工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新策略

李勤

摘要：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)增長停滯問題，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求和技術(shù)融合的特點(diǎn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用未來發(fā)展還將呈現(xiàn)政策為導(dǎo)向、產(chǎn)業(yè)集群為核心、行業(yè)細(xì)分為特點(diǎn)的創(chuàng)新策略。

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；產(chǎn)業(yè)集群；行業(yè)細(xì)分

一、政策為導(dǎo)向，調(diào)動制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新的積極性

（一）重點(diǎn)關(guān)注投資大、見效慢問題

制造業(yè)在向智能制造轉(zhuǎn)型升級過程中，涉及兩個關(guān)鍵概念：輕資產(chǎn)投資和重資產(chǎn)投資。輕資產(chǎn)投資主要是指互聯(lián)網(wǎng)方面的投資，即通過提供相應(yīng)的服務(wù)就能獲得收益，投資回報快；相較而言的重資產(chǎn)投資指的是制造業(yè)企業(yè)在進(jìn)行設(shè)備更新方面的投資，回報時間較長且投資數(shù)量較大?；诖?，許多中小企業(yè)對于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的積極性并不高。因此政府部門應(yīng)加大政策推廣力度，重點(diǎn)解決中小企業(yè)對于投資大、見效慢的顧慮因素，從而提高企業(yè)的使用積極性。

（二）建設(shè)網(wǎng)絡(luò)信息安全保障體系

2019年印發(fā)的《加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工作指導(dǎo)意見》明確提出要對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)實施網(wǎng)絡(luò)安全分類分級管理?！叭臧l(fā)展計劃”中指出，隨著我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入新階段，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)上云等情況日益增多，使工業(yè)過程中敏感度較高的專利等核心技術(shù)信息暴露在公共平臺中的可能性增大，網(wǎng)絡(luò)信息安全保障體系的建設(shè)顯得尤為重要，基于此，本文對政策層面發(fā)布的關(guān)于安全保障體系的建設(shè)進(jìn)行了梳理，總結(jié)為表1所示。

二、產(chǎn)業(yè)集群為核心，加快產(chǎn)業(yè)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型

“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，促進(jìn)數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟(jì)深度融合，賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式，壯大經(jīng)濟(jì)發(fā)展新引擎。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：模擬時代、數(shù)字時代、移動互聯(lián)網(wǎng)時代、萬物互聯(lián)時代，具體表現(xiàn)形式如表2所示。

萬物互聯(lián)的時代背景下，以產(chǎn)業(yè)集群為核心，聯(lián)合政府、各個類型的企業(yè)，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不斷融合，形成跨企業(yè)、跨平臺協(xié)同的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，是加快產(chǎn)業(yè)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)方向。在中國制造2025的十年規(guī)劃與“十四五”規(guī)劃等一系列的政策指引下，未來制造業(yè)企業(yè)在制造工藝、質(zhì)量管理方面將會結(jié)合全區(qū)創(chuàng)新扶持政策、未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，整合創(chuàng)新載體、龍頭企業(yè)等優(yōu)勢資源，形成多維度的優(yōu)勢資源匯集，從而形成以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為典型切入點(diǎn)，最終形成協(xié)同全產(chǎn)業(yè)的價值共創(chuàng)模式。自動化企業(yè)在本文指的是專門提供自動化解決方案的企業(yè)，如西門子、施耐德等。從自動化自身角度來看，制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的特點(diǎn)是無人、制造模式固定，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合的背景下，自動化企業(yè)則可以在原有的自動化解決方案中，增加對工業(yè)企業(yè)的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控、反映與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)“十四五”規(guī)劃中描述的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+智能制造的全新產(chǎn)業(yè)形態(tài)。將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的解決方案復(fù)制到“互聯(lián)網(wǎng)+”全產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合發(fā)展。

三、行業(yè)細(xì)分為特點(diǎn)，推動按需制造等智能制造模式

（一）按行業(yè)細(xì)分特點(diǎn)推廣工業(yè)App的應(yīng)用

由于不同行業(yè)中的工業(yè)技術(shù)差異性較大，因此相比于傳統(tǒng)工業(yè)軟件，具有輕量化、靈活可復(fù)制的工業(yè)App能更好滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的不同應(yīng)用場景。工信部發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)App培育工程實施方案》中，按不同行業(yè)的不同應(yīng)用場景，對工業(yè)App進(jìn)行了分類，主要分為四大類，如表3所示。

（二）推廣5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用

數(shù)據(jù)在眾多工業(yè)企業(yè)中已經(jīng)成為核心資源之一，而數(shù)據(jù)從收集、存儲、到轉(zhuǎn)化的過程都需要依托網(wǎng)絡(luò)完成。按照不同行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的需求進(jìn)行劃分，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可分為三類應(yīng)用場景：機(jī)器視覺、設(shè)備物聯(lián)、遠(yuǎn)程操控?！?G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”能將數(shù)據(jù)、流程、應(yīng)用場景整合在一起形成一個系統(tǒng)。Padhi在研究中指出在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，5G專用網(wǎng)絡(luò)與LTE和Wi-Fi相比，具有覆蓋范圍更廣、安全保障能力更強(qiáng)、性能更加優(yōu)越三大優(yōu)勢，能夠支持苛刻性能要求的工業(yè)場景應(yīng)用。將我國發(fā)布的《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》進(jìn)行梳理，總結(jié)出了5G的應(yīng)用場景以及相應(yīng)的應(yīng)用價值，如表4所示，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供更為廣闊場景。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)應(yīng)用場景

傳統(tǒng)制造業(yè)在向智能制造、柔性制造的轉(zhuǎn)型升級過程，最重要的目的是實現(xiàn)各類設(shè)備、工廠之間數(shù)據(jù)的流通以及知識共享。然而目前在轉(zhuǎn)型升級過程中表現(xiàn)出的普遍存在的問題主要包括兩方面：一方面，工廠內(nèi)的設(shè)備數(shù)量龐大、品類繁雜，其中機(jī)器、零件標(biāo)識難度大，實施困難；另一方面，機(jī)器的標(biāo)識為“獨(dú)立”標(biāo)識，企業(yè)、部門之間的標(biāo)識無法實現(xiàn)統(tǒng)一識別，因此標(biāo)識解析系統(tǒng)在構(gòu)建過程無法對這些已標(biāo)識的機(jī)器數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模采集。

標(biāo)識解析系統(tǒng)的構(gòu)建，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能得到具體落實的首要步驟。標(biāo)識解析體系對設(shè)備、工廠數(shù)據(jù)的作用包括產(chǎn)品的完整生命周期管理、生產(chǎn)、運(yùn)輸以及銷售數(shù)據(jù)追溯等。通過打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系，從而打通企業(yè)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流通的技術(shù)引擎，使得工廠內(nèi)、企業(yè)內(nèi)以及企業(yè)間的數(shù)據(jù)、知識庫不斷完備。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)集成方面，設(shè)備的數(shù)據(jù)信息過于多樣化，因此在數(shù)據(jù)采集過程中需要設(shè)計盡可能多的數(shù)據(jù)指標(biāo)體系，但在數(shù)據(jù)存儲過程中，需要數(shù)據(jù)盡可能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的一致，以便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析。至此，在平臺中得以集成的數(shù)據(jù)既需要立體、全面，又需要實現(xiàn)可視化過程中數(shù)據(jù)單位的統(tǒng)一，于是這一系統(tǒng)產(chǎn)生了物理沖突。為了解決這一沖突，可以利用空間分離原理，將上傳數(shù)據(jù)的模塊與數(shù)據(jù)可視化分析的模塊進(jìn)行空間上的分離，從而實現(xiàn)在數(shù)據(jù)集成過程中，設(shè)備信息盡可能多維度存儲，在數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析過程中，能按照用戶特定的需求對于數(shù)據(jù)存儲模塊中的同一緯度的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，從而完成數(shù)據(jù)可視化功能。

制造業(yè)企業(yè)在完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型后，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會上傳至平臺中，平臺依托模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理而轉(zhuǎn)化成應(yīng)用。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的本質(zhì)就是為制造業(yè)企業(yè)持續(xù)不斷的創(chuàng)造價值：提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)所需成本，推廣產(chǎn)品新型制造模式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對企業(yè)進(jìn)行價值重構(gòu)方面是從三個角度完成的：連接維度、生態(tài)維度以及產(chǎn)生的效益維度。從連接維視角來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⑷恕C(jī)器、生產(chǎn)材料、機(jī)理模型、生產(chǎn)空間進(jìn)行全連接，打破企業(yè)原有邊界，構(gòu)建跨企業(yè)協(xié)同制造、生產(chǎn)的場景應(yīng)用生態(tài)圈，從而為企業(yè)提供相應(yīng)的價值，如圖1所示。

五、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)支撐

由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相關(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為我國傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來顛覆性的創(chuàng)新改革，切實體現(xiàn)了知識就是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的第一推動力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺涉及的技術(shù)主要包括：5G、數(shù)據(jù)中心、邊緣計算、云計算等，平臺的技術(shù)體系有三個層面構(gòu)成：平臺架構(gòu)、平臺集成的數(shù)據(jù)、平臺衍生的產(chǎn)業(yè)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系的基礎(chǔ)就是通過邊緣計算技術(shù)對這些龐大的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、匯聚，通過搭建大數(shù)據(jù)庫以及云服務(wù)平臺的形式，將海量的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳、保存，衍生出為制造業(yè)企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程的工業(yè)App，如圖2所示技術(shù)支撐的三個維度。

制造業(yè)企業(yè)在加入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟之后，可以將生產(chǎn)經(jīng)營過程中的數(shù)據(jù)上傳到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在采集來自設(shè)備、工廠的底層數(shù)據(jù)后，將海量的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、挖掘。最后衍生出提供技術(shù)服務(wù)和生產(chǎn)經(jīng)營服務(wù)的工業(yè)軟件企業(yè)，企業(yè)可以有效地對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而為其他工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中所遇到的技術(shù)難題提供標(biāo)準(zhǔn)、適用的解決方案。從業(yè)務(wù)層面來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在解決各行業(yè)的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)后，形成一系列的應(yīng)用場景，如圖3所示業(yè)務(wù)落地的解決方案。

從企業(yè)視角來看，由于目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的構(gòu)建是各個IT企業(yè)競爭的熱點(diǎn)話題，因此各個IT企業(yè)不惜重金投入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)中來。技術(shù)創(chuàng)新從宏觀層面來看，對整個社會的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義，但是對于企業(yè)而言，如果不計成本投入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)中，可能會拖累企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營，從而使得企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營偏離原有的軌道。因此，對于一些實力不夠強(qiáng)盛，以及融資力度不能達(dá)到預(yù)期的企業(yè)而言，投入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)過程中，應(yīng)該積極地衡量其企業(yè)所付出的成本以及未來的收益。因為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以有效提升整個工業(yè)生產(chǎn)效率及新動能，因此前景雖然非常看好，但是在實際的構(gòu)架過程中，還會遇到各種各樣的技術(shù)性難題。而這些技術(shù)性難題的接連突破，都需要企業(yè)具有較為雄厚的資本實力和技術(shù)研發(fā)能力。工業(yè)云平臺依托于不同的數(shù)據(jù)生產(chǎn)要素和生產(chǎn)過程虛擬化搭建，可構(gòu)建出四個主要應(yīng)用場景：產(chǎn)品全生命周期上云、生產(chǎn)制造過程虛擬上云、企業(yè)核心業(yè)務(wù)模塊搭建上云、企業(yè)研發(fā)全流程管理上云。傳統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè)在數(shù)據(jù)上傳至云端后，在海量異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲與查詢方面，采用的就是云數(shù)據(jù)管理方法。其中對于云端數(shù)據(jù)處理機(jī)制的要求只要包含兩方面，一方面保證平臺的實時數(shù)據(jù)上傳更新過程中的數(shù)據(jù)并發(fā)機(jī)制；另一方面，為降低云端海量實時數(shù)據(jù)處理的技術(shù)難度，需要技術(shù)人員在數(shù)據(jù)采集之前進(jìn)行一系列的預(yù)處理操作，從而達(dá)到云端數(shù)據(jù)清洗過程的簡化目的，很好的提高數(shù)據(jù)處理的效率。云平臺的構(gòu)建和使用給先進(jìn)制造業(yè)帶來了巨大的協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造、知識共享方面的便利，但由于制造企業(yè)的類型多樣及制造企業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型導(dǎo)向，因此，云平臺的核心功能及業(yè)務(wù)落地也產(chǎn)生了多樣化，為制造業(yè)工業(yè)互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)勢提供上升空間。以提高工業(yè)制造企業(yè)的資源使用效率為出發(fā)點(diǎn)，對于工業(yè)產(chǎn)品的萌芽期以及生長期進(jìn)行大量的有效研發(fā)資源的配置，充分提高投入資源的創(chuàng)新回報率；在成熟期，快速獲取技術(shù)的直接理論架構(gòu)，并著手在現(xiàn)有技術(shù)架構(gòu)下持續(xù)開發(fā)新一代的替代技術(shù)迭代升級；在衰退期，運(yùn)用產(chǎn)品進(jìn)化理論，技術(shù)開發(fā)人員可以較快完成整套技術(shù)升級應(yīng)用的構(gòu)思，實現(xiàn)新一階段技術(shù)難題突破和創(chuàng)新能力提升。

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（作者單位：湖北工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院）