基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的階段性問(wèn)題研究綜述

盧光明

（北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院發(fā)展規(guī)劃處，北京 100015）

0 引言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新基建的重要組成部分，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)整體轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中將發(fā)揮非常重要的作用，并已經(jīng)取得了全球領(lǐng)先的發(fā)展，形成了中國(guó)特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路徑。但是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一種龐大的技術(shù)業(yè)務(wù)體系，必需在實(shí)施前對(duì)其有明確的階段性劃分，才能夠有的放矢，不至于眉毛胡子一把抓，增強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的科學(xué)性。目前關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的諸多研究還主要集中在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的性質(zhì)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)等綜合性的研究方面，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施階段、各階段的技術(shù)特點(diǎn)等方面的研究還相對(duì)較少。本研究立足于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的階段性特點(diǎn)，對(duì)當(dāng)前階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的特征進(jìn)行了總結(jié)和歸納，并指出可能阻礙我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要技術(shù)問(wèn)題，為保障我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)、健康發(fā)展提供相應(yīng)的決策思路，深化我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的前瞻性、針對(duì)性和準(zhǔn)確性。

1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念及其發(fā)展的階段性

1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為我國(guó)新基建的重要組成部分，是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的基礎(chǔ)性技術(shù)，其發(fā)展不僅。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是通過(guò)開(kāi)放的、全球化的工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地連接和融合起來(lái)，高效共享工業(yè)經(jīng)濟(jì)中的各種要素資源，從而通過(guò)自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)方式降低成本、增加效率，幫助制造業(yè)延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”最早由通用電氣（General Electric，GE）于 2012年提出。按照美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的定義，它指把工業(yè)系統(tǒng)與先進(jìn)計(jì)算、分析、傳感、互聯(lián)網(wǎng)能力融合在一起形成的新的制造體系，也是一種新的制造模式。由于技術(shù)是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，因此隨著技術(shù)條件的變化，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和外延也會(huì)隨之而發(fā)生改變，但是其發(fā)展的目標(biāo)和方向不會(huì)變化。

1.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)內(nèi)涵

從技術(shù)內(nèi)涵來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要是傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備的智能化，以及通過(guò)這些智能化生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，并最終通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的人類和機(jī)器的聯(lián)接，機(jī)器與機(jī)器的聯(lián)結(jié)、物料與機(jī)器的聯(lián)結(jié)、人與物料的聯(lián)結(jié)等廣泛的聯(lián)結(jié)，并結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析，重構(gòu)全球工業(yè)、激發(fā)生產(chǎn)力，讓生產(chǎn)制造過(guò)程更加智能，更加高效、更加清潔環(huán)保。

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略來(lái)說(shuō)，智能制造就是要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過(guò)程和結(jié)果的可感知、可預(yù)測(cè)、可控制、可復(fù)制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過(guò)程的自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，讓整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，通過(guò)優(yōu)化流通和制造的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)制造資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)按需和定制化生產(chǎn)，讓企業(yè)最終達(dá)到提質(zhì)增效、降本減存，降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的目的。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)和核心則是通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地連接融合起來(lái)?？梢詭椭圃鞓I(yè)拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，形成跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯(lián)互通，從而提高效率，推動(dòng)整個(gè)制造服務(wù)體系智能化。還有利于推動(dòng)制造業(yè)融通發(fā)展，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)和服務(wù)業(yè)之間的跨越發(fā)展，使工業(yè)經(jīng)濟(jì)各種要素資源能夠高效共享。

從當(dāng)前智能技術(shù)發(fā)展來(lái)看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要是讓制造系統(tǒng)具備一定的智能，向生產(chǎn)設(shè)備要效能，向整個(gè)制造系統(tǒng)要效率，促進(jìn)生產(chǎn)制造系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，各個(gè)價(jià)值鏈環(huán)節(jié)之間的協(xié)同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前發(fā)展的核心就是將生產(chǎn)過(guò)程要素緊密地結(jié)合起來(lái)，并以智能設(shè)備為核心，通過(guò)多方面數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、運(yùn)算，達(dá)到各類生產(chǎn)要素實(shí)時(shí)協(xié)同，提高生產(chǎn)效率；減少浪費(fèi)，使制造業(yè)向綠色化轉(zhuǎn)型；迅速適應(yīng)外部市場(chǎng)環(huán)境的變化，降低生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等諸多的目標(biāo)。

1.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的階段性

因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，首先是全面互聯(lián)，在全面互聯(lián)的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)流動(dòng)和分析，形成智能化的管理變革、生產(chǎn)流程變革、商業(yè)模式變革，并最終形成新的生產(chǎn)制造模式和新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。如果沒(méi)有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的制造過(guò)程，要把它連到互聯(lián)網(wǎng)上是很難的，所以在某種程度上來(lái)講，只有在實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)才有可能大面積實(shí)現(xiàn)，才具有產(chǎn)業(yè)化的真正價(jià)值。

這就注定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個(gè)逐步完善的過(guò)程，而且該過(guò)程是一個(gè)非常漫長(zhǎng)，只有不斷完善而沒(méi)有終點(diǎn)的過(guò)程。而要讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)得到健康的發(fā)展，就必需尊重工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)特點(diǎn)，分階段地推進(jìn)，才能夠具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義，才能滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展不同階段、不同行業(yè)的特點(diǎn)，制定有針對(duì)性的政策建議。

從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)世界上的各種事物和現(xiàn)象進(jìn)行考察，則所有的現(xiàn)象都處于系統(tǒng)之中，而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)的功能。相對(duì)于層次結(jié)構(gòu)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、時(shí)序結(jié)構(gòu)而言，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是世界上所有系統(tǒng)中一種特殊的存在，具有特殊的功能和性能。但是任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在的現(xiàn)象都具有網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，但是也存在相對(duì)漫長(zhǎng)的構(gòu)建過(guò)程，而且從其演化過(guò)程來(lái)看，也不是一開(kāi)始就形成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，而是從相對(duì)小的網(wǎng)絡(luò)逐漸聯(lián)結(jié)起來(lái)，不斷擴(kuò)張而形成的，一開(kāi)始就形成一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)的情形非常少見(jiàn)。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)不斷演進(jìn)的“技術(shù)平臺(tái)”

由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的性質(zhì)決定，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅是以技術(shù)體系，而且必然是一個(gè)平臺(tái)，而且是隨技術(shù)和應(yīng)用不斷演進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)。從功能的角度來(lái)看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具有以下幾個(gè)方面的功能。

首先，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是一個(gè)資源整合的平臺(tái)，GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) Predix對(duì)全球制造業(yè)產(chǎn)生了較大的影響，除了 GE之外，美國(guó)還有一大批跨國(guó)企業(yè)如思科、羅克韋爾、霍尼韋爾、IBM、英特爾等不同技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)參與，各自發(fā)揮自身的力量推動(dòng)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。而對(duì)于具體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要整合相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備、人員信息、采購(gòu)信息、產(chǎn)品全生命周期等多方面的信息資源，才能夠發(fā)揮其平臺(tái)的價(jià)值。

其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是一個(gè)不斷演進(jìn)的技術(shù)體系。從目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展來(lái)看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)要素可以概括為“三硬三軟”，“三硬”是云、網(wǎng)、端，分別指云服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和各種智能設(shè)備終端；而“三軟”指是指工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)、工業(yè)人工智能技術(shù)和具有各種各樣功能的工業(yè)APP等，當(dāng)然這里還應(yīng)包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)儀器儀表等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)技術(shù)會(huì)隨著技術(shù)的演進(jìn)不斷發(fā)展，新技術(shù)會(huì)賦予工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更強(qiáng)大的功能，會(huì)推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向更深廣的方向發(fā)展。

第三，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是一個(gè)生產(chǎn)體系，其價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的整合和重構(gòu)。德國(guó)工業(yè)4.0一開(kāi)始就非常重視生產(chǎn)制造體系的智能化，打造包括智能車間、智能工廠、智能生產(chǎn)供應(yīng)鏈、智慧物流鏈等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)軟件方面的能力，在與新一代信息技術(shù)結(jié)合后，覆蓋了更廣泛的工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域各個(gè)環(huán)節(jié)。近年來(lái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的發(fā)展，更加關(guān)注以產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的整合為核心。

第四，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是對(duì)各種制造管理體系的整合，任何行業(yè)、企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)都必需要與各自的文化傳承和管理體系相結(jié)合。日本于2017年提出了“互聯(lián)工業(yè)”建設(shè)思路與美國(guó)、德國(guó)的相關(guān)概念大同小異，主要是融入了本土的精益生產(chǎn)基因，而美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建構(gòu)則更多地側(cè)重于創(chuàng)新方面的基因。日本有一個(gè)重要的探索是打通工廠底層和云端，在工廠現(xiàn)場(chǎng)側(cè)引入計(jì)算和人工智能能力，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，因此也形成了一些聯(lián)盟，例如日本價(jià)值鏈促進(jìn)會(huì)（IVI）、邊緣計(jì)算的Edge cross等。而德國(guó)的工業(yè)4.0，更加側(cè)重于生產(chǎn)設(shè)備的智能化。

第五，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是一個(gè)為實(shí)體制造系統(tǒng)服務(wù)的平臺(tái)?？傮w來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是為制造系統(tǒng)服務(wù)的平臺(tái)，是為制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化服務(wù)的一種特殊的技術(shù)平臺(tái)。而該平臺(tái)通過(guò)對(duì)制造系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的收集、清洗、存儲(chǔ)、傳輸、計(jì)算、重構(gòu)、整理，發(fā)現(xiàn)實(shí)體制造系統(tǒng)所具有的缺陷，可能引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，以及各種可能的改進(jìn)空間，提升實(shí)體制造系統(tǒng)的運(yùn)行效率，增加實(shí)體制造系統(tǒng)的柔性。以及實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、采購(gòu)系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)等制造輔助系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化，提高這些系統(tǒng)的協(xié)同效率。

3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要功能和目標(biāo)

從整個(gè)制造系統(tǒng)建設(shè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要為制造系統(tǒng)服務(wù)，為制造系統(tǒng)賦能，讓制造系統(tǒng)具有更多的功能，彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造系統(tǒng)所具有的缺陷，使智能制造系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)企業(yè)內(nèi)外部變化的要求，增加制造系統(tǒng)的靈活性。從目前制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

3.1 解決實(shí)體生產(chǎn)系統(tǒng)的低效問(wèn)題

傳統(tǒng)制造業(yè)存在諸多“跑冒滴漏”等各種問(wèn)題，如大量的庫(kù)存、不合理的采購(gòu)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)滯后于市場(chǎng)需求、生產(chǎn)制造設(shè)備的維修和宕機(jī)預(yù)防、等。這些都是生產(chǎn)制造企業(yè)所面臨的最基本的問(wèn)題，但是如果沒(méi)有強(qiáng)大的智能制造系統(tǒng)支持，以及基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)相關(guān)信息的整合，這些非常明顯的低效因素很難在制造環(huán)節(jié)被克服，找到有效地提高生產(chǎn)效率的方式。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前約有 25%的企業(yè)使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這一數(shù)字還將繼續(xù)攀升。隨著越來(lái)越多的公司采用這種傳感器，他們?cè)黾恿耸占瘮?shù)據(jù)的地方。然后，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以分析這些數(shù)據(jù)，找出工作場(chǎng)所的低效之處。機(jī)器學(xué)習(xí)程序擅長(zhǎng)在人類可能錯(cuò)過(guò)的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間建立聯(lián)系。機(jī)器學(xué)習(xí)可以比傳統(tǒng)工具提前20倍進(jìn)行預(yù)測(cè)，而且預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性更高。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備向他們提供更多的數(shù)據(jù)，他們只會(huì)變得更快、更準(zhǔn)確。

通過(guò)查看各種工作場(chǎng)所的數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)程序可以發(fā)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的企業(yè)在哪些地方花費(fèi)了異常高的時(shí)間成本和資金成本。然后，它可以建議一個(gè)新的工作流程，以減少員工在該領(lǐng)域所花費(fèi)的精力，讓傳統(tǒng)生產(chǎn)制造設(shè)備能夠自動(dòng)運(yùn)行，節(jié)約成本，提高實(shí)體制造系統(tǒng)的靈活性。這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)首先關(guān)注的問(wèn)題，也是未來(lái)機(jī)器學(xué)習(xí)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用需要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題領(lǐng)域。

3.2 促進(jìn)業(yè)務(wù)流程重構(gòu)并實(shí)現(xiàn)制造流程的自動(dòng)化和智能化

機(jī)器學(xué)習(xí)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等的應(yīng)用可以使很多企業(yè)的日常任務(wù)自動(dòng)化。業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化利用人工智能來(lái)處理一系列管理任務(wù)，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備向這些程序提供更多數(shù)據(jù)，使得實(shí)體制造系統(tǒng)能夠變得更加高效。隨著時(shí)間的推移，這樣的技術(shù)已經(jīng)使一些行業(yè)的生產(chǎn)率可以提高40%，甚至達(dá)到60%以上。自動(dòng)化和簡(jiǎn)化任務(wù)，如日程安排和記錄保存，讓員工可以專注于本該由人類智能應(yīng)該完成的增值工作。

隨著機(jī)器人技術(shù)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的應(yīng)用，機(jī)器人已經(jīng)成為生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分；而且隨著智能技術(shù)的發(fā)展，不同環(huán)節(jié)的機(jī)器人、數(shù)字機(jī)床等關(guān)鍵設(shè)備可以連接起來(lái)，完成更加復(fù)雜的任務(wù)。RPA機(jī)器人流程自動(dòng)化（Robotic process automation），能夠代替或者協(xié)助人類在計(jì)算機(jī)、RPA手機(jī)等數(shù)字化設(shè)備中完成重復(fù)性工作與任務(wù)。

軟件機(jī)器人可以幫助企業(yè)或者員工完成重復(fù)單調(diào)的流程性工作，減少人工失誤，提高運(yùn)營(yíng)效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。RPA是企業(yè)開(kāi)啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型的鑰匙，只要預(yù)先設(shè)計(jì)好使用規(guī)則，RPA 就可以模擬人工，進(jìn)行各種操作，協(xié)助人類完成大量“規(guī)則較為固定、重復(fù)性較高、附加值較低”的工作。

3.3 制造過(guò)程柔性化，降低企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)

如果一家公司不能理解它所面臨的弱點(diǎn)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人就不能做出科學(xué)合理的決定，畢竟對(duì)企業(yè)管理來(lái)說(shuō)，在一定程度上補(bǔ)齊自身的短板甚至比發(fā)展自身的長(zhǎng)處更加關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以為企業(yè)提供更好地了解企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)器學(xué)習(xí)可以更進(jìn)一步，從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)人類可能忽略的關(guān)注點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以收集有關(guān)工作場(chǎng)所或客戶的數(shù)據(jù)，然后由機(jī)器學(xué)習(xí)程序進(jìn)行處理，提前預(yù)知各種可能的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)并不是物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)能夠預(yù)測(cè)的唯一風(fēng)險(xiǎn)，但是可以通過(guò)CRM系統(tǒng)的銜接實(shí)現(xiàn)對(duì)該方面風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)控。機(jī)器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全程序可以察覺(jué)黑客試圖滲透一家公司的網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)自身的網(wǎng)絡(luò)安全。而基于更深層次的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)采集，可以幫助企業(yè)規(guī)避戰(zhàn)略方面的盲點(diǎn)，建設(shè)決策性錯(cuò)誤。

機(jī)器學(xué)習(xí)程序可以從物聯(lián)網(wǎng)傳感器獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將其付諸行動(dòng)。它可以預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的中斷，并向工作人員發(fā)出警告，以便他們做出相應(yīng)的反應(yīng)。這些預(yù)測(cè)分析可以讓企業(yè)避免再熟悉不過(guò)的供應(yīng)鏈延遲問(wèn)題。另外，來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)可以揭示公司在哪些地方可能會(huì)使用超過(guò)需求的資源。然后，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以分析這些數(shù)據(jù)，提出改進(jìn)的方法。

4 “人工智能+機(jī)器人”是當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

從總體上來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)才技術(shù)和基于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，因?yàn)閺闹悄苤圃靵?lái)說(shuō)，從傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)的制造逐漸向以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的制造進(jìn)行轉(zhuǎn)型，數(shù)據(jù)讓企業(yè)獲得了前所未有的發(fā)揮其潛力的機(jī)會(huì)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背后是物聯(lián)網(wǎng)和人工智能重塑商業(yè)世界，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)只是其中的一個(gè)表現(xiàn)形式。但是從目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的發(fā)展來(lái)看，關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

第一、機(jī)器人技術(shù)和數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前制造系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要連接中斷。工業(yè)機(jī)器人是指應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程與環(huán)境的各種各樣的具有一定智能的類人的機(jī)器設(shè)備，主要包括人機(jī)協(xié)作機(jī)器人和工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人等。從技術(shù)形態(tài)來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人是指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。從目前來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人是能夠在工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中通過(guò)自動(dòng)控制來(lái)代替人類執(zhí)行某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，主要包括焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、包裝機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、切割機(jī)器人和凈室機(jī)器人等。而隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷提升，機(jī)器人可能會(huì)在理論上能夠代替生產(chǎn)線上人類的所有活動(dòng)，組成完全由機(jī)器人所組成的生產(chǎn)系統(tǒng)。

由于這些機(jī)器人在生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)承擔(dān)著很多重要的任務(wù)，對(duì)這些機(jī)器人的跟蹤就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)流程的跟蹤，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要連接終端。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)對(duì)部署在生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人的聯(lián)結(jié)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)的大范圍、深層次的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控基礎(chǔ)。

第二、機(jī)器視覺(jué)是當(dāng)前“人工智能+機(jī)器人”的結(jié)合點(diǎn)。人類獲取外界信息，75%以上來(lái)自于視覺(jué)，視覺(jué)也同樣讓機(jī)器能代替人眼來(lái)做測(cè)量、判斷等決策。這就很大程度上代替了人類的視力方面的功能，能夠更好地滿足當(dāng)前制造行業(yè)業(yè)務(wù)流程還有很多不規(guī)范，不能夠采取相對(duì)固定的、邏輯化、軟件化的特點(diǎn)。

原來(lái)的視頻技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是通過(guò)拍照片和記錄錄像信息，是一種生產(chǎn)制造事后追溯的重要手段；當(dāng)前的視頻技術(shù)應(yīng)用，更重要的是在感知到物體之后進(jìn)行算法分析，當(dāng)下做出正確的判斷并立刻采取行動(dòng)。機(jī)器人視覺(jué)會(huì)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)控，機(jī)器人和機(jī)器人之間的互聯(lián)網(wǎng)，以及機(jī)器人和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備和物料的協(xié)同互動(dòng)方面，如在焊接、搬運(yùn)、質(zhì)檢等方面會(huì)有很大的應(yīng)用場(chǎng)景。

利用機(jī)器視覺(jué)這一人工智能技術(shù)的另外一個(gè)好處是減少了各種傳感器的布置，讓機(jī)器視覺(jué)代替了諸多傳感器的布置，減輕了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)傳感器的布置成本，以及由此造成的生產(chǎn)流程僵化，缺乏柔性化的改造能力和響應(yīng)外部變化的敏捷性，提升了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的建設(shè)、改造、升級(jí)的能力。

第三、機(jī)器人技術(shù)可以在一定程度上彌補(bǔ)我國(guó)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)方面的薄弱。當(dāng)前我國(guó)傳統(tǒng)制造企業(yè)流程僵化，各方面的制度建設(shè)參差不齊。這就造成了數(shù)據(jù)采集困難，以及人工智能技術(shù)在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)制造體系中的總體布局。

從人工智能技術(shù)細(xì)分領(lǐng)域來(lái)看，AIoT涉及感知層、傳輸層（網(wǎng)絡(luò)層）、平臺(tái)層、應(yīng)用及服務(wù)層，其中以感知層需要大量的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備支持，而且這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備要求必須準(zhǔn)確，能夠隨著生產(chǎn)線的變革不斷地變革，而又不影響感知的準(zhǔn)確性，這其實(shí)會(huì)給工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展造成很大的障礙。

而平臺(tái)層和應(yīng)用層則不僅需要大規(guī)模精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的支持，而且還需要有人工智能算法的支持，否則平臺(tái)層和應(yīng)用層很難在制造體系中發(fā)揮出人工智能技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中的作用。然而在制造體系層面，不像在互聯(lián)網(wǎng)層面一樣，其中的算法包括各種各樣的制造機(jī)理，以及各種各樣的場(chǎng)景性知識(shí)，所以如果要迅速掌握整個(gè)制造體系的精準(zhǔn)知識(shí)，幾乎是不可能的。但是摸清楚一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的制造機(jī)理還是有可能，并且基于這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的機(jī)理聯(lián)結(jié)在一起，形成某一制造環(huán)節(jié)的關(guān)鍵智能化突破還是非常有可能，因此實(shí)現(xiàn)局部性突破和階段性突破不僅非常有必要，而且具有較大的可能性。

5 當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的階段性挑戰(zhàn)

首先是數(shù)據(jù)采集，這是工業(yè)軟件和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要面對(duì)的第一道門檻。在智能時(shí)代，數(shù)據(jù)是企業(yè)進(jìn)行決策的核心，但是眾所周知，設(shè)備廠商對(duì)自身設(shè)備的數(shù)據(jù)是嚴(yán)格控制的，工業(yè)軟件采集設(shè)備上的數(shù)據(jù)必須獲得設(shè)備廠商的授權(quán)，否則就不能夠采集。然而，我國(guó)絕大多數(shù)制造生產(chǎn)線上運(yùn)轉(zhuǎn)著的機(jī)器，來(lái)自世界各國(guó)。這些“萬(wàn)國(guó)設(shè)備”標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)混雜，要么不開(kāi)放通信協(xié)議，要么過(guò)了質(zhì)保期，要么連設(shè)備商都找不到，大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)禁錮在設(shè)備本身，難以采集，并且，除了設(shè)備本身的數(shù)據(jù)，工業(yè)軟件供應(yīng)商們還要采集設(shè)備保養(yǎng)、大修、生產(chǎn)關(guān)聯(lián)匹配度、關(guān)鍵供應(yīng)參數(shù)等管理層面的數(shù)據(jù)，采集難度大。一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)大型的生產(chǎn)制造企業(yè)的核心設(shè)備大約包括十七八類，設(shè)備總量在800～1000臺(tái)，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)約有5萬(wàn)到8萬(wàn)個(gè)。如果缺少一家設(shè)備廠商的數(shù)據(jù)，整個(gè)生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集都將無(wú)法完成。

其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)難點(diǎn)在生產(chǎn)線的智能化改造，而對(duì)產(chǎn)生線改造可以說(shuō)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從理念上來(lái)說(shuō)，并不難搭建，從理論上來(lái)看也比較清晰，但是真正難的是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與設(shè)備本身、與生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)檢等具體應(yīng)用層面功能的結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的預(yù)期功能。

一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要與物理接入、大數(shù)據(jù)分析、知識(shí)圖譜管理、運(yùn)營(yíng)軟件管理等生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的綜合運(yùn)用環(huán)節(jié)都聯(lián)結(jié)起來(lái)，才會(huì)形成真正落地的服務(wù)，如果單獨(dú)強(qiáng)調(diào)某一項(xiàng)功能，而不能實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的綜合和協(xié)同，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值就會(huì)大打折扣，就會(huì)存在“理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感”的局面，導(dǎo)致工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最終根本沒(méi)有辦法落地的情況。

以產(chǎn)品生產(chǎn)線為例，每隔一段時(shí)間久需要對(duì)原材料、半成品、成品等做一次測(cè)樣，各種質(zhì)檢采樣之間要有不同的時(shí)間間隔，在質(zhì)檢結(jié)果出來(lái)前不允許轉(zhuǎn)續(xù)。如果將各環(huán)節(jié)隔離開(kāi)來(lái)，這些復(fù)雜的檢驗(yàn)及控制在各自的業(yè)務(wù)閉環(huán)內(nèi)都很好實(shí)現(xiàn)，但在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，不僅這些環(huán)節(jié)的把控要結(jié)合各種設(shè)備的性能指標(biāo)來(lái)測(cè)試，而且整個(gè)系統(tǒng)必須保證質(zhì)檢環(huán)節(jié)、工藝控制、生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全同步匹配、共同協(xié)作；任何一個(gè)小環(huán)節(jié)掉鏈子，就會(huì)給工廠帶來(lái)實(shí)打?qū)嵉膿p失。

第三、任何工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及運(yùn)行其上的新型工業(yè)軟件（工業(yè)APP），都是以為工業(yè)提質(zhì)增效的角度來(lái)衡量的，這需要工業(yè)軟件供應(yīng)商對(duì)其服務(wù)的行業(yè)和具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景有非常深入的了解，才能開(kāi)發(fā)出適用、好用的工業(yè)軟件。而這就要求相關(guān)從業(yè)者至少要在該領(lǐng)域有 5～10年的經(jīng)驗(yàn)積累，否則根本不可能深入透徹地了解該生產(chǎn)領(lǐng)域的相關(guān)生產(chǎn)細(xì)節(jié)。

但是目前的工業(yè)APP只是非常細(xì)節(jié)性的單點(diǎn)方面的知識(shí)封裝，還很難聯(lián)結(jié)在一起，因此這樣的工業(yè)APP發(fā)展模式容易受到邊際收益遞減方面的限制，而且這樣很小的單點(diǎn)突破也很難與具有規(guī)模效應(yīng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合在一起，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的真正突破點(diǎn)，而只能算是生產(chǎn)制造系統(tǒng)的局部改進(jìn)，甚至很難聯(lián)成具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的制造系整體性解決方案。而且能夠滿足各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的需要，能夠獲得廣泛應(yīng)用的有價(jià)值的工業(yè)APP也還不多。

第四、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的平衡點(diǎn)還沒(méi)有明確定位，很多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都處于積極的探索階段。目前在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中，能用符合工業(yè)生產(chǎn)邏輯，并考慮到生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化、可擴(kuò)展等指標(biāo)，能夠把信息/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（ICT）與工業(yè)場(chǎng)景緊密串接起來(lái)、融為一體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還較少。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)事實(shí)上從大的技術(shù)方向來(lái)說(shuō)就是IT技術(shù)與OT技術(shù)的融合的過(guò)程，因此從目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)儲(chǔ)備來(lái)看，無(wú)論是IT互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，還是脫胎于生產(chǎn)自動(dòng)化的企業(yè)暫時(shí)都還很難當(dāng)IT和OT融合大任。工業(yè)知識(shí)掌握在工業(yè)人的手中，工業(yè)軟件要服務(wù)好工業(yè)制造，一定由工業(yè)人去主導(dǎo)才能完成，但是與此同時(shí)，還需要兼顧互聯(lián)網(wǎng)的效應(yīng)。因此從產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，這種產(chǎn)業(yè)力量現(xiàn)在還比較難以平衡。

第五、工業(yè)知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)滯后。沒(méi)有深厚的工業(yè)知識(shí)數(shù)據(jù)做支撐，工業(yè)軟件根本難以支撐工業(yè)制造的脫胎換骨。工業(yè)軟件是工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的結(jié)合體，做工業(yè)軟件，既要懂信息軟件開(kāi)發(fā)，又要對(duì)工業(yè)體系有系統(tǒng)性、深入性的了解，其中最大的難點(diǎn)不在于軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)本身，而是IT人員對(duì)工業(yè)知識(shí)數(shù)據(jù)的掌握和調(diào)用。

國(guó)外工業(yè)軟件公司積累了幾十年甚至上百年的工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)、流程、知識(shí)、工藝和數(shù)據(jù)，形成了扎實(shí)的工業(yè)數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)，具備了關(guān)鍵核心的底層的數(shù)據(jù)和知識(shí)資源。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要一方面把握市場(chǎng)需求，另外一方面則隨時(shí)調(diào)用相關(guān)的知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，兩手交匯貫通間，軟件的優(yōu)化升級(jí)順利實(shí)現(xiàn)。但我國(guó)工業(yè)制造過(guò)程中的海量關(guān)鍵工藝流程、工業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及研發(fā)數(shù)據(jù)，大都只鎖閉在技術(shù)人員頭腦中和企業(yè)的資料室里，隨著企業(yè)的變遷、人員的流動(dòng)甚至消失，不斷耗散，基本沒(méi)有形成體系性的積累。

制造企業(yè)自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及數(shù)據(jù)的流失，使得當(dāng)前我國(guó)工業(yè)軟件企業(yè)需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)、消化基礎(chǔ)知識(shí)及參數(shù)，弄懂每一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的邏輯，才能進(jìn)行工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)和軟件的升級(jí)和維護(hù)。

6 結(jié)論

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展無(wú)論對(duì)于企業(yè)個(gè)體，還是對(duì)于整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)都是一項(xiàng)永無(wú)止境的浩瀚工程，任何組織和個(gè)人都不應(yīng)該抱有一勞永逸的態(tài)度來(lái)對(duì)待這一永遠(yuǎn)在路上，而很難確定重點(diǎn)的涉及生產(chǎn)制造所有要素的全局性工程。政府行業(yè)主管部門的決策人員和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理者不僅要認(rèn)識(shí)到實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可能帶來(lái)的利益，更要對(duì)其實(shí)施過(guò)程中可能的長(zhǎng)期性、艱巨性要有清晰的認(rèn)識(shí)，并做好應(yīng)對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。而實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的科學(xué)態(tài)度，則是要把握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律，分階段、有重點(diǎn)、分步驟地實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，而不是試圖一次性地解決所有的問(wèn)題，那樣只能會(huì)給企業(yè)和產(chǎn)業(yè)帶來(lái)災(zāi)難。因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的階段劃分與階段性目標(biāo)管理應(yīng)該是制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展路徑的核心。