工业互联网为智能制造提供现实路径
由于中国制造企业信息化阶段差异较大,围绕不同企业的业务需求提供智能制造的解决方案成为核心问题 。类似于消费互联网,工业互联网可以为网络用户构建需求和供应平台,解决用户个性化问题,同时工业互联网平台可以聚集同类需求,特定的解决方案可以更容易地实现规模化应用,通过网络的快速反复实现优化 。因而,工业互联网从原理上解决了我国制造业在现阶段发展过程中遭遇的困境,是我国发展智能化制造的实际途径 。
工业互联网通过平台数据推进制造业与市场的深度融合,在中国互联网消费者方面的优势增加了工业制造的一部分 。工业互联网强调横向融合,即以IaaS/PaaS/SaaS和边缘层融合为中心的新业务模式 。互联、共享、数据反复使该融合过程的知识显着化,推动产业升级 。
工业互联网技术使能智能制造
工业互联网通过多项技术使能智能制造 。一是工业软件技术 。工业软件是一种工业的软装备,是工业制造系统化管理和控制不可缺少的一部分,是建立工厂精益化和知识管理的工具和平台 。目前我国核心领域和关键行业的大部分工业软件均由国外厂商提供,国内在ERP、MES等有一定基础,但与国外领先水平仍有差距 。在工业APP领域,我国尚处于起步阶段 。相对于商业APP,工业环境的苛刻条件、数据的多样性、实时性和安全性的要求使得工业APP的开发难度和成本风险比较高,特别是接口、展示、应用场景等有特殊的要求 。随着互联网与制造业的深入融合,工业软件和工业App前景广阔 。
二是工业互联网技术 。工业互联网面向智能制造单元、智能车间、智能工厂,通过构建低延迟、高可靠、广泛垄断的网络基础设施,实现人、机械、产品、系统等主体要素的全面感知、互联和数据有序流动,是智能制造的血液循环系统 。与消费互联网相比,工业互联网连接人、机、物等各类工业元素,连接工业全系统、全产业链、全价值链,在更大范围内实时连接与智能互动,连接对象、种类、数量更多,场景更复杂,网络性能要求延迟更低,可靠性更强,安全性要求更高 。
工业网络技术利用各种网络协议和数据整合协议,通过数据和业务逻辑,实现工业生产环节各种软硬件系统的无缝整合 。工厂内部署了数百种网络协议,协议标准多,相对关闭,各设备说方言不同,严重制约了工业数据的相互作用 。推进工业互联网和智能化制造的关键在于开发、推进各种标准兼容、协议转换的技术、产品和解决方案,将设备之间的通信转换为普通话,实现工业数据在多源设备、异构系统之间的有序流动 。
三是工业安全技术 。工业互联网安全保障体系涵盖设备、控制、网络、平台和数据,通过协同智能制造安全,构建智能制造的免疫防护体系 。一是保障工业设备的安全 。工业设备的安全天生是短板,随着工业互联网的发展,越来越多的设备暴露在互联网上,病毒、木马、恐吓软件等安全风险渗透到工业领域,与消费互联网的财务危险相比,工业设备的安全有危险 。二是保障控制安全 。工业控制系统是实现工业生产自动化、数字化的基础,发展智能制造在提高中高端PLC和DCS需求的同时,在安全性方面提出了更高的要求,我国加大了技术研发和成果转换支持力度,重点突破了工业控制系统等相关核心技术 。第三,确保数据的安全 。工业互联网承载着大量价值巨大的工业数据,能够揭示工业生产状况和运行规律,承载着大量的市场、客户、供应链等信息,是工业互联网的核心要素,数据安全也成为工业互联网安全保障的重要任务之一 。
四是工业智能技术 。数字技术是发展工业互联网和实现智能制造的前提 。一是设备的数字化 。我国制造业整体水平处于2.0向3.0过渡阶段,旧设备多,数字水平低,2017年我国规模以上工业企业生产设备数字化率为44.8%,需要通过安装传感器等方式实现设备网络 。二是业务流程的数字化 。业务流程数字化载体是工业软件,我国制造业规模占全世界的20%以上,但我国工业软件的市场份额仅为全世界工业软件市场的3.5%,这表明许多行业工业软件应用水平不高,业务流程数字化步伐迫在眉睫 。
工业互联网平台本质上是工业知识沉淀、传播、再利用的自动生产线 。数据作为工业互联网的核心要素,遍布设计、研发、物流、供应链、销售、服务等各个环节,因此海量数据的存储技术将大大提高频繁的数据互动对传输实时性和可靠性的需求,数据挖掘技术将有利于提取有价值的信息,优化生产流程,完善服务体系 。人工智能技术的发展给生产设备和产品带来了自己的想法,实现了人、产品、设备和网络之间的新交流关系,大大提高了工业互联网的生产效率 。
工业互联网平台重建制造生态
工业互联网平台在传统云平台的基础上重叠物联网、大数据、人工智能等新兴技术,实现大量异构数据汇集和建模分析、工业经验知识软件化和模块化、工业创新应用开发和运行
工业互联网平台可以重塑产业价值 。基于工业互联网平台,在更大范围内打破企业物理和组织界限,打通企业内部、供应链上下游、供应链之间的数据孤岛,实现资源有效合作,形成无界限组织 。例如,在飞机、船舶、汽车、机械等重点行业,中国商飞、中船、长安汽车等企业基于工业互联网平台,实现了研究开发数据从多数据源向统一数据源进化,研究开发流程从串行工作向并行工程进化,提高了研究开发效率,缩短了研究开发周期,降低了研究开发成本 。
工业互联网平台可以提高企业服务水平 。工业互联网平台上各种基础共性、行业共性和企业专用工业APP,企业可按需整合应用,推动工业设备从功能机械演变为可感知、可互联网、可控智能机械,面向客户开展状态监测、故障诊断、预警、健康管理等各种智能服务 。同时,可基于工业互联网平台上的数据流,培育精准、便捷、智能的新型业态,实现企业从产品生产商到客户运营商的转变 。
工业互联网平台可以帮助企业创新组织管理 。基于工业互联网平台,企业传统的组织架构模式将被重构,管理方式也将发生革命性变革 。管理对象从传统人员、设备、资产等扩展到机器人、数据、知识等,企业中标准化的工作越来越多地交给机器完成,审查的标准是执行力,管理重点从管理变为员工的能力,审查的标准是创造力 。
工业互联网着陆发展的核心构想
一是数据驱动、软件定义是工业智能的核心构想 。工业互联网通过融合机械、数据与人,构建企业与用户的无缝对接平台,使数据驱动的个性化定制成为生产的新模式 。在工业互联网条件下,未来的机械设备可以根据客户的个性化需求进行自我设计、制造、组装,大大提高生产效率 。以生产和消费数据为中心的制造模式加快了社会化和用户的深入参与,生产设备的网络化和生产系统的智能水平也大幅度提高,价值创造空间大幅度提高 。工业智能终端的应用为数字制造提供了重要的基础设施保证,目前企业的数字化程度有很大差异,但随着智能终端的普及和企业信息化水平的提高,经过10年左右的发展,有望达到数据驱动生产的要求 。
二是分级、分行业加快建设和推进工业互联网平台 。以供应供给侧结构性改革为主线,围绕软件定义、数据驱动、平台支持、服务增值、智能主导的融合发展特点,加快建设和推进工业互联网平台和标准 。一是实施工业互联网平台培养工程,研究制定平台建设和推进工程实施指南,选择跨行业、跨领域的平台 。二是实施百万工业企业云工程,推进生产设备、研发工具、业务系统等云改造和云转移,建立平台应用最佳实践,支持企业数字化、网络化、智能转型 。三是实施百万工业APP培养工程,针对特定行业、特定场景培养一批工业APP,推动工艺经验的程序化、工业知识的显著化和工业智能的云计算化 。四是推进一批平台的测试验证环境和测试床的建设,培育开发者社区,举办开发者大会,建立基于工业互联网平台制造业的新生态 。
【工业互联网为智能制造提供现实路径】三是促进行业标准合作和整合应用 。随着工业企业信息化的发展,各种工业网络之间的合作和整合效果逐渐出现,工业数据的标准化规范化对不同软件之间的数据流动尤为重要,随着工业网络市场竞争激烈,企业之间的技术标准竞争也进入了白热化阶段 。由于跨国企业在服务欧美发达国家制造企业的过程中,逐渐形成了自己的规范和标准,随着各类企业的并购发展,不同的软件产品已经实现了良好的融合,未来随着国内工业企业的应用,市场对融合的需求也在不断提高,国内工业互联网企业需要通过上下游的合作和发展,提高产品的适应性 。
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