工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài),是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。其本質(zhì)是以機(jī)器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ),通過對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實時動態(tài)傳輸與高級建模分析,形成智能決策與控制,驅(qū)動制造業(yè)的智能化發(fā)展。
1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能制造基礎(chǔ)設(shè)施
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(shù),逐漸與工業(yè)新材料、新工藝、新能源、先進(jìn)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(chǎn)業(yè)變革,一系列新的生產(chǎn)方式、組織方式和商業(yè)模式正不斷涌現(xiàn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生,并推動著全球工業(yè)體系的智能化變革。GE將之稱為“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(nèi)快速發(fā)展,并已成為制造業(yè)重要的發(fā)展趨勢。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
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對于智能制造,其實現(xiàn)主要依托兩方面的基礎(chǔ)能力,一是工業(yè)制造技術(shù),包括先進(jìn)裝備、先進(jìn)材料和先進(jìn)工藝等,這是決定制造邊界與制造能力的根本;另一個就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),即基于物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算與大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù),充分發(fā)揮工業(yè)裝備、工藝和材料潛能,提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配臵效率、創(chuàng)作差異化產(chǎn)品和實現(xiàn)服務(wù)增值。也就是說,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為智能制造提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施,為現(xiàn)代工業(yè)的智能化發(fā)展提供了重要支撐。
智能制造中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
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作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是基于全面互聯(lián)而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能,在這個過程中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能構(gòu)建出面向工業(yè)智能化發(fā)展的三大優(yōu)化閉環(huán):
(1)面向機(jī)器設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化的閉環(huán),核心是基于對機(jī)器操作數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實時感知和邊緣計算,實現(xiàn)機(jī)器設(shè)備的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整,構(gòu)建智能機(jī)器和柔性產(chǎn)線;
(2)面向生產(chǎn)運(yùn)營優(yōu)化的閉環(huán),核心是基于信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成處理和大數(shù)據(jù)建模分析,實現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營管理的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整,形成各種場景下的智能生產(chǎn)模式;
(3)面向企業(yè)協(xié)同、用戶交互與產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化的閉環(huán),核心是基于供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、用戶需求數(shù)據(jù)、產(chǎn)品服務(wù)數(shù)據(jù)的綜合集成與分析,實現(xiàn)企業(yè)資源組織和商業(yè)活動的創(chuàng)新,形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸等新模式。
隨著這種智能化發(fā)展趨勢的推進(jìn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)均產(chǎn)生了重大變革:基于工業(yè)視角:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了工業(yè)體系各個層級的優(yōu)化,如泛在感知、實時監(jiān)測、精準(zhǔn)控制、數(shù)據(jù)集成、運(yùn)營優(yōu)化、供應(yīng)鏈協(xié)同、需求匹配、服務(wù)增值等;基于互聯(lián)網(wǎng)視角:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了從營銷、服務(wù)、設(shè)計環(huán)節(jié)的互聯(lián)網(wǎng)新模式新業(yè)態(tài)帶動生產(chǎn)組織和制造模式的智能化變革,如精準(zhǔn)營銷、個性定制、智能服務(wù)、眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造、柔性制造等。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)視圖
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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已成為當(dāng)今席卷全球的新一輪工業(yè)革命浪潮的核心技術(shù)推動力,成為智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,并以此形成新的工業(yè)生態(tài)體系。
2、政策扶持,推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)快速推廣
當(dāng)下,基于信息物料系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在全球范圍內(nèi)引領(lǐng)著制造方式的變革。使得全球的競爭格局出現(xiàn)重大變化。為了應(yīng)對這一趨勢,在國際金融危機(jī)之后,世界發(fā)達(dá)國家紛紛開啟“再工業(yè)化”之路,這不僅僅是簡單的制造業(yè)回歸,而是全面的制造業(yè)升級,以期重塑制造業(yè)的競爭優(yōu)勢,提升國家的競爭優(yōu)勢。
2009年,美國出臺了《重振美國制造業(yè)框架》,開啟了“再工業(yè)化”戰(zhàn)略,隨后相繼出臺了《先進(jìn)制造伙伴計劃》、《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》、《制造創(chuàng)新國家網(wǎng)絡(luò)》等戰(zhàn)略規(guī)劃。隨后,美國通用電氣公司(GE)提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念,并聯(lián)合另外四家IT巨頭成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC),并將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推廣開來,注重通過機(jī)器互聯(lián)、軟件及大數(shù)據(jù)分析,激活傳統(tǒng)工業(yè),提升生產(chǎn)效率,創(chuàng)作數(shù)字工業(yè)的未來。
2013年4月,在漢諾威工業(yè)博覽會上德國政府正式推出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,并已得到德國科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)同。“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,即利用信息通信技術(shù)與信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段,推動制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型,
提高德國工業(yè)的競爭力,在新一輪的工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。在這樣的時代背景下,一批以德國西門子公司代表的電子電氣工程領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè),紛紛加碼智能制造領(lǐng)域。
金融危機(jī)之后,隨著歐美發(fā)達(dá)國家不斷推出發(fā)展智能制造的新舉措,通過政府、行業(yè)組織、企業(yè)等系統(tǒng)推進(jìn),積極培育制造業(yè)的長期競爭優(yōu)勢,其制造業(yè)逐漸復(fù)蘇,并使得逐漸下滑的制造業(yè)比重得以緩解。
“再工業(yè)化”戰(zhàn)略后,美國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)開始復(fù)蘇
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金融危機(jī)后,德國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)迅速復(fù)蘇,且比重恢復(fù)到危機(jī)前水平
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無論是以美國通用電氣公司為代表的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”計劃,還是德國西門子公司為代表的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,其本質(zhì)都是通過以互聯(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(shù)推動工業(yè)體系的智能化變革,實質(zhì)都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也就成為中國工業(yè)未來發(fā)展的重要方向,對此中國政府于2015年推出了《中國制造2025》的國家戰(zhàn)略規(guī)劃。
《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃的推出,旨在通過“三步走”實現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)。在規(guī)劃當(dāng)中,明確提出:“加快推動新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展,把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向;著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品,推進(jìn)生產(chǎn)過程智能化,培育新型生產(chǎn)方式,全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。”
另外,針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),《中國制造2025》提出:“加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃與布局,建設(shè)低時延、高可靠、廣覆蓋的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。加快制造業(yè)集聚區(qū)光纖網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和無線局域網(wǎng)的部署和建設(shè),實現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)寬帶升級,提高企業(yè)寬帶接入能力。針對信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)研發(fā)及應(yīng)用需求,組織開發(fā)智能控制系統(tǒng)、工業(yè)應(yīng)用軟件、故障診斷軟件和相關(guān)工具、傳感和通信系統(tǒng)協(xié)議,實現(xiàn)人、設(shè)備與產(chǎn)品的實時聯(lián)通、精確識別、有效交互與智能控制?!?/p>
為了進(jìn)一步推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)中的應(yīng)用,提升制造業(yè)的整體智能化水平,中國政府相繼出臺了一系列政策,旨在進(jìn)一步推動中國工業(yè)的信息化,提升中國制造業(yè)在國際上的競爭能力。
關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的國家政策
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當(dāng)前,新一輪科技變革和產(chǎn)業(yè)變革給中國制造業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機(jī)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(dǎo)中國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。在這個過程當(dāng)中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施將提供重要支撐作用,將大大促進(jìn)中國制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率,優(yōu)化生產(chǎn)過程,擴(kuò)大競爭優(yōu)勢。
目前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)展開,過去的十年當(dāng)中,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已逐漸開始應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。未來,隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷深入,在給全球經(jīng)濟(jì)帶來益處之時,也將帶動著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。思科在根據(jù)全球?qū)嵤┑闹悄苤圃祉椖恐蝎@得的經(jīng)驗得出,智能制造需要將廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的自動化技術(shù)和信息技術(shù)深度融合,需要制造企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,到2018年,對于67%的全球2000強(qiáng)企業(yè)來說,數(shù)字化轉(zhuǎn)型將是其關(guān)鍵策略,并且截止到2017年,超過50%的IT預(yù)算將被花費在新一代信息技術(shù)之上。
由此可見,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)今席卷全球的工業(yè)革命浪潮的核心技術(shù)推動力,將為智能制造提供關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施,并打造新的工業(yè)生態(tài)體系。與此同時,在著新一輪的工業(yè)革命當(dāng)中與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)將同樣獲得迅速發(fā)展。