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科普知识
工业互联网:为制造业转型升级赋能

2019年《政府工作报告》指出,打造工业互联网平台,拓展“智能+”,为制造业转型升级赋能。目前,我国工业互联网已由理念研究加速走向落地实施,进入发展快车道,需要我们保持战略定力和耐力,扎实工作、稳步推进,努力开创我国工业互联网创新发展新局面。

  A.工业互联网对制造业高质量发展的促进作用

  工业互联网是数字浪潮下,工业体系和互联网体系深度融合的产物,是新一轮工业革命的关键支撑,通过推进数据驱动的质量变革、效率变革、动力变革,带动全要素生产率提高,实现制造业高质量发展。

  工业互联网是推动数字化转型的关键路径。工业互联网是打造工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽,能够实现制造资源的泛在连接、弹性互补和高效配置。一方面,工业互联网由数据驱动,突破了工业企业内外割裂的生产方式,能够整合产业链上下游企业由单链条串行生产方式转变为多环节并行协作方式。另一方面,工业互联网为产品赋能,形成了工业企业新的分工方式,工业互联网平台可推动企业实现产品即服务的转型,从产品交易模式转变为基于产品服务收取增值费用模式,降低制造企业运营成本。

  工业互联网是引领技术产业创新的有力抓手。工业互联网改变了生产制造的服务模式和知识创新应用模式,推动信息物理系统、人工智能等新技术在制造业推广,逐步形成基于工业互联网的预测性维护、员工作业指导等应用,创新了工业服务模式。以设备维护为例,基于工业互联网的预测性维护能够有机融合设备构造、维护技巧、数据技术,形成针对每台设备自身进行的“个性化”维护。工业互联网平台汇聚工业机理模型、微服务组件等开放资源,帮助工程师以更低的成本、更高的效率、更具拓展性地开发工业APP,推动实现工业知识平台化共享机制,改变了工业知识“传帮带”的传递模式,颠覆了工业知识创新和应用模式。

  工业互联网是工业数字经济的重要支撑。工业互联网正催生工业领域的数字经济变革,按需定制、生产能力交易、智能化产品等服务,正在引领着工业逐渐从封闭走向开放。通过数据流通使企业合作关系发生了重大变化,原本清晰的组织界限正在逐渐模糊,合作不仅仅出现在上下游企业,而是向更广泛的空间拓展,同行企业从原本的竞争关系转向竞合关系,个人消费者可能参与产品设计等过程。供应链金融、融资租赁等产融合作创新服务,推动了工业向其他领域延伸、拓展、融合,重新定义了人与人、人与物、物与物之间的关系。

  B.发达国家在工业互联网上的战略布局

  在全球新工业革命变局中,为了使工业重新焕发强大的竞争力,美国、德国、日本等工业强国纷纷布局工业互联网,通过新一代信息技术促进生产关系和生产关系革新,抢占产业竞争制高点。

  政府加强工业互联网顶层设计。美国、德国、日本、英国、法国等主要工业国家积极布局工业互联网,纷纷发布国家发展战略,政府通过投资项目、科研补贴、税收优惠等方式,支持科技基金、创新中心、研究机构等引领工业互联网发展,推动工业互联网从概念探讨迈入产业实践。

  行业组织围绕工业互联网通力合作。产业联盟汇聚成员单位的优势资源,推进产学研用协同创新,使成员之间的成果转化和对接更加高效,是工业互联网发展的重要推动力量。德国工业4.0平台由德国机械设备制造业联合会、德国电气和电子制造商协会等发起,协会负责技术和理念推广,研究机构负责技术开发、标准制定和人才培养,大众、西门子等大型制造企业提供技术与解决方案,中小企业则以联合方式参与创新研发并分享创新成果。美国工业互联网联盟由AT&T、思科、GE、IBM和英特尔5家企业联合发起,目前有210家成员单位,支持了边缘网关、工业互联网平台等26个测试床。

  企业积极投入研发与应用。企业是工业互联网发展的主力军,制造企业、自动化企业、IT企业都积极参与工业互联网建设与推广。老牌工业企业GE和西门子在巨大的数字化转型压力下,率先推动工业互联网发展,施耐德、ABB等紧随其后。微软、美国参数技术公司(PTC)等IT企业凭借在软件服务、平台建设等方面的优势也占据一席之地。同时,工业互联网领域也涌现出Ayla、Flutura、Maana、QiO等一批初创企业,他们借助在物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术上的优势,通过投资并购、战略合作、成立联盟等方式增强竞争优势,推动工业互联网创新发展。

  C.我国工业互联网平台应用发展现状

  工业互联网平台向上承载应用生态,向下接入系统设备,是连接工业用户企业、设备厂商、服务提供商等的枢纽,是工业互联网建设和发展的核心。目前,我国工业互联网平台建设和应用仍处于初级阶段,平台技术和服务能力已实现单点创新,行业关键应用正在加快落地应用。

  平台应用在提质降本增效方面成效初显。工业互联网平台主要有设备产品管理、业务运营优化、社会化资源协作三类典型应用场景。我国工业互联网平台应用主要集中在优化业务流程领域,降低工业企业成本和提高效率成效突出。根据国家工业信息安全发展研究中心2018年对我国62家工业互联网平台调研数据,70%的平台提供设备状态监测与预警应用,32%的平台可实现生产制造优化,而按需定制、协同研发设计等新价值创造应用较少,均未超过10%。

  平台化数据驱动型解决方案加速形成。工业互联网平台解决方案实现了流程驱动的业务系统转变为数据驱动的平台应用新范式,通过各类机器设备、人、业务系统的互联,促进数据跨系统、端到端的流动,基于数据分析、建模和利用,实现数据驱动的生产运营闭环管理和优化,形成新的业务模式和新的业态。我们调研的62家工业互联网平台已经形成229个平台应用典型案例,针对各类工业应用场景,为工业企业提供基于数据的新技术、新方法、新服务和新价值。

  基于平台的行业关键应用加快创新推广。现阶段工业互联网平台应用推广在各行业步调不一,应用重点和发展路径呈现出较为明显的行业特征。电力、电子等信息化和工业化融合水平较高的行业,制造技术、信息技术、管理技术和知识积累较为成熟,升级改造难度小,工业互联网平台应用推广程度更高。钢铁、石化、采掘等流程行业为突破生产安全、环保问题的发展制约,率先布局基于平台的安全环保综合管控能力建设,提升了利用工业互联网平台进行精细化管控的水平。

  D.推进我国工业互联网发展建议

  工业互联网发展是一个长期迭代、试错、演进的过程,需要社会各界保持战略定力和耐力,积极合作、共同探索、开拓创新、务求实效,助力我国制造业转型升级。

  第一,以业务需求和应用价值牵引促进应用。引导企业加强合作,建立分级分类工业设备数据采集体系,实现制造资源底层标准化,促进各类要素的互联互通。分行业、分领域滚动制定工业企业业务需求图谱,以及工业企业上平台、用平台的工具和方法,以企业需求牵引工业互联网平台的规模化应用。鼓励有基础、有需求、有动力的企业基于工业互联网平台开展业务优化和模式创新,多渠道开展典型案例挖掘,探索形成可复制、可推广的理论和模式。

  第二,以行业标准引导工业互联网协同发展。加强工业互联网标准体系建设协作机制,构建政府引导和市场自主相结合的融合推进方式,统筹推进工业互联网发展标准化工作。加快建设完善的工业互联网标准体系,组织开展融合标准研究,制定工业互联网标准化路线图。创新标准制定和应用推广机制,以企业应用验证为基础,总结发展规律,开展标准制订和修订,通过宣传培训、咨询服务、测试评估等加快标准应用推广。

  第三,以产融结合新模式提升金融对实体经济服务能力。探索工业互联网平台数据的金融应用价值,丰富原有金融数据模型,引入覆盖企业制造和管理全过程的实时动态数据,增强金融对实体经济的介入能力,提高金融整合资源水平,提升金融业服务于实体经济发展的意愿。鼓励金融企业与行业企业牵头,成立市场化运作、专业化管理的产业基金,围绕重点领域进行投资布局,构建良好的产业生态体系。

第四,以安全体系促进工业互联网健康发展。坚持安全体系与工业互联网发展同步推进,以发展保安全,用安全促发展。加强政府监督指导,完善安全政策体系,健全从硬件到软件、从应用到数据的安全机制,构建安全监测、风险预警、应急响应、安全防护、检测评估和技术创新等工业互联网安全能力。落实企业安全主体责任,面向应用企业、平台企业、解决方案服务商等主体提出安全管理和防护技术要求,促进企业实施防护措施,整体提升工业互联网安全防护水平。

  (作者:尹丽波,系国家工业信息安全发展研究中心主任)

来源:光明日报