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升级动力不断释放,未来工业互联网将会是怎样的信息集成

来源:博观科技日期:2023-02-10 14:37:00

工业互联网是新型基础设施建设的重要组成部分,工业互联网平台是新一代信息技术与制造业深度融合发展的产物,也是支撑新一轮工业革命的重要基础。


未来工业互联网


工业互联网+5G,推动产业数字化


中国工业互联网及相关产业蓬勃发展,由夯基筑台的起步建设阶段逐渐步入创新引领的快速普及阶段。


中控科技集团创始人、宁波工业互联网研究院创始人兼院长褚健举例说,中国有约38万家规模以上制造业企业,还有数百万家规模以下制造业企业,未来工业互联网发展要解决的正是这些企业对“安全、质量、效益、成本、低碳”方面的需求。


工业互联网融合应用取得的成效离不开网络基础设施建设扎实推进。


工信部数据显示,截至目前,“5G+工业互联网”建设项目超过3100个,其中今年第二季度新增项目700个,国家顶级节点日均解析量显著提升,达到1.5亿次。具有一定行业和区域影响力的特色平台超过150家,其中重点平台的工业设备连接数超过7900万台、工业App数量28万余个。天眼查数据显示,截至目前,中国有9.4万余家工业互联网相关企业,今年1月至6月新增注册企业3.3万余家。


“通过国内外工业互联网实践,可以看到数字化转型的探索已经由效率变革走向价值变革,由企业内走向产业链、价值链。”中国信息通信研究院院长、工业互联网产业联盟理事长余晓晖说,特别是“5G+工业互联网”已实现突破和拓展,通过未来2至3年探索实践,5G将进一步进入工业的核心系统和流程。


“自工业互联网创新发展战略实施以来,中国工业互联网发展稳步推进,部分重点任务和工程完成状况超出预期。目前国家工业互联网大数据中心已形成覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈的体系化布局,汇聚约29亿条工业互联网数据,覆盖约703万家企业。”鲁春丛说,也应看到,与发达国家相比,中国工业互联网发展水平仍有较大提升空间。


业内人士分析认为,中国工业互联网进入产业深耕的关键期,通过工业互联网纵深推进制造业数字化转型仍面临不少挑战,需要积极推动工业互联网自身提档升级。


从供给侧看,需在新型基础设施建设方面超前一步。中国宏观经济研究院产业经济与技术经济研究所副研究员李子文认为,应以工业互联网新型基础设施建设促进企业数字化转型,推动新技术新产品研发,加速科技成果向现实生产力转化。


从需求侧看,要在发展新模式新业态方面领先一步。“中国工业门类众多,不同行业对工业互联网的应用需求差异较大。”鲁春丛说,应引导各领域积极开展工业互联网创新应用,尤其要助力中小企业用得上、用得起工业互联网,积极进行数字化转型,不断推动新模式、新业态发展。


工信部印发的《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》中明确提出中国工业互联网将把基础设施建设、持续深化融合应用、强化技术创新、壮大产业生态、提升安全保障5个方面作为重点抓手,推动产业数字化、带动数字产业化。


2022:产业取得三方面进展,升级动力将不断释放


2022年,我国工业互联网有以下三方面进展。


一是工业互联网标识解析体系全面建成。东西南北中五大国家顶级节点和两个灾备节点全部上线,二级节点实现了31个省(区、市)全覆盖,服务企业近24万家,培育具有影响力的工业互联网平台达到了240余个,其中跨行业跨领域平台达到28个,有力促进了产品全流程、生产各环节、供应链上下游的数据互通、资源协同,加速企业数字化转型。


二是“5G+工业互联网”512工程圆满收官。打造了5个产业公共服务平台,为工业企业应用5G技术提供服务支撑。在汽车、采矿等十余个重点行业建设了4000多个项目,协同研发设计、远程设备操控等20个典型应用场景加速普及,有力促进了企业提质、降本、增效。工业5G融合产品日益丰富,模组价格较商用初期下降了80%。各地掀起了5G全连接工厂建设热潮,加速5G向生产核心控制环节进一步深化拓展。


三是赋能行业转型呈现千姿百态。针对产业共性需求,打造了一批应用推广服务载体,培育了“低成本、轻量化”的解决方案,降低了广大企业特别是中小企业数字化转型门槛。聚焦各行业特性,制定推广钢铁、电子等10余个重点行业的工业互联网融合应用指南,引导行业企业因业制宜、因企制宜开展工业互联网应用。破解短板弱项,实施工业互联网创新发展工程,加快关键技术产品攻关和产业化,发布了一批国家标准、行业标准和团体标准,进一步完善标准体系。


下一步,工信部将重点从三个方面发力,加快工业互联网规模化发展,推动数字经济和实体经济深度融合,不断释放产业升级动力,助力工业经济稳步回升。


一是优环境,加强政策引导。会同各部门、各地方扎实推进《工业互联网创新发展三年行动计划(2021-2023年)》,确保各项工作圆满收官,研究制定促进工业互联网规模化发展的政策举措,进一步完善顶层设计,用好用足财税金融相关政策,加强产融合作、产教结合,进一步营造良好的发展环境。


二是抓创新,增强发展动能。强化技术创新,深入实施工业互联网创新发展工程,打好技术攻坚战,完善标准体系,破解制约规模化发展的关键短板。深化产业创新,支持电信企业、互联网平台企业、工业企业等各类市场主体发挥各自优势加强联动协同,大力培育工业互联网龙头企业和“专精特新”中小企业,壮大工业互联网产业联盟,打造健康可持续的产业生态。


三是强应用,加快推广普及。加快先进工厂培育,推动企业积极利用5G等技术开展工厂数字化改造,促进新技术新场景新模式的广泛应用。加速产业集群升级,开展工业互联网“百城千园行”活动,总结推广成功案例,促进工业园区数字化绿色化发展。深化重点行业拓展,广泛开展供需对接,加强工业互联网在重点产业链普及,以工业互联网的规模化应用促进实体经济高质量发展。


未来:工业4.0,三个维度的信息集成


工业4.0最典型的场景,是在流水线上进行个性化定制。这种生产方式会带来很多麻烦,让协同的难度大增。为此,德国人提出“三个维度的信息集成”来解决问题。在笔者看来,在我国对工业互联网的认知,其实包含了这三个维度。而GE公司工业互联网其实是物联网;物联网主要涉及纵向集成和部分横向集成。所以,可以从三个维度的角度对我国工业互联网的实践成果进行分类总结。


横向集成是本质上是空间信息的集成,一般表现为企业之间的信息集成,能够支持企业之间的资源共享和多方协同。长期看,这种集成能够促进社会分工、改变企业生态。我看到两种集成的方式:一种是大企业牵头的集成、用于管控自己的供应链;一种是平台公司牵头的集成,用于资源的动态对接。


我一直认为,横向集成的重点和难点是质量管理。对工业企业来说,一旦购买的生产资料不符合质量要求,经常会导致几十上百倍的损失。而且,高端企业往往对质量有特殊的要求,要经过反复认证才可能购买。所以,推动横向集成需要推动标准化、与质量监管结合与工业软件结合。


横向集成的另外一个麻烦是商业模式。资源共享、多方协同可以带来利益,但问题是这些利益如何分配、让主要的相关方都受益。这一点需要用商业模式创新解决问题。


横向集成有国情的不同。在大企业层面,美国企业有特殊的诉求:避免境外生产导致的技术外流,需要用工业互联网管理制造企业。在小企业层面,中国企业有特殊的场景:带动低端产业集群的转型升级。这对商业模式创新的要求较高。


纵向集成本质上是快节奏和慢节奏业务的集成,是管理与控制的集成,可以用来提升管理能力。


管控能力的提升体现在人、机、料、法、环管理的各个方面,尤其是各种与人相关的管理。可以具体到设备管理、质量管理、能源管理、操作管理、安全管理、生产管理等多个方面。在我看来,计算机管理的方式本质上很简单:首先是工业知识软件化、让机器学会干活,其次是对超标、违规的管理,要知道出了问题怎么办。所以,提升管理能力的一个重要工作仍然是提高标准化程度。


管控能力的提升,能够促进生产方式的转变。最典型的做法就是支持小批量、多品种的生产,极端的做法是支持流水线上的个性化定制——也就是工业4.0的典型场景。在我国,这种变化近期的亮点主要在中低端产业。


端到端集成本质上是不同时间段上信息的集成、是研发设计、生产制造、销售服务等业务的信息集成。通过端到端集成,可以显著地提升企业的研发和服务水平、支撑个性化定制和小批量生产。


端到端集成的一个重要基础是研发设计的数字化。产品设计数字化的基础上,可以把CAD、CAE、CAM等真正地融合起来,从而促进综合的优化。我举了一个例子:可以把零件设计、选材和制造结合起来,取得人类难以企及的设计效果。通过数字孪生,可以把研发设计与生产制造过程的持续改进联系起来。端到端集成的优势,是若干个业务的单独优化变成综合优化。形象地说,是“把N个1维空间的优化,转化成1个N维空间的优化”,会极大地改变研发设计的方式和效果。目前,这类进展主要发生在离散制造业的中高端技术企业(HMT)。


面向未来时,工业互联网平台是基础。要把这个基础做好,需要进一步提升标准化程度、平台的易用性和灵活性。在我看来,工业4.0强调的“三个维度的信息集成”主要是三个一维业务链的集成。从发展苗头上看,未来的发展可能会变成一个三维的信息集成。


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