最多可将电梯等待时间缩短50%。该技术可以判断电梯的使用状态,计算到达目的楼层的最快时间,并指派最合适的轿厢快速运送客人。在能源领域,ABB公司的智能电网可以对发电、变压和输电设备产生的大量数据进行分析,例如变压器和次级变电站的温度变化。公共设施可以通过这些数据预测可能的过载现象,在断电前及时调整。在消费电子领域,BigAss智能电扇可以侦测有人进入房间并自动打开,而且可以根据温度和湿度调节电扇转速。此外,电扇可以记录用户的偏好,并进行相应的调整。

如今各个技术领域都取得了突破性发展;传感器和电池在性能、迷你化和能源效率上的提高;高度集成且低功耗的处理器和数据存储装置(微型计算机放入产品之中成为可能);价格低廉的网络接口和无线连接;快速软件开发工具;大数据分析技术;新的IPv6互联网地址注册系统给物联网预留了340万亿个新网址(新协议不但提供更高的安全性,让产品更方便地与网络连接;更支持产品在没有IT支持下自动获取地址)。这些创新相互融合,使智能互联产品的技术可行性和经济可行性均大幅提升,第三次浪潮正呼之欲出。

要抓住智能互联产品的浪潮,企业需要建立一套全新的技术基础设施,我们称之为“技术架构”(见图表“新技术架构”),它包含3个水平层级:产品内置的硬件、软件应用和操作系统;用于互联的网络通讯系统以及产品云(软件运行在自己的或第三方服务器上),这又包含产品数据库、软件应用开放平台、规则引擎和分析平台以及脱离产品运行的智能应用。纵贯水平层的是垂直层技术,它们包括身份认证和安全架构;获取外部数据的接口和与其他业务系统联接的工具(例如ERP和CRM系统)。有了这些技术,企业不但能实现快速的应用操作和开发,更能收集、分析和分享产品内外各个环节产生的大量数据。要建立并支持这样的技术架构,企业需要大量投资并获取新的能力,例如软件开发、系统工程设计、数据分析以及网络安全技术,掌握上述能力的传统制造企业可谓凤毛麟角。

智能互联产品能做什么?“智能”和“互联”将赋予产品一系列新的功能和能力,主要分为4类:监测、控制、优化和自动。理论上,一个产品可兼具上述4类功能(见图表“智能互联产品的功能)。每一类功能都有自身意义,并为下一阶段的功能打好基础。例如监测功能是控制、优化和自动的基础。要实现客户价值和战略定位,公司必需选择要发展的产品功能。

智能互联的功能

智能互联有四大类功能,下面对每一类功能进行分析,

监测:

通过传感器和外部数据源,智能互联产品能对产品的状态、运行和外部环境进行全面监测。在数据的帮助下,一旦环境和运行状态发生变化,产品就会向用户或相关方发出警告。监测功能还能让公司或客户追踪产品的运行状态和历史,更好地了解产品的使用状况。监测数据对产品设计(减少过度开发)、市场分层(通过分析和使用模式对客户进行分类)和售后服务(更准确地诊断故障部件,提高首次修复率)都有极重要的意义。此外,这些数据还可以减少售后服务纠纷;此外,通过发现产能饱和以及产品利用率过高等现象,公司得以开拓新的商机。

在一些产品中,例如医疗仪器,监测功能是产品价值的核心要素。美敦力公司(Medtronic)的数字血糖仪通过植入患者皮下的传感器,可以测量组织液中的血糖水平,并可通过无线联接向患者或医生发出警告。在患者血糖达到危险水平前,血糖仪可以提前最多30分钟发出警告,让患者接受及时的治疗。有时,监测功能可以在远距离跨越多个产品。久益环球(JoyGlobal)是全球领先的采矿设备制造商,它可以对所有深入地底的采矿设备进行监控,包括运行环境,安全仪表和预防性服务指示器等。久益还可以同时监控不同国家不同矿区中设备的运营状况,以作基准测试之用。

控制:

人们可以通过产品内置或产品云中的命令和算法进行远程控制。算法可以让产品对条件和环境的特定变化做出反应。例如当压力过高时,自动关闭阀门;当车库流量表达到一定级别时,打开指示灯。通过内置或云搭载的软件对产品进行控制,产品可以实现高度定制化,这在以前成本很高或难以实现。如今用户可以通过多种新的方式控制或定制与产品的互动。例如飞利浦照明的多彩灯,用户可以通过智能手机进行开关,还可以设置程序,当有人闯入时发出红色闪光。Doorbot门禁系统可以让用户用智能手机对访客进行扫描,远距离控制房门的开关。

优化:

有了丰富的监测数据流和控制产品运行的能力,公司就可以用多种方法优化产品,过去这些方法大多无法实现。我们可以对实时数据或历史记录进行分析,植入算法,从而大幅提高产品的产出比、利用率和生产效率。以风力发电涡轮为例,内置的微型控制器可以在每一次旋转中控制扇叶的角度,从而最大限度捕捉风能。人们还可以控制每一台涡轮,在能效最大化的同时,减少对邻近涡轮的影响。

此外,基于实时监测数据和控制功能,公司可以在故障发生前提供维护,远程完成服务,这样不仅缩短了产品停机时间,更省去了派遣维修人员的成本。即便需要实地修理,这些产品也可以提供维修信息,包括哪些部分受损,需要的部件以及修理的方法,这降低了维修成本,提高了一次修复率。迪堡公司(Diebold)能检测多台自动取款机的使用状况。一旦侦测到早期故障预警信号,公司就会对取款机机的状态进行评估,进行远程修理。如果需要实地修理,公司会向维修人员提供详细的故障诊断,维修流程建议和需要替换的部件。和其他智能互联产品一样,公司的自动取款机也可以通过升级来提升性能,通常升级都是通过远程软件更新完成。

自动:

将检测,控制和优化功能融合到一起,产品就能实现前所未有的自动化程度。最简单的产品有iRobot公司的真空扫地机器人Roomba,它内置软件和传感器,能对不同结构的地面进行扫描和清扫。更先进的产品则具备学习能力,能根据周边环境分析产品的服务需求,并根据用户的偏好调整。自动功能不仅能减少产品对人工操作的依赖,更能实现偏远地区的远程作业,提升危险环境下的工作安全性。

此外,自动产品还能和其他产品或系统配合。随着越来越多的产品实现互联,这些功能的价值将呈指数级增长。例如,随着智能电表入网数量增多,电网的能效就可不断提高,发电厂就能更好地了解用户的用电习惯,并随之调整、优化。

基于自身运行以及周边环境(包括系统中其他的产品)数据,以及与其他产品的沟通能力,产品最终将实现完全自动运行。操作人员只需要检测成果或整个系统,不必再关注单个产品。久益公司的Longwall采矿系统就可以实现地底自动化运行,位于地表的控制中心只需进行远程监测。系统对设备的运行和故障进行持续性监控,只在发生故障时派技术人员到地下进行修理。

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