工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：以新基建推動(dòng)新變革

【摘要】作為新型基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在加速產(chǎn)業(yè)升級(jí)、推動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、釋放經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新動(dòng)能等方面的基礎(chǔ)性作用日益凸顯。尤其是，新冠肺炎疫情的沖擊讓各地政府以及各行業(yè)、企業(yè)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)更加全面且深刻——早實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)何至于停工停產(chǎn)。未來(lái)幾年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將迎來(lái)落地實(shí)踐的加速期。

【關(guān)鍵詞】新型基礎(chǔ)設(shè)施? 智能制造? 數(shù)字化轉(zhuǎn)型? 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

【中圖分類(lèi)號(hào)】 T-1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.13.003

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的愿景是工廠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化與智能化。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是以新網(wǎng)絡(luò)和新平臺(tái)為新基建，所有機(jī)器設(shè)備、零部件和產(chǎn)品等制造元素不再是獨(dú)立的個(gè)體，它們通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)緊密聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)更柔性和更高效的制造系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是以新生態(tài)、新價(jià)值開(kāi)創(chuàng)新變革，所有的解決方案、服務(wù)和供應(yīng)體系不再獨(dú)自升級(jí)，它們通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合為一體，實(shí)現(xiàn)更智能和協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。

新網(wǎng)絡(luò)：開(kāi)啟互聯(lián)網(wǎng)下半場(chǎng)

縱觀數(shù)十年的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是以個(gè)人為用戶，以電子商務(wù)、搜索引擎等日常生活為應(yīng)用場(chǎng)景的應(yīng)用形式，是一種滿足消費(fèi)者在互聯(lián)網(wǎng)中的消費(fèi)需求而產(chǎn)生的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)，也因此被稱為互聯(lián)網(wǎng)的上半場(chǎng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，以及不斷與產(chǎn)業(yè)的深度融合發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的下半場(chǎng)正在開(kāi)啟，即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。與消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)主要關(guān)注需求側(cè)不同的是，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要關(guān)注供給側(cè)，并且還要在更高維度構(gòu)建新的生產(chǎn)模式和新的消費(fèi)模式。

在傳統(tǒng)制造業(yè)時(shí)代，材料、能源和信息是工廠生產(chǎn)的三個(gè)要素。傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展的歷史就是工廠利用材料、能源和信息進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的歷史。材料、能源和信息領(lǐng)域的任何技術(shù)革命必然導(dǎo)致生產(chǎn)方式的革命和生產(chǎn)力的飛躍發(fā)展。但是，隨著互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，從計(jì)算機(jī)到智能手機(jī)、智能穿戴等移動(dòng)終端的演進(jìn)，越來(lái)越多功能強(qiáng)大的智能設(shè)備以無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)或設(shè)備之間的互聯(lián)，由此衍生出物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)著物理世界和信息世界以信息物理系統(tǒng)的方式相融合。換言之，該技術(shù)進(jìn)步使得制造業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了資源、信息、物品、設(shè)備和人的互通互聯(lián)（見(jiàn)圖2）。

在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，通過(guò)互通互聯(lián)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)與傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合，生產(chǎn)工序?qū)?shí)現(xiàn)縱向系統(tǒng)上的融合，意味著生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)備之間、工人與設(shè)備之間的合作把整個(gè)工廠內(nèi)部連接起來(lái)，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，以便進(jìn)行相互合作與響應(yīng)，開(kāi)展柔性化生產(chǎn)制造，調(diào)整產(chǎn)品生產(chǎn)率，調(diào)整生產(chǎn)資源利用的多少、大小，采用最節(jié)約資源的方式生產(chǎn)。

因此，隨著互聯(lián)網(wǎng)與先進(jìn)制造業(yè)的深度融合，許多國(guó)家、企業(yè)都意識(shí)到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)工業(yè)的頂級(jí)生態(tài)系統(tǒng)，將對(duì)未來(lái)工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生全方位、深層次、革命性的影響。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要將設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到云端，基于超高計(jì)算能力的平臺(tái)，并通過(guò)大數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算控制。當(dāng)企業(yè)將大量算力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能移到云端時(shí)，將會(huì)大幅降低設(shè)備的硬件成本和功耗。與此同時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備在原有的控制功能基礎(chǔ)上，通過(guò)拓展一些新功能，將能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理、安全性、可追溯性與節(jié)能減排等智能化要求。這些為生產(chǎn)設(shè)備添加的新功能是指通過(guò)為生產(chǎn)線配置的眾多傳感器，讓設(shè)備具有感知能力，再將所感知的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析決策進(jìn)一步使得自動(dòng)化設(shè)備具有自主管理、自主學(xué)習(xí)和自我優(yōu)化的智能功能，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化。

2017年11月27日，國(guó)務(wù)院正式印發(fā)《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。按照此文件要求，未來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)系統(tǒng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大功能體系，打造人、機(jī)、物全面互聯(lián)的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，既包括生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)材料、生產(chǎn)產(chǎn)品等硬件領(lǐng)域，也包括各種管理軟件、數(shù)據(jù)和服務(wù)等軟件領(lǐng)域，并通過(guò)5G等新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合形成智能化發(fā)展的新興業(yè)態(tài)和應(yīng)用模式。這都將有利于促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的演進(jìn)升級(jí)，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用從虛擬到實(shí)體、從生活到生產(chǎn)的跨越，會(huì)極大拓展網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)空間。

新平臺(tái)：打造工業(yè)操作系統(tǒng)

美國(guó)通用電氣公司（GE）推出的Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)被稱為“工業(yè)操作系統(tǒng)”，其中諸多模塊可由各個(gè)企業(yè)根據(jù)其行業(yè)背景進(jìn)行選擇性組合，構(gòu)建適用于自己的解決方案。Predix是面向工業(yè)領(lǐng)域的基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的云平臺(tái)，主要包括三層架構(gòu)：底部是提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的IaaS層，中間是平臺(tái)PaaS層，最上端是軟件及服務(wù)SaaS層。Predix利用這三層云計(jì)算架構(gòu)，將各種工業(yè)設(shè)備或機(jī)器以及供應(yīng)商等相互連接，提供資產(chǎn)性能管理（Asset Performance Management，? APM）和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化服務(wù)，每天監(jiān)控和分析來(lái)自數(shù)萬(wàn)億設(shè)備資產(chǎn)上的千萬(wàn)個(gè)傳感器所發(fā)回的5000多萬(wàn)條大數(shù)據(jù)，幫助客戶優(yōu)化資源配置和業(yè)務(wù)流程，減少風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)100%無(wú)故障運(yùn)行。

平臺(tái)作為“工業(yè)操作系統(tǒng)”的定位，既考慮了設(shè)備、軟件、用戶、開(kāi)發(fā)者及數(shù)據(jù)等不同要素的管理與服務(wù)能力，又考慮了平臺(tái)的基礎(chǔ)技術(shù)和投入產(chǎn)出要求，將這些數(shù)據(jù)數(shù)字化并累積成足夠的數(shù)據(jù)庫(kù)，需進(jìn)行大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要包含三個(gè)層面（見(jiàn)圖3）。

第一層面：數(shù)據(jù)產(chǎn)生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是大量的數(shù)據(jù)，而傳感器是獲得多維工業(yè)數(shù)據(jù)的感官。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，傳感器遍布各項(xiàng)資產(chǎn)中，因此系統(tǒng)可不斷從新興與傳統(tǒng)渠道抓取數(shù)據(jù)集，確保數(shù)據(jù)持續(xù)更新，并反映當(dāng)前情況。除了設(shè)備狀態(tài)信息之外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要收集工作環(huán)境（如溫度、濕度）、原材料的良率、輔料的使用情況等相關(guān)信息，用以預(yù)測(cè)未來(lái)生產(chǎn)和銷(xiāo)售趨勢(shì)。這就需要部署更多類(lèi)別和數(shù)量的傳感器。如今，使用數(shù)量較多的傳感器包括壓力、位移、加速度、角速度、溫度、濕度和氣體傳感器等。一些傳感器可以提供監(jiān)視輸出信號(hào)，為預(yù)測(cè)設(shè)備故障提供數(shù)據(jù)支持，幫助確認(rèn)庫(kù)存中可用的原材料，也可代替指示表更精確地讀數(shù)，及在環(huán)境惡劣的情況下收集數(shù)據(jù);還有一些傳感器可用來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)網(wǎng)關(guān)和云的數(shù)據(jù)傳輸，維護(hù)數(shù)據(jù)安全等。通過(guò)“感知工業(yè)過(guò)程，采集海量數(shù)據(jù)”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)須確?；玖鞒膛c物料的互聯(lián)互通，以生成實(shí)時(shí)決策所需各項(xiàng)數(shù)據(jù)，大幅改善勞動(dòng)條件，減少生產(chǎn)線的人工干預(yù)，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性，最重要的是借助互聯(lián)網(wǎng)打通企業(yè)的各個(gè)流程，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源的整合優(yōu)化，從而進(jìn)一步提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。與此同時(shí)，通過(guò)整合來(lái)自運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及供應(yīng)商和客戶的數(shù)據(jù)，可全面掌控供應(yīng)鏈的上下游流程，從而提高供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的整體效率。

第二層面：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。獲得大量數(shù)據(jù)后，如何將數(shù)據(jù)傳輸至云端？這需要依托先進(jìn)的工業(yè)級(jí)5G移動(dòng)通信技術(shù)。和過(guò)去在車(chē)間內(nèi)直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單響應(yīng)不同，企業(yè)需要把不同車(chē)間、不同工廠、不同時(shí)間的數(shù)據(jù)匯聚到同一個(gè)云數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算，以構(gòu)建出實(shí)用的數(shù)學(xué)模型。這對(duì)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出新要求，既而推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議及5G等新的技術(shù)在車(chē)間里的普及。

第三層面：打通供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期全過(guò)程數(shù)字化和智能化。一方面，供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)之間的物流會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。這些物流信息的收集能夠幫助物流行業(yè)提升效率、降低成本。未來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)智能化的收集和集成，處理物流的采購(gòu)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、包裝、裝卸、搬運(yùn)、流通及配送等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，實(shí)現(xiàn)全面分析、及時(shí)處理及自我調(diào)整。另一方面，未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)將以數(shù)字化方式為物理對(duì)象創(chuàng)建虛擬模型，來(lái)模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為。通過(guò)搭建整合制造流程的數(shù)字孿生生產(chǎn)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃到制造執(zhí)行的全過(guò)程智能化，將產(chǎn)品創(chuàng)新、制造效率和有效性水平提升至一個(gè)新的高度。

可以說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將與未來(lái)多項(xiàng)先進(jìn)科技相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源利用、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)收益最大化。例如，借助5G高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，采集關(guān)鍵裝備制造、生產(chǎn)過(guò)程、能源供給等環(huán)節(jié)的能效相關(guān)數(shù)據(jù)，使用能源管理系統(tǒng)對(duì)能效相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能效的波動(dòng)和異常，在保證正常生產(chǎn)的前提下，相應(yīng)地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備、能源供給及人員安排等進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的能效提高。同時(shí)，使用企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning， ERP）系統(tǒng)進(jìn)行原材料庫(kù)存管理，包括各種原材料及供應(yīng)商信息。當(dāng)客戶訂單下達(dá)時(shí)，ERP會(huì)自動(dòng)計(jì)算所需的原材料，并根據(jù)供應(yīng)商信息即時(shí)計(jì)算原材料的采購(gòu)時(shí)間，確保在滿足交貨日期的同時(shí)做到庫(kù)存成本最低甚至為零。

新生態(tài)：拓展各類(lèi)服務(wù)應(yīng)用

GE的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Predix是一個(gè)生態(tài)布局。GE計(jì)劃將Predix平臺(tái)開(kāi)放給所有工業(yè)合作伙伴，期望未來(lái)形成一個(gè)巨大、完善的生態(tài)系統(tǒng)，由各個(gè)企業(yè)或個(gè)人積極開(kāi)發(fā)具有行業(yè)輻射效果的工業(yè)應(yīng)用軟件，并在此平臺(tái)上發(fā)布共享、互相借鑒、互惠互利（見(jiàn)圖4）。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)一旦建立，會(huì)發(fā)揮有效作用。一方面，會(huì)極大加速工業(yè)大數(shù)據(jù)湖泊中大數(shù)據(jù)的積累，加速行業(yè)共性大數(shù)據(jù)的儲(chǔ)備，為工業(yè)大數(shù)據(jù)解決方案的進(jìn)一步發(fā)展提供了重要儲(chǔ)備，也為制造業(yè)的整體發(fā)展奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。另一方面，許多企業(yè)都可以調(diào)用平臺(tái)功能及資源，提供開(kāi)放的工業(yè)APP開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)APP的創(chuàng)新應(yīng)用。

三一重工等國(guó)內(nèi)代表性制造業(yè)企業(yè)已初步建成的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，可以通過(guò)對(duì)產(chǎn)品實(shí)時(shí)工況監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的分析挖掘，優(yōu)化產(chǎn)品的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃并反哺新品研發(fā)。例如，在三一重工的“根云”工業(yè)互聯(lián)平網(wǎng)臺(tái)上，產(chǎn)品制造商、維護(hù)服務(wù)商、產(chǎn)品最終用戶及平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商等各取所需、合作共贏，形成了以數(shù)據(jù)和服務(wù)為核心的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。通過(guò)工業(yè)APP，建立智能裝備/產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)，能夠?qū)ρb備/產(chǎn)品上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行有效篩選、梳理、存儲(chǔ)與管理，并通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、分析，向用戶提供日常運(yùn)行維護(hù)、在線檢測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、故障預(yù)警、診斷與修復(fù)、運(yùn)行優(yōu)化及遠(yuǎn)程升級(jí)等服務(wù)。平臺(tái)一方面依托實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，檢測(cè)設(shè)備、部件的運(yùn)行狀態(tài)，來(lái)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和生命周期使用壽命進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)異常設(shè)備和接近使用壽命的設(shè)備進(jìn)行預(yù)警;另一方面，通過(guò)智能分析設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)，為設(shè)備維護(hù)管理人員提供精確維修對(duì)策方案選項(xiàng)，真正減少不可預(yù)測(cè)因素對(duì)生產(chǎn)的影響，如設(shè)備性能劣化、精度衰減、能力損失、結(jié)構(gòu)性偏差及自然老化等，這樣才能徹底改變被動(dòng)等待維修的困局，實(shí)現(xiàn)由經(jīng)驗(yàn)性維修到預(yù)測(cè)性維護(hù)的轉(zhuǎn)變。在一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，員工與系統(tǒng)可預(yù)見(jiàn)即將出現(xiàn)的問(wèn)題或挑戰(zhàn)，并提前予以應(yīng)對(duì)，而非靜待問(wèn)題發(fā)生再作出被動(dòng)響應(yīng)。這一特征包括識(shí)別異常情況，儲(chǔ)備并補(bǔ)充庫(kù)存，發(fā)現(xiàn)并提前解決質(zhì)量問(wèn)題以及監(jiān)控安全與維修問(wèn)題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠基于歷史與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)成果，從而提高正常運(yùn)行時(shí)間、產(chǎn)量與質(zhì)量，同時(shí)預(yù)防安全問(wèn)題。

朗坤智慧打造的蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基于管理層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層、物理層及模擬層等維度，全面支持企業(yè)業(yè)務(wù)的構(gòu)建、發(fā)展和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)可靠和穩(wěn)定優(yōu)化運(yùn)行。該平臺(tái)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)對(duì)流程工業(yè)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)屬性、數(shù)字化生產(chǎn)規(guī)劃、數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行管理和優(yōu)化，具體包括：通過(guò)建立工廠級(jí)的制造系統(tǒng)數(shù)字化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的自動(dòng)化;利用工業(yè)APP建立制造系統(tǒng)的模型，以數(shù)字化形式在計(jì)算機(jī)上全面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的過(guò)程、規(guī)劃和仿真，為制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行控制提供有效的輔助手段。

傳統(tǒng)工廠存在模型不能共享、缺乏動(dòng)態(tài)更新、智能應(yīng)用不足等短板。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠培育產(chǎn)業(yè)新型業(yè)態(tài)的功能也在工業(yè)領(lǐng)域逐步顯現(xiàn)，不僅催生出工業(yè)APP的新業(yè)態(tài)，還帶動(dòng)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新，形成了一批制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的新模式。許多制造企業(yè)已開(kāi)始在多個(gè)領(lǐng)域采用智能制造方式，如利用實(shí)時(shí)生產(chǎn)和庫(kù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行先進(jìn)計(jì)劃與排產(chǎn)，或利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)等。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為更加整體性的智能供應(yīng)鏈實(shí)踐，不僅轉(zhuǎn)變工廠車(chē)間，更能影響整個(gè)企業(yè)和更大范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)。

新價(jià)值：賦能產(chǎn)業(yè)上中下游

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)代表了從傳統(tǒng)自動(dòng)化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和柔性化生產(chǎn)的飛躍。大體看來(lái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展整體呈現(xiàn)以下三大特征（見(jiàn)圖5）：其一，能夠整合全系統(tǒng)內(nèi)的物理資產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)資產(chǎn)和人力資本，推動(dòng)制造、維護(hù)、庫(kù)存跟蹤、通過(guò)數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)數(shù)字化以及整個(gè)制造網(wǎng)絡(luò)中其他類(lèi)型的活動(dòng);其二，能夠從互聯(lián)的運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)系統(tǒng)中源源不斷地獲取數(shù)據(jù)，從而了解并適應(yīng)新的需求;其三，能夠使系統(tǒng)效率更高也更為敏捷，生產(chǎn)停工時(shí)間更少，對(duì)工廠或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)和調(diào)整適應(yīng)的能力也更強(qiáng)，從而進(jìn)一步提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

第一特征：泛在連接。在RFID、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，工廠內(nèi)的物理設(shè)備（生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備、零部件等）將實(shí)現(xiàn)物與物之間的互聯(lián)。把制造的資源和能力，包括人、構(gòu)成服務(wù)的云，傳遞給終端和云制造服務(wù)終端的平臺(tái)，使得用戶能夠隨時(shí)隨地按需獲取制造資源和能力，對(duì)制造全系統(tǒng)、全生命周期中的人及物進(jìn)行智慧地感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習(xí)、分析、預(yù)測(cè)、決策、控制和執(zhí)行。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具備對(duì)設(shè)備、軟件、人員等各類(lèi)生產(chǎn)要素?cái)?shù)據(jù)的全面采集能力之后，企業(yè)可更加全面清晰地了解其資產(chǎn)與系統(tǒng)，有效應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，最終提高生產(chǎn)率，更加靈活地響應(yīng)不斷變化的供應(yīng)商及客戶的情況。在未來(lái)，工廠中每個(gè)物體都是一個(gè)有唯一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)的終端，使生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原材料都具有“信息”屬性，原材料會(huì)根據(jù)“信息”進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)和維護(hù)。然后，工人和帶有唯一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)的原料、設(shè)備、產(chǎn)品進(jìn)行信息交互。通過(guò)這種方式，除了大幅縮短工期之外，還能大幅降低成本。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為實(shí)現(xiàn)未來(lái)工業(yè)體系中智能企業(yè)和智慧管理的基礎(chǔ)，也將是在聯(lián)通的復(fù)雜世界中整合各種資源和價(jià)值的有效手段。

第二特征：云化服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算架構(gòu)的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和計(jì)算，從而使得制造管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品服務(wù)生命周期和供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理有機(jī)地融合在一個(gè)完整的企業(yè)與市場(chǎng)的閉環(huán)系統(tǒng)之中，使企業(yè)的價(jià)值鏈從單一的制造環(huán)節(jié)向上游設(shè)計(jì)與研發(fā)環(huán)節(jié)延伸，企業(yè)的管理鏈也從上游向下游生產(chǎn)制造控制環(huán)節(jié)拓展，形成一個(gè)集成了工程、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈和企業(yè)管理的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造系統(tǒng)。如今，網(wǎng)絡(luò)化的信息空間和現(xiàn)實(shí)化的物理空間可共同組成協(xié)同空間，信息空間對(duì)未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)力將產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，使得未來(lái)制造業(yè)將進(jìn)入虛實(shí)交互的協(xié)同時(shí)代。未來(lái)的智能制造形態(tài)將是把制造商、零部件供應(yīng)商、銷(xiāo)售商乃至消費(fèi)者搬到線上，構(gòu)成生產(chǎn)資源、人力物力、研發(fā)創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同結(jié)構(gòu)，主要目的是實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)與研發(fā)的協(xié)同、研發(fā)與生產(chǎn)的協(xié)同、管理與通信的協(xié)同，從而形成一個(gè)完整的制造網(wǎng)絡(luò)，由多個(gè)制造企業(yè)或參與者組成，他們相互交換商品和信息，共同執(zhí)行業(yè)務(wù)流程。企業(yè)、價(jià)值鏈和產(chǎn)品生命周期這三個(gè)維度貫穿于各個(gè)價(jià)值鏈中的制造參與者之間。

通過(guò)“云化服務(wù)”實(shí)現(xiàn)并行制造（Concurrent Manufacturing， CM）之后，各個(gè)工藝流程都將并行化、透明化、扁平化，實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能制造。并行化的智能制造過(guò)程將通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)世界無(wú)限的數(shù)據(jù)和信息資源，突破物理世界資源有限的約束。這樣一來(lái)，可以一邊設(shè)計(jì)研發(fā)、一邊采購(gòu)原材料零部件，一邊組織生產(chǎn)制造、一邊開(kāi)展市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)，從而降低運(yùn)營(yíng)成本，提升生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，也減少能源使用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還具有較強(qiáng)的滲透性，可從制造業(yè)擴(kuò)展成為各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級(jí)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)“云化服務(wù)”實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)上下游、跨領(lǐng)域的廣泛互聯(lián)互通，打破“信息孤島”，促進(jìn)集成共享，從根本上改變生產(chǎn)流程，大幅增強(qiáng)與供應(yīng)商和客戶之間的關(guān)系。工業(yè)體系行業(yè)眾多，發(fā)展基礎(chǔ)和階段升級(jí)目標(biāo)各不相同，各個(gè)行業(yè)對(duì)于智能制造實(shí)施方案的需求差異較大。受限于資金投入不足、技術(shù)研發(fā)周期較長(zhǎng)、工藝壁壘和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)等因素，單個(gè)廠商提供的解決方案很難滿足各個(gè)細(xì)分行業(yè)的智能制造發(fā)展需要，企業(yè)間需采取聯(lián)手合作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的策略，不斷加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新，以補(bǔ)全、完善和提升智能制造系統(tǒng)解決方案的能力。

第三特征：知識(shí)積累。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠提供基于工業(yè)知識(shí)機(jī)理的數(shù)據(jù)分析能力，并實(shí)現(xiàn)知識(shí)的固化、積累和復(fù)用。通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)賦能，企業(yè)可以快速適應(yīng)發(fā)展進(jìn)度，適應(yīng)產(chǎn)品的迭代變更。同時(shí)可根據(jù)正在生產(chǎn)的產(chǎn)品以及進(jìn)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，自動(dòng)配置設(shè)備與物料流程，進(jìn)而實(shí)時(shí)掌控這些變更所造成的影響。此外，還會(huì)在進(jìn)度與產(chǎn)品發(fā)生變更時(shí)，最大程度降低調(diào)整幅度，從而提高運(yùn)行時(shí)間與產(chǎn)量，并確保進(jìn)度安排的靈活性。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的核心競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)在工業(yè)知識(shí)與大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的深度融合應(yīng)用，加速知識(shí)創(chuàng)新和價(jià)值創(chuàng)造。借助萬(wàn)物互聯(lián)，產(chǎn)品和原料全都被直接連接到各類(lèi)相關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中。于是，在故障診斷時(shí)，可參考海量經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，提高問(wèn)題定位的精準(zhǔn)度，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理（Product Lifecycle Management， PLM），管理產(chǎn)品從需求、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)銷(xiāo)、運(yùn)行、使用及維修保養(yǎng)直到回收再利用處置的全生命周期中的信息與過(guò)程。

此外，擁有“知識(shí)積累”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具備制造能力的共享，通過(guò)數(shù)據(jù)模型的加工、融合與優(yōu)化，制造能力的平臺(tái)部署和平臺(tái)交易的部署和實(shí)現(xiàn)都可以完成資源共享，達(dá)到制造資源的可共享性。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析制造能力供需的精準(zhǔn)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)制造資源按需動(dòng)態(tài)配置的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其他企業(yè)的知識(shí)賦能，便于其他企業(yè)實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)。

傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)正在向數(shù)字經(jīng)濟(jì)過(guò)渡，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主要特征的第四次工業(yè)革命正洶涌而來(lái)。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要引擎，是工業(yè)4.0的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。唯有加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，才能加速實(shí)現(xiàn)智能制造，更高效率、更加動(dòng)態(tài)、更加精準(zhǔn)地優(yōu)化生產(chǎn)和服務(wù)等資源的配置，才能促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，帶動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，催生新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展建設(shè)提供新動(dòng)能。

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責(zé) 編/郭 丹