工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：基礎(chǔ)創(chuàng)新研究和關(guān)鍵技術(shù)亟待突破

■ 北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 牛建偉

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)與工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)深度融合的產(chǎn)物。2017 年11月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“323”行動計劃，樹立了“到2025 年，重點工業(yè)行業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系基本完善，形成3 ～5 個具有國際競爭力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，培育百萬工業(yè)APP，實現(xiàn)百萬家企業(yè)上云，形成建平臺和用平臺雙向迭代、互促共進的制造業(yè)新生態(tài)。

截至目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)改造成效顯著，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系壯大，具有行業(yè)、區(qū)域影響力的平臺超70 個，十大雙跨平臺平均連接設(shè)備數(shù)量達到80 萬套，每個平臺工業(yè)APP 平均數(shù)量超過3500個。2020 年6 月30 日，中央全面深化改革委員會第十四次會議審議通過《關(guān)于深化新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》，會議強調(diào)要加快推進新一代信息技術(shù)和制造業(yè)融合發(fā)展，要順應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，加快制造業(yè)生產(chǎn)方式、經(jīng)營模式和企業(yè)形態(tài)根本性變革，提升制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展水平。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要意義

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由云計算、邊緣計算、大數(shù)據(jù)、人工智能和5G 通信等新一代信息技術(shù)賦能，通過實現(xiàn)人、機、物的全面互聯(lián)，構(gòu)建全生產(chǎn)鏈、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈全面鏈接的新型工業(yè)生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，優(yōu)化資源配置效率，發(fā)掘裝備工藝潛能，打造工業(yè)生產(chǎn)新范式?，F(xiàn)階段，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，對于加速促進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，對于推動互聯(lián)網(wǎng)價值向?qū)嶓w經(jīng)濟延伸和與制造業(yè)深度融合發(fā)展，都具有十分重要的意義。一是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以有效提升制造產(chǎn)業(yè)的高端化水平，包括生產(chǎn)裝備的高端化、生產(chǎn)過程的智能化和生產(chǎn)產(chǎn)品的精益化；二是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以有效推動實體經(jīng)濟的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，可以提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平、催發(fā)生產(chǎn)制造新動力、構(gòu)建新型產(chǎn)業(yè)體系和生態(tài)；三是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以有效激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)新活力，可以跨時空、跨地域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新資源的匯聚共享，催生柔性生產(chǎn)、互聯(lián)制造、個性定制和預(yù)測性維護等工業(yè)生產(chǎn)新模式。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀的觀察與思考

我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)和應(yīng)用已從基礎(chǔ)能力建設(shè)逐步走向行業(yè)落地階段，形成了一批面向特定行業(yè)、特定區(qū)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，推動了智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸等新智造模式的快速發(fā)展，但在工業(yè)數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)建模分析、行業(yè)機理模型沉淀、工業(yè)APP 培育等各個環(huán)節(jié)仍存在瓶頸，亟須盡快取得突破。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心是對機器設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行建模分析，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)設(shè)備和業(yè)務(wù)進行優(yōu)化的應(yīng)用服務(wù)，促進工業(yè)知識的沉淀、傳播、復(fù)用與價值創(chuàng)造。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是一套綜合技術(shù)體系，需結(jié)合不同行業(yè)應(yīng)用加強核心技術(shù)突破，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、運維、管理等全流程數(shù)字化和模型化，匯聚共享設(shè)計能力、生產(chǎn)能力、軟件資源、知識模型等“智造”資源。同時大力培養(yǎng)通曉行業(yè)領(lǐng)域知識的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型人才，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺加強5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)支撐核心能力，深化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在國民經(jīng)濟重點行業(yè)的融合創(chuàng)新。

加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的三點建議

在“十四五”規(guī)劃開啟的關(guān)鍵時期，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深化發(fā)展，謹從高等教育和新型研發(fā)機構(gòu)踐行者視角，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)攻關(guān)、智造頂層設(shè)計、標準化工作、人才培養(yǎng)機制方面提出如下思考和建議。

加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)創(chuàng)新研究和核心關(guān)鍵技術(shù)突破?；A(chǔ)研究是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展的源泉，核心技術(shù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生根落地的關(guān)鍵，需要多學(xué)科交叉融合協(xié)同開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)理論創(chuàng)新和核心技術(shù)攻關(guān)。一方面，要加強生產(chǎn)要素全面互聯(lián)條件下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)組織機理、流程行業(yè)柔性化生產(chǎn)制造網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造理論方法，以及生產(chǎn)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈三鏈融合的生產(chǎn)優(yōu)化和調(diào)控理論等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。另一方面，要加強窄帶寬、低功耗約束條件下的云邊端協(xié)同計算技術(shù)，復(fù)雜工況和動態(tài)任務(wù)場景下數(shù)據(jù)和知識混合驅(qū)動的智能控制技術(shù)，以及面向生產(chǎn)制造領(lǐng)域的數(shù)字孿生、VR/AR/MR、人機交互等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)的突破，為更寬領(lǐng)域、更廣行業(yè)和更深層次的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。

加強智造資源融合頂層設(shè)計和標準規(guī)范化建設(shè)。通過產(chǎn)學(xué)研用資源深度融合構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)生態(tài)體系，以高校科研院所及新型研發(fā)機構(gòu)等為基礎(chǔ)，與產(chǎn)業(yè)平臺緊密結(jié)合形成創(chuàng)新鏈，推動工業(yè)云操作系統(tǒng)、新型工業(yè)軟件、大數(shù)據(jù)建模分析、微服務(wù)組件等核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化；構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用跨平臺服務(wù)體系，推進基礎(chǔ)共性技術(shù)和通用平臺商業(yè)化應(yīng)用，同時強化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在航空航天、重大裝備等高精尖領(lǐng)域的牽引作用，推動高端制造行業(yè)從生產(chǎn)自動化向智能化升級。建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)共性技術(shù)和應(yīng)用服務(wù)的標準體系，積極推動研發(fā)機構(gòu)突破關(guān)鍵技術(shù)并參與國內(nèi)、國際標準制定，同時構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系，強化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、控制、應(yīng)用和數(shù)據(jù)的安全保障能力。

加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)及評價體系建設(shè)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，經(jīng)濟增長模式轉(zhuǎn)變的同時，人才培養(yǎng)滯后問題凸顯。高校精細化學(xué)科專業(yè)設(shè)置難以適應(yīng)當下人才培養(yǎng)需求，技能導(dǎo)向型職業(yè)教育學(xué)校存在知識系統(tǒng)性不足問題，亟待有適應(yīng)新時期創(chuàng)新發(fā)展需求的人才培養(yǎng)體系。首先，建設(shè)國家級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才數(shù)據(jù)平臺，匯聚各區(qū)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投入、企業(yè)招聘信息、人力資源等數(shù)據(jù)，支持精準人才需求分析決策。其次，組織專家委員會，建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)、引進、選拔和評價體系，擬定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)知識大綱，指導(dǎo)人才培養(yǎng)改革。最后，組織教育單位從師資、技術(shù)、管理側(cè)的高中低人才做好自身定位，開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)教材編寫與課程開發(fā)工作，逐漸形成理論知識與實訓(xùn)課程聯(lián)動的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)機制。