“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的技術(shù)創(chuàng)新研究

常 潔/Chang Jie

（中國電信股份有限公司上海研究院 上海200122）

1 “互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的內(nèi)涵

國內(nèi)“互聯(lián)網(wǎng)+”這個理念于2012年被首次提出，它被認為是所在行業(yè)的產(chǎn)品與服務(wù)于未來看到的多屏全網(wǎng)跨平臺用戶場景結(jié)合之后產(chǎn)生的一種化學(xué)公式[1]。與2007年出現(xiàn)的“互聯(lián)網(wǎng)化”概念一脈相承，強調(diào)互聯(lián)網(wǎng)與各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行跨界深度融合?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是我國工業(yè)和信息化深度融合的成果與標志，也是進一步促進信息消費的重要抓手[2]。從現(xiàn)有的發(fā)展現(xiàn)狀來看，“互聯(lián)網(wǎng)+”仍處于發(fā)展的初級階段，各領(lǐng)域?qū)τ凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的內(nèi)涵還處于不斷摸索的過程中，尚無足夠的經(jīng)驗可以遵循。

對于傳統(tǒng)行業(yè)而言，尋找“互聯(lián)網(wǎng)+”的切入點更加困難。以制造業(yè)為例，傳統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè)發(fā)展形勢并不樂觀，截至2015年第一季度，我國的大中型鋼鐵企業(yè)虧損面已接近50%，煤炭行業(yè)也面臨著低效、虧損等嚴重問題。因此，國家積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，主要是希望將信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)思維視為生產(chǎn)要素，來改造和提升傳統(tǒng)行業(yè)，創(chuàng)新經(jīng)濟發(fā)展模式，本質(zhì)還是要注重互聯(lián)網(wǎng)給傳統(tǒng)行業(yè)帶來的技術(shù)變革和產(chǎn)品提升。

“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”是兩化深度融合在 “互聯(lián)網(wǎng)+”時代下的核心體現(xiàn)，其內(nèi)涵是將互聯(lián)網(wǎng)平臺和信息通信技術(shù)融合到制造業(yè)全生命周期中，以提升制造業(yè)的創(chuàng)新能力、生產(chǎn)效率和資源利用率，推動智能制造、綠色制造和服務(wù)型制造的發(fā)展，最終以新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)和商業(yè)模式等形式構(gòu)建成現(xiàn)代制造業(yè)體系[3]。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的六大特征

（1）全在線

包含產(chǎn)品設(shè)計的在線研發(fā)，設(shè)備生產(chǎn)的在線監(jiān)測，數(shù)據(jù)的在線流動，終端消費者與生產(chǎn)消費的在線互聯(lián)互通以及企業(yè)內(nèi)部和全產(chǎn)業(yè)鏈的在線協(xié)同。產(chǎn)品設(shè)計的在線研發(fā)主要是指在 “互聯(lián)網(wǎng)+”模式下，打破原有的企業(yè)主導(dǎo)模式，將其轉(zhuǎn)化為以用戶和市場的需求為導(dǎo)向，使用戶可以在線參與產(chǎn)品研發(fā)過程；設(shè)備生產(chǎn)的在線監(jiān)測是指在生產(chǎn)過程中通過 BYOD（Bring Your Own Device，自帶設(shè)備）、云平臺和寬帶網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時在線，通過軟件控制，對生產(chǎn)要素和生產(chǎn)流程進行智能配置管理；數(shù)據(jù)的在線流動主要完成制造業(yè)企業(yè)各部門間或企業(yè)外部數(shù)據(jù)的在線流動，實現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)上/下游、協(xié)作主體之間以最低的成本流動和交換；終端消費者通過互聯(lián)網(wǎng)使得生產(chǎn)和消費互聯(lián)互通，可以實現(xiàn)價格的動態(tài)變更，根據(jù)消費者的需求，實時調(diào)整產(chǎn)品類型等，并提供線上/線下的銷售模式；企業(yè)內(nèi)部和全產(chǎn)業(yè)鏈的在線協(xié)同將產(chǎn)業(yè)鏈的上/下游企業(yè)連接起來，形成產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展。

（2）全互聯(lián)

“互聯(lián)網(wǎng)+”具有一些基本要素，包括技術(shù)、場景、參與者、協(xié)議與交互等，互聯(lián)具有差異，互聯(lián)的價值也相差較大。以協(xié)議為例，在制造業(yè)場景下，終端的接入方式千差萬別，主要包括通過無線接入網(wǎng)絡(luò)（3G、4G、GPRS、Wi-Fi等） 和有線接入網(wǎng)絡(luò) （光纖、ADSL等）接入，每一種接入方式對應(yīng)不同的接入?yún)f(xié)議，適用于不同的需求場景。因此，制造業(yè)往往是獨立的垂直系統(tǒng)，離萬物互聯(lián)、信息聚合、智慧應(yīng)用的理想目標有很大差距。

（3）實時化

“互聯(lián)網(wǎng)+”支持通過視頻實現(xiàn)制造業(yè)場區(qū)實時監(jiān)控及錄像查看，當(dāng)場區(qū)發(fā)生意外情況時，可以提供實時的緊急救援。從終端側(cè)來說，能夠?qū)崟r監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部其他終端的各種狀態(tài)，也能夠監(jiān)測終端的運行狀態(tài)等。按照客戶的需求周期進行統(tǒng)計，能實時掌握終端流量的走勢，進行故障分析，查找故障原因，實時把分析的故障原因告知客戶，可及時避免客戶到現(xiàn)場排查終端造成的運維成本，提高終端在線率。

（4）個性化

“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”削減了供需信息不對稱，使制造業(yè)逐步演化為個性化定制、個性化生產(chǎn)、個性化消費和個性化服務(wù)，以用戶為核心，滿足個性化需求并增強用戶體驗，具有服務(wù)周期長、低庫存、個性化等特點?；ヂ?lián)網(wǎng)釋放了消費者的個性化消費，在改變銷售方式的同時，也倒逼生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型。2015年，阿里巴巴與美的簽署了2015年戰(zhàn)略協(xié)議，美的將借助阿里提供的用戶行為等數(shù)據(jù)改進產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式。未來，在消費者驅(qū)動生產(chǎn)的商業(yè)模式下，生產(chǎn)制造系統(tǒng)將具備個性化、柔性化、快速響應(yīng)市場等特性，這將完全區(qū)別于傳統(tǒng)B2C的生產(chǎn)制造模式。

（5）智能化

“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”時代，制造的智能化體現(xiàn)在利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)建設(shè)全面感知、智能預(yù)測、自動控制、工藝優(yōu)化、安全連鎖、物流高效、設(shè)備可靠、優(yōu)化決策的生產(chǎn)管控體系。尤其是隨著LTE網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)園區(qū)PON（Passive Optical Network，無源光纖網(wǎng)絡(luò)）的普及，工業(yè)數(shù)據(jù)的收集變得更加實時且可靠，對于所收集數(shù)據(jù)的處理也變得更加高效，這些成為制造業(yè)智能化的發(fā)展基礎(chǔ)。

（6）生態(tài)化

設(shè)計、生產(chǎn)及銷售過程的生態(tài)化，既體現(xiàn)在設(shè)計理念的生態(tài)化方面，又體現(xiàn)在生產(chǎn)過程的生態(tài)化方面，互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)給予工業(yè)設(shè)計更多的創(chuàng)新主體和空間；智能化生產(chǎn)使過程更高效、環(huán)保，對于能源結(jié)構(gòu)和資源利用率能夠起到正向引導(dǎo)作用；生態(tài)化還體現(xiàn)在循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展方面，“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”給各產(chǎn)業(yè)鏈條內(nèi)部和產(chǎn)業(yè)之間提供了交流互通的機會，逐步實現(xiàn)零排放、資源綜合利用和再生資源回收利用等。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的四大需求

（1）需要提高現(xiàn)有制造業(yè)企業(yè)的信息化覆蓋率

與德國、美國、日本等制造業(yè)強國相比，我國現(xiàn)有的制造業(yè)企業(yè)仍然存在著技術(shù)短板，如依靠資源優(yōu)勢發(fā)展而來的勞動密集型企業(yè)占比高，相對而言，信息化程度較低，這將大大阻礙“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的發(fā)展進程。制造業(yè)的快速增長將導(dǎo)致現(xiàn)有的信息化基礎(chǔ)設(shè)施無法提供正常的基本服務(wù)，因此，如何保證這些企業(yè)提升信息化的覆蓋率達到“互聯(lián)網(wǎng)+”的基本要求是需要首先考慮的問題。

（2）需要規(guī)劃業(yè)務(wù)全生命周期的智能管理

有證據(jù)表明，業(yè)務(wù)全生命周期管理對于制造型企業(yè)而言，更能緊密地結(jié)合業(yè)務(wù)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，縮短響應(yīng)時間，有效地利用生產(chǎn)資源，進而提高市場競爭力。在業(yè)務(wù)的全生命周期中，利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，企業(yè)可將產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備關(guān)聯(lián)進企業(yè)共性平臺，通過軟件控制，對生產(chǎn)要素與生產(chǎn)流程進行動態(tài)化、智能化的配置管理，實現(xiàn)定制化生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中注重互動和開放，給客戶提供更加智能、更好體驗的產(chǎn)品。

（3）需要把信息技術(shù)嵌入到產(chǎn)品中

信息技術(shù)主要是指把信息系統(tǒng)和計算機技術(shù)集成融合到制造業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及協(xié)同過程中，環(huán)環(huán)相扣，每一環(huán)產(chǎn)生的信息都可以應(yīng)用于其他環(huán)節(jié)，信息的價值被成倍放大。

（4）需要運用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、社會化和服務(wù)化

利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的網(wǎng)絡(luò)化、社會化和服務(wù)化，推動生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)快速發(fā)展。還要發(fā)展智能物流、電子商務(wù)等，以降低流通成本，擴展市場。制造業(yè)供應(yīng)鏈和銷售網(wǎng)的社會化和網(wǎng)絡(luò)化，推動了生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展[4]。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的五大重點技術(shù)創(chuàng)新方向

（1）基于工業(yè)PON提供企業(yè)智能工廠應(yīng)用

工業(yè)PON是指采用工業(yè)級PON設(shè)備，不含有任何電子器件及電子電源的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率?，F(xiàn)有的工業(yè)PON具有相對成本低、純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)、資源占用少等特點。

工業(yè)PON簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、實施配置和運維管理流程，同時，有效地降低了初期的采購成本，易于后期擴展，能夠提供給企業(yè)很高的帶寬，保證“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的企業(yè)智能工廠應(yīng)用和后期的通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)升級。通過與MES（Manufacturing Execution System，企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)）相結(jié)合，使得客戶/終端用戶可隨時使用移動設(shè)備，實時訪問企業(yè)網(wǎng)絡(luò)上MES生產(chǎn)環(huán)節(jié)的相關(guān)信息，通過可視化系統(tǒng)進行生產(chǎn)環(huán)節(jié)相關(guān)信息的分析顯示，最終實現(xiàn)將企業(yè)生產(chǎn)過程的控制、運行、管理作為一個整體進行控制與管理。

（2）結(jié)合園區(qū)LTE覆蓋提供移動設(shè)備的靈活接入

園區(qū)LTE網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋范圍大、無線傳輸速率高的特征，且可以補充有線網(wǎng)絡(luò)的限制。通過無線方式將各類智能裝備、數(shù)傳設(shè)備、傳感器接入到生產(chǎn)信息化系統(tǒng)中，實現(xiàn)園區(qū)的泛在聯(lián)接。園區(qū)LTE網(wǎng)絡(luò)可以有序控制，不會出現(xiàn)碰撞低效的情況，用戶體驗更好。靈活地兼容應(yīng)用，支持全域的移動辦公，更好地保證了用戶使用時的QoS。

（3）智能監(jiān)控服務(wù)擴展到業(yè)務(wù)全生命周期

智能監(jiān)控服務(wù)貫穿業(yè)務(wù)全生命周期，在研發(fā)階段，監(jiān)控企業(yè)與用戶之間的實時互動，實現(xiàn)對市場需求的精確把控，將用戶的需求直接融入到產(chǎn)品的研發(fā)過程中；在產(chǎn)品制造過程中，可以通過安裝傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，管理人員可以通過實時監(jiān)測收集產(chǎn)品的各種實時信息，如監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)時的溫度、濕度、制造車間的氣壓以及生產(chǎn)過程中所耗費的能源等；在產(chǎn)品銷售過程中，通過建立線上/線下一體化的營銷服務(wù)體系，實時監(jiān)控銷售狀況，根據(jù)買方數(shù)量及報價動態(tài)地調(diào)整產(chǎn)品的價格；在協(xié)同階段，通過產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動加速產(chǎn)品的革新與商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變。

（4）大數(shù)據(jù)整合分析實現(xiàn)以用戶需求為導(dǎo)向

IBM根據(jù)制造業(yè)所面臨的問題與產(chǎn)品生命周期，歸納出制造業(yè)大數(shù)據(jù)分析的五大應(yīng)用模式：一是物料品質(zhì)監(jiān)控，二是設(shè)備異常監(jiān)控與預(yù)測，三是零件生命周期預(yù)測，四是制程監(jiān)控提前警報，五是良率保固分析[5]。對于制造業(yè)企業(yè)中大量機器提供的海量工業(yè)數(shù)據(jù)進行深度分析和決策，首先要以用戶需求為導(dǎo)向，其次需要工業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識。產(chǎn)品因為有了數(shù)據(jù)特征而擁有更高的附加值，首先是生產(chǎn)制造過程因為數(shù)據(jù)化而實現(xiàn)了對品質(zhì)的把控，其次是使用過程由于數(shù)據(jù)化從而易于實現(xiàn)對設(shè)備異常情況的預(yù)測和對零件生命周期的預(yù)測，最后是可以從數(shù)字化角度分析產(chǎn)品的良率保固，制造業(yè)企業(yè)因此擁有從用戶到制造全生命周期的數(shù)據(jù)而實現(xiàn)效益的最大化。

（5）協(xié)同設(shè)計云打造企業(yè)級專業(yè)系統(tǒng)

隨著與互聯(lián)網(wǎng)融合程度的不斷提高，設(shè)計、生產(chǎn)、銷售等不同環(huán)節(jié)也在逐漸緊密聯(lián)系。以制造業(yè)為例，企業(yè)除了能為下游提供最優(yōu)解決方案和后續(xù)服務(wù)，還能實現(xiàn)多環(huán)節(jié)并行并提供特殊定制。以GE公司為例，通過分析噴氣發(fā)動機的細小警報信號，可以得到發(fā)動機維修的前瞻性評估數(shù)據(jù)。通過降低發(fā)動機的老化故障，使發(fā)動機得到實時排查，降低了飛機延誤所帶來的損失。同時，通過協(xié)同設(shè)計云服務(wù)，采集飛機飛行時各項指標的實時數(shù)據(jù)，打造了針對不同飛機的個性化維修服務(wù)，避免了飛機故障造成的損失，并能針對飛行員的飛行習(xí)慣改進飛行模式，減少碳排放量。

5 結(jié)束語

通過促進“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的融合發(fā)展，本文構(gòu)建了“645的框架體系”，從“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的六大特征出發(fā)，分析現(xiàn)有的四大需求，提出了的五大重點技術(shù)創(chuàng)新方向，推動制造業(yè)向更高層次邁進。

1 畢倩倩.“互聯(lián)網(wǎng)+”為報警行業(yè)添活力[J].中國安防,2015,(12).

2 文芳.“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”是什么[J].互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟,2015,(6).

3 童有好.互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)的路徑與機遇[J].企業(yè)管理,2015,(6).

4 海川.中國制造2025，主攻智能制造[J].新經(jīng)濟導(dǎo)刊,2015,(6).

5 高嬰勱.工業(yè)大數(shù)據(jù)價值挖掘路徑[J].中國工業(yè)評論,2015,(Z1).