工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能智能制造

■ 賽迪顧問 王云侯

由于我國制造企業(yè)所處信息化階段差異較大，如何圍繞不同企業(yè)的業(yè)務需求提供智能制造的解決方案便成了核心問題。與消費互聯(lián)網(wǎng)類似的是，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠為網(wǎng)絡中的用戶搭建需求與供給的平臺，從而解決用戶的個性化問題；同時，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺使得同類需求得以聚集，特定的解決方案將更容易實現(xiàn)規(guī)模化的應用，并通過網(wǎng)絡的快速迭代實現(xiàn)優(yōu)化。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從原理上解決了我國制造業(yè)在現(xiàn)階段發(fā)展過程中所面臨的困境，是我國發(fā)展智能制造的現(xiàn)實路徑。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過“平臺+數(shù)據(jù)”推動制造業(yè)與市場的深度融合，從而在我國互聯(lián)網(wǎng)消費端的優(yōu)勢上增加工業(yè)制造的部分。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強調(diào)橫向融合，即圍繞IaaS/PaaS/SaaS以及邊緣層相互融合帶來的新業(yè)務模式?；ヂ?lián)、共享以及數(shù)據(jù)迭代使得這個融合過程的知識顯性化，從而帶動產(chǎn)業(yè)的升級。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術使能智能制造

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過多項技術使能智能制造。

一、工業(yè)軟件技術

工業(yè)軟件是一種工業(yè)的“軟裝備”，是工業(yè)制造系統(tǒng)化管理和控制不可缺少的一部分，是建立工廠精益化和知識管理的工具和平臺。目前我國核心領域和關鍵行業(yè)的大部分工業(yè)軟件均由國外廠商提供，國內(nèi)在ERP、MES等方面有一定基礎，但與國外領先水平仍有差距。在工業(yè)APP領域，我國尚處于起步階段。相對于商業(yè)APP，工業(yè)環(huán)境的苛刻條件、數(shù)據(jù)的多樣性、實時性和安全性的要求使得工業(yè)APP的開發(fā)難度和成本風險比較高，特別是對接口、展示、應用場景等有特殊的要求。隨著互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)深度融合，工業(yè)軟件及工業(yè)APP前景廣闊。

二、工業(yè)網(wǎng)絡技術

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面向智能制造單元、智能車間、智能工廠，通過構建低延時、高可靠、廣覆蓋的網(wǎng)絡基礎設施，實現(xiàn)人、機器、產(chǎn)品、系統(tǒng)等主體要素的全面感知、泛在互聯(lián)和數(shù)據(jù)有序流動，是智能制造的“血液循環(huán)系統(tǒng)”。與消費互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接人、機、物等各類工業(yè)要素，連接工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈，在更大范圍內(nèi)進行實時連接與智能交互，連接的對象、種類、數(shù)量更多，場景更復雜，在網(wǎng)絡性能上要求時延更低、可靠性更強，安全性要求更高。

工業(yè)網(wǎng)絡技術利用各類網(wǎng)絡協(xié)議以及數(shù)據(jù)集成協(xié)議，通過數(shù)據(jù)和業(yè)務邏輯，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各類軟、硬件系統(tǒng)的無縫集成。工廠內(nèi)部署了上百種網(wǎng)絡協(xié)議，協(xié)議標準眾多且相對封閉，每個設備說著不同的“方言”，嚴重制約了工業(yè)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通互操作。推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的關鍵點在于開發(fā)、推廣各類標準兼容、協(xié)議轉換的技術、產(chǎn)品和解決方案，將設備之間的通信轉化為“普通話”，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)在多源設備、異構系統(tǒng)之間的有序流動。

三、工業(yè)安全技術

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系覆蓋設備、控制、網(wǎng)絡、平臺和數(shù)據(jù)，通過協(xié)同智能制造安全，構建起智能制造的“免疫防護系統(tǒng)”。首先是保障工業(yè)設備安全。工業(yè)設備安全先天是短板，伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的設備會暴露在互聯(lián)網(wǎng)上，病毒、木馬、勒索軟件等安全風險不斷向工業(yè)領域滲透，和消費互聯(lián)網(wǎng)的“謀財”隱患相比，工業(yè)設備安全具有“害命”隱患。其次是保障控制安全。工業(yè)控制系統(tǒng)是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化、數(shù)字化的基礎，發(fā)展智能制造帶來對中高端PLC和DCS需求增長的同時，在安全性方面也提出了更高的要求，我國正加大對技術研發(fā)和成果轉化的支持力度，重點突破工業(yè)控制系統(tǒng)等相關核心技術。最后是保障數(shù)據(jù)安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上承載著大量價值巨大的工業(yè)數(shù)據(jù)，能夠揭示工業(yè)生產(chǎn)情況及運行規(guī)律，也承載了大量市場、客戶、供應鏈等信息，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心要素，數(shù)據(jù)安全也因此成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障的重要任務之一。

四、工業(yè)智能技術

數(shù)字化技術是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和實現(xiàn)智能制造的前提。其一是設備數(shù)字化。我國制造業(yè)總體水平處于2.0向3.0過渡階段，老舊設備多、數(shù)字化水平低，2017年我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設備數(shù)字化率為44.8%，需要通過加裝傳感器等方式實現(xiàn)設備聯(lián)網(wǎng)。其二是業(yè)務流程數(shù)字化。業(yè)務流程數(shù)字化的載體是工業(yè)軟件，我國制造業(yè)規(guī)模占全球20%以上，但我國工業(yè)軟件的市場份額僅為世界工業(yè)軟件市場的3.5%，這說明很多行業(yè)工業(yè)軟件應用水平不高，業(yè)務流程的數(shù)字化步伐亟待加快。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺本質上是一個工業(yè)知識沉淀、傳播、復用的自動化生產(chǎn)流水線。數(shù)據(jù)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心要素，遍布在設計、研發(fā)、物流、供應鏈、銷售、服務等各個環(huán)節(jié)，所以海量數(shù)據(jù)的存儲技術將大大提高頻繁的數(shù)據(jù)交互對傳輸實時性和可靠性的需求，而數(shù)據(jù)挖掘技術將有利于提取有價值的信息，并用于優(yōu)化生產(chǎn)流程，完善服務體系。人工智能技術的發(fā)展將賦予生產(chǎn)設備和產(chǎn)品擁有自己的思維，實現(xiàn)人、產(chǎn)品、設備和網(wǎng)絡之間新的互動關系，極大地提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)效率。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺重構制造生態(tài)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是在傳統(tǒng)云平臺的基礎上疊加物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術，實現(xiàn)海量異構數(shù)據(jù)匯聚與建模分析、工業(yè)經(jīng)驗知識軟件化與模塊化、工業(yè)創(chuàng)新應用開發(fā)與運行，從而支撐生產(chǎn)智能決策、業(yè)務模式創(chuàng)新、資源優(yōu)化配置和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育的載體。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以重塑產(chǎn)業(yè)價值

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，將在更大范圍內(nèi)打破企業(yè)的物理和組織邊界，打通企業(yè)內(nèi)部、供應鏈上下游、供應鏈之間的數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)資源有效協(xié)同，形成無邊界組織。如在飛機、船舶、汽車、機械等重點行業(yè)，中國商飛、中船、長安汽車等企業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)了研發(fā)數(shù)據(jù)從多數(shù)據(jù)源向統(tǒng)一數(shù)據(jù)源演進，研發(fā)流程從串行工作向并行工程演進，不斷提升研發(fā)效率、縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以提升企業(yè)服務水平

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上各種基礎共性、行業(yè)通用和企業(yè)專用工業(yè)APP，可供企業(yè)按需集成應用，推動工業(yè)設備從“功能機器”演進為可感知、可聯(lián)網(wǎng)、可控制的“智能機器”，面向客戶開展狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、預測預警、健康管理等各種智能服務。同時，可基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上的數(shù)據(jù)流，培育精準、便捷、智能的新型業(yè)態(tài)，實現(xiàn)企業(yè)從產(chǎn)品生產(chǎn)商到客戶運營商的轉變。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以幫助企業(yè)創(chuàng)新組織管理

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，企業(yè)傳統(tǒng)的組織架構模式將被重構，管理方式也將發(fā)生革命性變革。管理對象從傳統(tǒng)的人員、設備、資產(chǎn)等拓展到機器人、數(shù)據(jù)、知識等，企業(yè)中可標準化的工作將越來越多交給機器完成，考核的標準是“執(zhí)行力”，管理重點將從管控轉為為員工賦能，考核的標準是“創(chuàng)造力”。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地發(fā)展的核心思路

一、數(shù)據(jù)驅動、軟件定義是工業(yè)智能化的核心思路

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過將機器、數(shù)據(jù)與人融合，搭建起企業(yè)與用戶的無縫對接平臺，使得數(shù)據(jù)驅動的個性化定制成為生產(chǎn)的新模式。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)條件下，未來機器設備可以根據(jù)客戶個性化定制需求進行自我設計、制造、裝配，極大地提升生產(chǎn)效率。以生產(chǎn)和消費數(shù)據(jù)為中心的制造模式加速向社會化和用戶深度參與轉變，生產(chǎn)設備網(wǎng)絡化和生產(chǎn)系統(tǒng)智能化水平也將得到大幅度提升，將大大提升價值創(chuàng)造空間。工業(yè)智能終端的應用為數(shù)字化制造提供了重要的基礎設施保證，雖然目前的企業(yè)數(shù)字化程度還有很大差距，但隨著智能終端的普及和企業(yè)信息化水平的不斷提升，有望經(jīng)過10年左右的發(fā)展達到數(shù)據(jù)驅動生產(chǎn)的要求。

二、分層級、分行業(yè)地加快建設和推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

以推進供給側結構性改革為主線，圍繞軟件定義、數(shù)據(jù)驅動、平臺支撐、服務增值、智能主導的融合發(fā)展特征，加快鼓勵建設和推廣工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺及標準。首先，實施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺培育工程，研究制定平臺建設及推廣工程實施指南，遴選若干跨行業(yè)、跨領域的平臺。其次，實施百萬工業(yè)企業(yè)上云工程，推動生產(chǎn)設備、研發(fā)工具、業(yè)務系統(tǒng)等云化改造和云端遷移，打造平臺應用最佳實踐，支撐企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉型。再次，實施百萬工業(yè)APP培育工程，面向特定行業(yè)、特定場景培育一批工業(yè)APP，推進工藝經(jīng)驗的程序化、工業(yè)知識的顯性化和工業(yè)智能的云計算化。最后，推動建設一批平臺測試驗證環(huán)境和測試床，培育開發(fā)者社區(qū)，舉辦開發(fā)者大賽，構建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺制造業(yè)新生態(tài)。

三、促進行業(yè)標準協(xié)同與集成應用

隨著工業(yè)企業(yè)信息化的發(fā)展，各類型工業(yè)網(wǎng)絡之間的協(xié)同與集成效應逐步顯現(xiàn)，工業(yè)數(shù)據(jù)的標準化規(guī)范化對于不同軟件之間數(shù)據(jù)的流轉顯得尤為重要，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場競爭日益激烈，企業(yè)間對于技術標準的爭奪也已經(jīng)進入白熱化階段。由于跨國企業(yè)在服務于歐美發(fā)達國家制造企業(yè)的過程中，已經(jīng)逐步形成了自己的規(guī)范和標準，并且隨著各類型企業(yè)的并購發(fā)展，不同軟件產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了很好的融合。未來隨著國內(nèi)工業(yè)企業(yè)的應用，市場對于集成和融合的需求也在不斷提高，國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)需要進一步通過上下游的合作和發(fā)展，提高產(chǎn)品的適應能力。