打造制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略背景下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已成為突破點(diǎn)

■ 賽迪顧問(wèn) 王云候

在剛剛過(guò)去的一年中，工信部先后發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP培育工程實(shí)施方案（2018-2020年）》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)及推廣指南》等政策文件，標(biāo)志著我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的政策體系日趨完善，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入落地實(shí)施和試點(diǎn)推廣階段。在打造制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的背景下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已成為突破點(diǎn)。

制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的核心方向在于智能制造

隨著信息技術(shù)在大規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮的作用日益明顯，智能化生產(chǎn)已經(jīng)成為大規(guī)模生產(chǎn)的核心趨勢(shì)。因此智能制造是我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略發(fā)展的核心方向之一。

世界各主流制造大國(guó)對(duì)于智能制造發(fā)展的核心特點(diǎn)和趨勢(shì)有著不同的認(rèn)識(shí)，其原因是各國(guó)在制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)各不相同。

美國(guó)的優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)大的信息技術(shù)研發(fā)和實(shí)踐能力。因此，美國(guó)所提出的智能制造的概念建立在大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)之上。

德國(guó)的優(yōu)勢(shì)在于工業(yè)控制系統(tǒng)與硬件的融合十分穩(wěn)定，且已經(jīng)在大量行業(yè)形成了事實(shí)上的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。因此，德國(guó)在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中十分關(guān)注信息物理系統(tǒng)的融合。

我國(guó)由于工業(yè)化起步較晚，工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累相對(duì)薄弱，在關(guān)鍵領(lǐng)域和核心技術(shù)環(huán)節(jié)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定差距。在過(guò)去幾十年間，我國(guó)大部分行業(yè)通過(guò)引入資金、技術(shù)和集成式創(chuàng)新取得了快速的發(fā)展，在很多產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。當(dāng)前，我國(guó)制造業(yè)面臨著新的發(fā)展形勢(shì)，單純通過(guò)規(guī)模擴(kuò)張和集成式創(chuàng)新將很難解決成本上升與產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，在供需兩端的雙重?cái)D壓下，企業(yè)必須通過(guò)自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。另一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是，我國(guó)制造企業(yè)在幾十年的發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生了分化，龍頭企業(yè)在信息技術(shù)應(yīng)用能力與體系建設(shè)方面已接近世界領(lǐng)先水平，同時(shí)卻有大量中小型制造企業(yè)仍未實(shí)現(xiàn)兩化融合。因此，我國(guó)智能制造的發(fā)展任務(wù)和趨勢(shì)，是要根據(jù)不同企業(yè)的自身特點(diǎn)和所處的發(fā)展階段，提出相對(duì)應(yīng)的發(fā)展路徑和解決方案，從而提升整個(gè)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為智能制造提供發(fā)展模式和現(xiàn)實(shí)路徑

由于我國(guó)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(wù)需求提供智能制造的解決方案便成了核心問(wèn)題。與消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)類似的是，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的用戶搭建需求與供給的平臺(tái)，從而解決用戶的個(gè)性化問(wèn)題；同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)使得同類需求得以聚集，特定的解決方案將更容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；膽?yīng)用，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的快速迭代實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從原理上解決了我國(guó)制造業(yè)在現(xiàn)階段發(fā)展過(guò)程中所面臨的困境，是我國(guó)發(fā)展智能制造的唯一路徑。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)“平臺(tái)+數(shù)據(jù)”推動(dòng)制造業(yè)與市場(chǎng)的深度融合，從而在我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)端的優(yōu)勢(shì)上增加工業(yè)制造的部分。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)橫向融合，即圍繞IaaS/PaaS/SaaS以及邊緣層相互融合，帶來(lái)新業(yè)務(wù)模式?；ヂ?lián)、共享以及數(shù)據(jù)迭代使得這個(gè)融合過(guò)程的知識(shí)顯性化，從而帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。

（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使能智能制造

1.工業(yè)軟件技術(shù)

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，也是建立工廠精益化和知識(shí)管理的工具和平臺(tái)。目前，我國(guó)核心領(lǐng)域和關(guān)鍵行業(yè)的大部分工業(yè)軟件均由國(guó)外廠商提供，國(guó)內(nèi)在ERP、MES等有一定基礎(chǔ)，但與國(guó)外領(lǐng)先水平仍有差距。在工業(yè)APP領(lǐng)域，我國(guó)尚處于起步階段。相對(duì)于商業(yè)APP，工業(yè)環(huán)境的苛刻條件以及數(shù)據(jù)的多樣性、實(shí)時(shí)性和安全性的要求，使得工業(yè)APP的開發(fā)難度和成本風(fēng)險(xiǎn)比較高，特別是接口、展示、應(yīng)用場(chǎng)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。

2.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

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(guò)構(gòu)建低延時(shí)、高可靠、廣覆蓋的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)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(dòng)，是智能制造的“血液循環(huán)系統(tǒng)”。與消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接人、機(jī)、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(jià)值鏈，在更大范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)連接與智能交互，連接的對(duì)象、種類、數(shù)量更多，場(chǎng)景更復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)性能上要求時(shí)延更低、可靠性更強(qiáng)，安全性要求也更高。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)利用各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及數(shù)據(jù)集成協(xié)議，通過(guò)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各類軟、硬件系統(tǒng)的無(wú)縫集成。工廠內(nèi)部署了上百種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)眾多且相對(duì)封閉，每個(gè)設(shè)備說(shuō)著不同的“方言”，嚴(yán)重制約了工業(yè)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通互操作。推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的關(guān)鍵點(diǎn)在于開發(fā)、推廣各類標(biāo)準(zhǔn)兼容、協(xié)議轉(zhuǎn)換的技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案，將設(shè)備之間的通信轉(zhuǎn)化為“普通話”，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)在多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)之間的有序流動(dòng)。

3.工業(yè)安全技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系覆蓋設(shè)備、控制、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)和數(shù)據(jù)，通過(guò)協(xié)同智能制造安全，構(gòu)建起智能制造的“免疫防護(hù)系統(tǒng)”。一是保障工業(yè)設(shè)備安全。工業(yè)設(shè)備安全先天是短板，安全風(fēng)險(xiǎn)不斷向工業(yè)領(lǐng)域滲透，和消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的“謀財(cái)”隱患相比，工業(yè)設(shè)備安全具有“害命”隱患。二是保障控制安全。工業(yè)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)，發(fā)展智能制造帶來(lái)對(duì)中高端PLC和DCS需求增長(zhǎng)的同時(shí)，在安全性方面也提出了更高的要求，重點(diǎn)突破工業(yè)控制系統(tǒng)等相關(guān)核心技術(shù)。三是保障數(shù)據(jù)安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上承載著大量?jī)r(jià)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(yùn)行規(guī)律，也承載了大量市場(chǎng)、客戶、供應(yīng)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(wù)之一。

4.工業(yè)智能技術(shù)

數(shù)字化技術(shù)是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和實(shí)現(xiàn)智能制造的前提。一是設(shè)備數(shù)字化。我國(guó)制造業(yè)總體水平處于2.0向3.0過(guò)渡階段，老舊設(shè)備多、數(shù)字化水平低。二是業(yè)務(wù)流程數(shù)字化。業(yè)務(wù)流程數(shù)字化的載體是工業(yè)軟件，我國(guó)制造業(yè)規(guī)模占全球20%以上，但我國(guó)工業(yè)軟件的市場(chǎng)份額僅為世界工業(yè)軟件市場(chǎng)的3.5%，這說(shuō)明很多行業(yè)工業(yè)軟件應(yīng)用水平不高，業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化步伐亟待加快。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)本質(zhì)上是一個(gè)工業(yè)知識(shí)沉淀、傳播、復(fù)用的自動(dòng)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(shè)計(jì)、研發(fā)、物流、供應(yīng)鏈、銷售、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，所以海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)技術(shù)將大大提高頻繁的數(shù)據(jù)交互對(duì)傳輸實(shí)時(shí)性和可靠性的需求，而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將有利于提取有價(jià)值的信息，并用于優(yōu)化生產(chǎn)流程，完善服務(wù)體系。人工智能技術(shù)的發(fā)展將賦予生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品擁有自己的思維，實(shí)現(xiàn)人、產(chǎn)品、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間新的互動(dòng)關(guān)系，極大地提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)效率。

（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)重構(gòu)制造生態(tài)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是在傳統(tǒng)云平臺(tái)的基礎(chǔ)上疊加物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚與建模分析、工業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)軟件化與模塊化、工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)與運(yùn)行，從而支撐生產(chǎn)智能決策、業(yè)務(wù)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。目前我國(guó)市場(chǎng)上有以下幾類工業(yè)云平臺(tái)。

一是利用平臺(tái)對(duì)接企業(yè)與用戶，形成個(gè)性化定制服務(wù)能力，例如海爾COSMOPlat平臺(tái)，打通需求、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制應(yīng)用模式。二是借助平臺(tái)打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，進(jìn)而優(yōu)化資源配置，例如航天云網(wǎng)INDICS和樹根互聯(lián)等平臺(tái)，通過(guò)匯聚需求與供給雙方而實(shí)現(xiàn)供需對(duì)接、資源共享的功能。三是管理軟件企業(yè)，依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從企業(yè)管理層到生產(chǎn)層的縱向數(shù)據(jù)集成，進(jìn)而提升軟件的智能精準(zhǔn)分析能力，典型案例如SAP HANA平臺(tái)。四是設(shè)計(jì)軟件企業(yè)借助平臺(tái)強(qiáng)化基于全生命周期的數(shù)據(jù)集成能力，形成基于數(shù)字孿生的創(chuàng)新應(yīng)用，進(jìn)而縮短研發(fā)周期，加快產(chǎn)品迭代升級(jí)，如索為系統(tǒng)的SYSWARE平臺(tái)。

1.重塑產(chǎn)業(yè)價(jià)值

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，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(yīng)鏈上下游、供應(yīng)鏈之間的數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)資源有效協(xié)同，形成無(wú)邊界組織。如在飛機(jī)、船舶、汽車、機(jī)械等重點(diǎn)行業(yè)，中國(guó)商飛、中船、長(zhǎng)安汽車等企業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)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(jìn)，研發(fā)流程從串行工作向并行工程演進(jìn)，不斷提升研發(fā)效率，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

2.提升服務(wù)水平

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上各種基礎(chǔ)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(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)設(shè)備從“功能機(jī)器”演進(jìn)為可感知、可聯(lián)網(wǎng)、可控制的“智能機(jī)器”，面向客戶開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、預(yù)測(cè)預(yù)警、健康管理等各種智能服務(wù)。同時(shí)，可基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的數(shù)據(jù)流，培育精準(zhǔn)、便捷、智能的新型業(yè)態(tài)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)從產(chǎn)品生產(chǎn)商到客戶運(yùn)營(yíng)商的轉(zhuǎn)變。

3.創(chuàng)新組織管理

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，企業(yè)傳統(tǒng)的組織架構(gòu)模式將被重構(gòu)，管理方式也將發(fā)生革命性變革。管理對(duì)象從傳統(tǒng)的人員、設(shè)備、資產(chǎn)等拓展到機(jī)器人、數(shù)據(jù)、知識(shí)等，企業(yè)中可標(biāo)準(zhǔn)化的工作將越來(lái)越多交給機(jī)器完成，考核的標(biāo)準(zhǔn)是“執(zhí)行力”，管理重點(diǎn)將從管控轉(zhuǎn)為為員工賦能，考核的標(biāo)準(zhǔn)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(qū)動(dòng)、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(guò)將機(jī)器、數(shù)據(jù)與人融合，搭建起企業(yè)與用戶的無(wú)縫對(duì)接平臺(tái)，使得數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化定制成為生產(chǎn)的新模式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)條件下，未來(lái)機(jī)器設(shè)備可以根據(jù)客戶個(gè)性化定制需求進(jìn)行自我設(shè)計(jì)、制造、裝配，極大地提升生產(chǎn)效率。以生產(chǎn)和消費(fèi)數(shù)據(jù)為中心的制造模式加速向社會(huì)化和用戶深度參與轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)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(jià)值創(chuàng)造空間。工業(yè)智能終端的應(yīng)用為數(shù)字化制造提供了重要的基礎(chǔ)設(shè)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)信息化水平不斷提升，有望經(jīng)過(guò)十年左右的發(fā)展達(dá)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)的要求。

（二）分層級(jí)、分行業(yè)地加快建設(shè)和推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

以推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，圍繞軟件定義、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、平臺(tái)支撐、服務(wù)增值、智能主導(dǎo)的融合發(fā)展特征，加快鼓勵(lì)建設(shè)和推廣工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及標(biāo)準(zhǔn)。一是實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)培育工程，研究制訂平臺(tái)建設(shè)及推廣工程實(shí)施指南，遴選若干跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的平臺(tái)。二是實(shí)施百萬(wàn)工業(yè)企業(yè)上云工程，推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備、研發(fā)工具、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等云化改造和云端遷移，打造平臺(tái)應(yīng)用最佳實(shí)踐，支撐企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型。三是實(shí)施百萬(wàn)工業(yè)APP培育工程，面向特定行業(yè)、特定場(chǎng)景培育一批工業(yè)APP，推進(jìn)工藝經(jīng)驗(yàn)的程序化、工業(yè)知識(shí)顯性化和工業(yè)智能的云計(jì)算化。四是推動(dòng)建設(shè)一批平臺(tái)測(cè)試驗(yàn)證環(huán)境和測(cè)試床，培育開發(fā)者社區(qū)，舉辦開發(fā)者大賽，構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)制造業(yè)新生態(tài)。

（三）促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同與集成應(yīng)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(luò)之間的協(xié)同與集成效應(yīng)逐步顯現(xiàn)，工業(yè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化對(duì)于不同軟件之間數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)顯得尤為重要，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，企業(yè)間對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)奪也已經(jīng)進(jìn)入白熱化階段。由于跨國(guó)企業(yè)在服務(wù)于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家制造企業(yè)的過(guò)程中，已經(jīng)逐步形成了自己的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并且隨著各類型企業(yè)的并購(gòu)發(fā)展，不同軟件產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很好的融合，未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用，市場(chǎng)對(duì)于集成和融合的需求也在不斷提高，國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)需要進(jìn)一步通過(guò)上下游的合作和發(fā)展，提高產(chǎn)品的適應(yīng)能力。