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数字孪生体:实施降维打击的4大策略

来源:园链研究院 时间:2021/3/23 16:16:20 查阅:505

      与其他技术一样,数字孪生体将经历概念发展、基础设施、产业化到成熟衰退的各个阶段,目前它还处于基础设施建设阶段,因为数字孪生体产业专业化分工尚未形成,行业内还没有成熟的数字孪生基础设施,与之相关的工具也非常稀少,这些都是一个产业快速发展的前提条件。据园链观察,不少传统仿真企业正在加大数字化转型工作,它们正在进行数字孪生基础设施和相关工具研发的工作,预计通过三年左右的时间,这些问题都可以得到较好的解决。

      数字孪生体在航空航天等高端领域有一些典型应用案例,但这些案例大都是不计成本、不计代价完成的,如美国空军研究实验室启动的机身数字孪生体项目等。这些技术远超普通行业的需求,如果人为把这些技术引入普通行业,并不见得是有效的。前几年国内一家大型企业曾投入几亿元资金做“三哑”(哑设备、哑岗位、哑企业)改造,获得的收益并不明显。 为了实现大规模产业化应用,可以采用数字孪生体降维策略,这可以从人与机器协作来分析。通常可以把人与机器的协作情况分为三个层面,分别为高维度的人机协作、中维度的人与信息系统协作和低维度的机器与机器协作,见下表。毫无疑问,从高到低的数据应用方法不同,如果可以瞄准机器与机器协作所需要的数据自动化需求,在低端领域努力打造该技术模式,则可以较快推进相关技术的成熟。

      企业不能只在技术创新上做文章,因为随着数字孪生体产业的发展,相关技术将被扩散,后进入企业通过模仿等方式以更低成本提供解决方案,将对先发企业造成影响。那么,对于较早进入数字孪生体行业的企业来说,从行业选择、能力培育、商业模式和创新生态四个方面入手,能够在快速发展的同时,构建市场进入壁垒,形成自身核心竞争力。

策略一:选择合适行业进入

      虽然航空航天是最早应用数字孪生体的领域,但该领域的应用规模较小,对数字孪生体的工程技术水平要求较高,导致企业的研发投入成本高,从而给企业利用规模经济造成了障碍。 通用目的技术在某个具体领域产生,抽象出共性技术,然后把该技术应用到要求较低的领域,不断降低该技术的应用成本,从而形成一个相辅相成的创新闭环。数字孪生体作为新一代通用目的技术,也将遵循类似的规律。通用目的技术演进过程如下图所示。 图:通用目的技术演进过程示例

      对于进入数字孪生体行业的企业来说,应充分分析自身资源和能力,以及各个细分市场的数字孪生体应用机遇,结合两者选出重点进入的1 ~3 个领域,这是降维策略实施的第一步。笔者在《中国数字孪生体战略》报告中提出了城市、建筑、能源、汽车、航空航天、交通、医疗健康、材料和国防九大领域,企业可以根据自身情况从中进行选择。 常言道,“一步错,步步错,满盘皆输”,这用在数字孪生体降维策略上非常合适。笔者关注到一些传统企业在进入数字孪生体产业的时候,由于没有系统的策略规划,常常手头上有什么项目就做什么,无序的解决方案给企业造成了巨大的负担,变相遏制了数字孪生体能力的构建,使得企业无法参与即将到来的数字孪生体产业爆发和激烈竞争的时代。 

策略二:通过实践培育能力

      当选择好准备进入的行业之后,应聚焦到解决该行业的刚性需求和共性问题。前者是企业数字孪生体降维策略的抓手,只有通过满足客户的刚性需求,才可能获得客户对数字孪生体技术的信任;后者是企业培育能力的重点,只有不断逼近共性问题,才可以一步步推动数字孪生体演变为通用目的技术。

      数字孪生体技术分为数字孪生化、数字线程和数字孪生体平台,不管是在高端行业还是低端行业,这些技术的基本原理都是类似的。企业可以在低端行业应用场景中不断磨砺其技术能力,待相关技术成熟后,既可以在其他行业复制,还可以进一步往中高端延展。 通用电气通过为美国空军研究实验室提供 P2IAT  项目服务,积累了数字孪生体的应用经验,然后把相关技术应用到商业航空发动机领域。这正是降维策略的具体体现,只是它的降维深度不够,这也是由通用电气组织架构和管理模式等限制带来的副作用。 任何技术的应用,都需要与需求和场景匹配。随着数字孪生体产业不断壮大,数字孪生体需求将被激发,给相关技术创新带来新的机会。美国的新技术应用大都来自军事需求,而中国则主要来自政府推进的相关项目和应用,例如,我国正在推进新型基础设施建设,这给数字孪生体实践应用提供了场景。 因此,进入数字孪生体行业的企业,应该把寻找合适场景作为核心目标,通过满足相关应用场景需求,可以推进企业从一两个典型领域开始做起,从而利用通用目的技术的特点,实现更多应用场景的覆盖,这也是企业由小到大的必经过程。 

策略三:不断完善商业模式

      降维策略要求在发展中不断调整优化商业模式,从数字孪生体的应用来看,初期为了获得客户的支持,必然按照现有的项目合作方式推进,但随着项目积累越来越多,提炼的共性需求和能力也越来越丰富,最终会形成企业和行业的共性需求。 通过不断研发创新,企业在满足这些具有共性特点的需求时,其商业模式也会发生改变,为了覆盖更为广泛的企业或行业需求,企业会逐步切换到平台生态商业模式,这种模式的特点是平台赋能方式,即平台提供开发接口,企业根据需要选择合作伙伴共同进行研发,解决客户所面临的问题。 

      通过平台生态实现服务化,这是目前较为流行的趋势,但如果我们考虑到商业模式创新需要,实际上可以推进服务产品化,这更符合传统商业单一价值交换的要求,更容易设计出具有活力的商业模式。 企业在完善商业模式过程中会产生一些更为创新的服务模式,即便是平台生态,其基本种类也有交易平台、创新平台和混合平台,在具体领域如何运行,则需要企业家精神发挥作用了。不少企业正是通过经营创新,最终形成了适应时代需要的商业模式,数字孪生体产业也不例外。 

策略四:推进创新生态发展

      企业经营的永恒主题是创新和竞争。只会创新的企业,虽然可以引领行业发展,但当技术扩散带来低价竞争者时,这种创新就会戛然而止,因此需要保护自身创新的能力,这也是现代企业经营的基本;当然,一直盯着竞争对手的做法大部分情况下并不可取,在技术革命周期初期,为了降低自己的研发成本,的确可以采取标杆方法,但对于一种前所未有的技术革命周期到来时,如果还是继续采取跟进模仿的方法,则无法给自己带来发展机会。 数字孪生体企业在发展过程中将遇到平衡创新和竞争两者关系的选择。

      从全球数字孪生体发展情况来看,美国是当之无愧的领头羊,它在基础研究、产学研和产业化等多个环节都有大量的参与者,形成了完善的创新生态。据数字孪生体联盟调研,我国大部分企业不具备进行基础研究的能力,也承担不起相关费用,因此,它们在进入数字孪生体领域时采取了中国式方法,即进入一些已经开始产业化的领域,放弃还需要基础研究和产学研的领域。 这些企业之所以这样选择,是因为我国的知识产权保护还不够完善,各个利益相关方通常以三年左右的周期判断投资收益,这使得大家的决策都较为短视,难以考虑长期的战略诉求,这是我国数字孪生体产业未来十年需要解决的痛点。如果市场机制能够发挥作用,让数字孪生体产业的专业化分工正常进行,那么可能为我国带来十年以上的繁荣。 由此可见,如果我国要推动数字孪生创新生态发展,应加强降维策略驱动颠覆性创新思路的引导,借此培养新一代企业家。在第四次工业革命时期,新一代企业家对技术有更好的理解,对于商业模式创新,他们往往有超出寻常的洞察力。

      在目前全球经济和产业格局发生巨变的时期,这批企业家敢于开拓创新,笃定探索颠覆性创新的新路径,这才可以解决行业人士所担忧的“卡脖子”、工业软件等诸多挑战。

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