王志琴
從2012年首次提出概念,到2019年被寫入我國《政府工作報告》,伴隨著國家和地方工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)政策的落地以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程的組織實施,中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設和推廣進入到了從實驗驗證到規(guī)?;瘧?,從垂直深耕到橫向拓展,從產業(yè)鏈單點突破到產業(yè)鏈圖譜加速完善的新階段。
如今,作為“新基建”的一部分,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展迎來諸多利好。
擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
2020年2月初,曙光天津工廠接到緊急需求。在自動化流水線、機器人、智慧立體倉庫等智能化生產線“加持”下,短短幾天,數(shù)百臺服務器等IT設備迅速運抵疫情防控一線。中科曙光副總裁、智能制造總工程師張迎華介紹說,曙光天津工廠之所以能迅速恢復生產,正是得益于公司在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面的長期研發(fā)與投入。
疫情之下,幾乎所有制造業(yè)都遇到了相同的問題:供應鏈卡殼,復工卻不能復產;物流運輸停頓,省際交通遇到阻礙;交付壓力,年前規(guī)劃的訂單如何按時交付。一些工廠在疫情前有自動化的投入,受到的影響相對較小,但大部分工廠仍舊極度依賴人工。
這時,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的作用凸顯。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質和核心是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺把設備、生產線、工廠、供應商、產品和客戶緊密地連接融合起來。
近年來,伴隨著以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術,逐漸與工業(yè)新材料、新工藝、新能源、先進制造等創(chuàng)新成果跨界融合,引發(fā)了全球新一輪的科技革命和產業(yè)變革,一系列新的生產方式、組織方式和商業(yè)模式正不斷涌現(xiàn)。這個過程中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應運而生,并推動著全球工業(yè)體系的智能化變革,即“第三次浪潮”。隨著“第三次浪潮”的到來,智能制造正在全球范圍內快速發(fā)展。
對于智能制造,它的實現(xiàn)主要依托兩方面的基礎能力,一是工業(yè)制造技術,另一個則是信息技術特別是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。從企業(yè)角度來看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就像現(xiàn)代工業(yè)的智能助手,企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的數(shù)據(jù)分析,更精準高效地了解工業(yè)研發(fā)設計、生產制造、經(jīng)營管理等領域的信息。
在談到制造業(yè)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之間的關系時,浪潮集團董事長兼CEO孫丕恕作過這樣一個比喻:“制造業(yè)就像是人的手腳,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是經(jīng)絡和血液,人工智能是大腦?!?/p>
一直以來,在很多人眼中,我國一直都是勞動密集型生產結構。隨著國力的增強和科技的進步,我國制造業(yè)如今正在朝著智能化、科技化轉型進發(fā),一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最大應用場景正在拉起。
讓“啞設備”開口講話,通過“小數(shù)據(jù)”跑出“大效益”,常州已經(jīng)先行先試。在五洋紡機有限公司里,占地近2萬平方米的數(shù)字化工廠一片繁忙,各種數(shù)字及智能裝備、關節(jié)機器人、AGV小車、堆垛機器人等設施各司其職運行。通過各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的精準計算以及智能設備的合理配置,該公司至少節(jié)省50%的人工,提高5倍的生產效率,生產成本大幅下降,成品率達到99%以上。
如今,隨著政策紅利的釋放、消費互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展和本次疫情帶來的沖擊,不少企業(yè)家開始思考嘗試布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
2019年是5G商用元年,5G應用從移動互聯(lián)網(wǎng)走向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中,5G將觸角延伸到更多領域,依靠跨領域合作促成新的應用場景。
以往一些受限于網(wǎng)絡接入而不能實現(xiàn)的場景,隨著5G的到來,都變得可行。
例如,高精度機械臂加工。如果采用5G對機械臂進行遠程控制,時延將縮短到1毫秒,可以很好地滿足加工精度的要求。
還有5G的超高帶寬,在采集4K/8K設備監(jiān)控影像的時候,也將發(fā)揮不可替代的作用。除了接入層之外,5G的切片、邊緣計算,都可以在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域找到不錯的應用場景。
以中國商飛為例。5G網(wǎng)絡在中國商飛的應用創(chuàng)新了很多工業(yè)領域的應用場景:基于5G大帶寬的特性,“5G+大數(shù)據(jù)+AI”技術進行復合材料缺陷檢測,使對比試塊減少了90%,人員成本降低了95%;基于5G低時延的特性,“5G+云計算+機器視覺”的8K視覺檢測系統(tǒng),相較之前的檢測效率提升了300%;“5G+云計算+機器視覺”云化雙目相機檢測,使檢測速率提升10倍,對質量檢測產生顛覆性的變化;基于5G大連接特性建成的24小時“黑燈產線”的數(shù)控全連接工廠,較傳統(tǒng)加工效率提升近一倍。
中國工程院院士鄔賀銓認為,垂直行業(yè)應用是5G未來的主戰(zhàn)場,需要推進IT行業(yè)與垂直行業(yè)的緊密合作,創(chuàng)新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用??梢哉f,“新基建”中的5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是緊密相連、相互促進的。未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺也會架構在5G的信息傳輸基礎上,5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結合會深入更多垂直領域、垂直行業(yè)。
令人欣喜的是,2020年2月21日,中共中央政治局會議指出,要加快5G網(wǎng)絡、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等產業(yè)發(fā)展。2月25日,工業(yè)和信息化部發(fā)布《2019年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范項目名單》,明確了81個示范項目。政策密集出臺,預示著未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為5G時代的重要應用場景。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機遇
2020年3月,中國信息通信研究院發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)經(jīng)濟發(fā)展報告(2020年)》,提出2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為國民經(jīng)濟中增長最為活躍的領域之一,預計2020年,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)經(jīng)濟規(guī)模將達3.1萬億元,占GDP的2.9%。
中國信息通信研究院院長、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)聯(lián)盟理事長劉多表示,在國家政策指導和有關各方共同努力下,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正由理念倡導加速走向落地深耕階段,對經(jīng)濟社會發(fā)展的帶動作用日益彰顯。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為推動數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟深度融合的關鍵路徑,成為促進經(jīng)濟高質量發(fā)展的共同選擇。如今,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已滲透到包括工程機械、鋼鐵、石化、采礦、能源、交通、醫(yī)療等30余個國民經(jīng)濟重點行業(yè)。
以采礦行業(yè)為例。漫天塵土、手提肩扛,是許多人對于礦物開采的傳統(tǒng)印象。自從有了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后,礦物開采發(fā)生了變化。基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),礦物開采所涉及到的人員、技術、平臺、系統(tǒng)等有機結合起來,綜合調度好各類資源,不僅能夠保障礦物開采的效率,確保采礦作業(yè)的安全性,還有利于相關部門對企業(yè)采礦防護的管控,促進珍稀礦物的合理、合法、可持續(xù)開采。
與此同時,與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相輔相成的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,在最近幾年也成為各大工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不約而同的發(fā)展方向?!肮I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺已經(jīng)進入萬馬奔騰、群雄逐鹿的時代!”樹根互聯(lián)技術有限公司CEO賀東東說。自2017年年底國務院發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的指導性文件以來,上百家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相繼涌現(xiàn)。
《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書(2019)》的數(shù)據(jù)顯示,全國各類型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)量總計已有上百家,具有一定區(qū)域、行業(yè)影響力的平臺數(shù)量也超過了50家。其中,有阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)打造的底層技術平臺;有航天云網(wǎng)、海爾、寶信、石化盈科等傳統(tǒng)工業(yè)技術解決方案企業(yè)面向轉型發(fā)展需求構建的平臺;也有徐工、TCL、中聯(lián)重科、富士康等大型制造企業(yè)孵化獨立運營公司運營的平臺;還有優(yōu)也、昆侖數(shù)據(jù)、黑湖科技等各類創(chuàng)新企業(yè)依托自身特色打造的平臺。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一片巨大的‘藍海,作為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),我們希望借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,將互聯(lián)網(wǎng)界積累、沉淀的能力疊加給工業(yè)界,為其賦能。”阿里巴巴集團副總裁劉松表達了互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對這一巨大市場的渴求。
在國家層面,類似的思路也在穩(wěn)健推動布局。
工業(yè)和信息化部2018年7月印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設及推廣指南》;2019年11月發(fā)布了2019年十大雙跨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺名單,進一步篤定平臺模式在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的發(fā)展方向;2020年3月20日,發(fā)布《關于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》,對區(qū)域性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設提出重點指示。
如今,“新基建”已被不少地方政府列入2020年投資計劃,5G網(wǎng)絡建設、數(shù)據(jù)中心、云計算、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等正在成為各地布局未來的重頭戲。截至2020年3月12日,25個省(自治區(qū)、直轄市)公布了未來的重點項目投資規(guī)劃,總投資額將近50萬億元,其中2020年度計劃投資總規(guī)模近8萬億元。
當前,新一輪科技變革和產業(yè)變革給中國制造業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機遇,隨著政府持續(xù)的政策推動,信息化、智能化的工業(yè)發(fā)展趨勢將會引導中國從制造大國向制造強國轉變。在這個過程當中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等基礎設施將提供重要支撐作用,將大大促進中國制造業(yè)的整體生產效率,優(yōu)化生產過程,擴大競爭優(yōu)勢。
“標準”等痛點待解決
盡管工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來可期,但前進道路上仍有不少挑戰(zhàn)。其中,標準和安全是兩個繞不開的關鍵詞。
在2019年9月6日,工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務業(yè)司組織召開的跨行業(yè)跨領域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺交流座談會上,10家企業(yè)在參會過程中就提到了“標準”的問題,總結有兩點:一是標準體系不完善,系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、設備與系統(tǒng)之間、設備與設備之間的互聯(lián)互通難度較大;二是當前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關鍵技術指標缺乏衡量標準,如工業(yè)APP、微服務、機理模型等核心技術指標,每個服務商和平臺企業(yè)理解的維度不一致,顆粒度大小差異較大,導致平臺商的數(shù)據(jù)差異較大。
事實上,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設不僅涉及工廠內部網(wǎng)絡,還涉及工廠外部網(wǎng)絡,包括海量異構設備的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化改造。另外,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更強調系統(tǒng)的開放性、互聯(lián)互通性及互操作能力,設備和系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)及協(xié)同需求將大大增加,并帶來了大量新的標準化需求。如何在系統(tǒng)中集成現(xiàn)有的和即將產生的各種設備,如何提取和搜集有用的數(shù)據(jù)等,都涉及到標準化的問題。
除標準外,數(shù)據(jù)安全問題也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最關鍵的問題之一。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全,涉及采集、傳輸、存儲和分析數(shù)據(jù)的制造生產流程的整個環(huán)節(jié)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中,一旦系統(tǒng)連接了網(wǎng)絡,機器和設備就可能會遭到攻擊,生產過程會受到破壞和干擾,甚至停止。企業(yè)對數(shù)據(jù)安全的顧慮,嚴重影響了他們“上云”的積極性。
“目前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的最大壁壘之一是數(shù)據(jù)安全,很多企業(yè)不愿意上云分享數(shù)據(jù)是因為擔心數(shù)據(jù)分享了就失去了價值?!北本┵庖仔畔⒓夹g有限公司董事長陳廣乾的一番話道出了很多企業(yè)的心聲。陳廣乾指出,工業(yè)大數(shù)據(jù)要想有更好更快的發(fā)展,一方面必須努力提供良好的法律環(huán)境,另一方面則要增強政府及企業(yè)開放、共享基礎設施與數(shù)據(jù)資源的意識。在數(shù)據(jù)共享的大趨勢下,標準先行、機制保駕,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)才能夠發(fā)揮應有的作用。
這些問題如果不能很好地解決,將影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來。對此,中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院院長徐曉蘭表示,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院當務之急就是聯(lián)合一切可以聯(lián)合的力量,讓政府、科研部門、企業(yè)、平臺形成合力,共同探索我國發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的有益路徑。
中國新時代 2020年5期