國際工業(yè)巨頭力推工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將把人、先進分析工具和智能機器融為一體，可實現(xiàn)全球關(guān)鍵工業(yè)部門的更新升級。美國通用電氣公司大力倡導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，于近日發(fā)布分析報告認為，通過數(shù)字世界與機器世界的深度融合，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將是繼工業(yè)革命和互聯(lián)網(wǎng)革命之后的下一波浪潮。

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的興起，世界正在邁向創(chuàng)新與變革的新紀(jì)元。通過全球工業(yè)系統(tǒng)與先進計算、分析工具、低成本傳感和更高聯(lián)網(wǎng)水平的融合，創(chuàng)新與變革正在展開。數(shù)字世界與機器世界的深度融合將具有深刻改變?nèi)蚬I(yè)、并從眾多方面影響人們?nèi)粘９ぷ魃罘绞降臐摿?。這些創(chuàng)新有望使航空、鐵路運輸、電力、油氣開采、衛(wèi)生保健服務(wù)等眾多工業(yè)部門提高速度與效率，也有望使經(jīng)濟增長更加強勁，使就業(yè)機會更多更好，使生活水平不斷提高。

隨著衛(wèi)生保健成本更低且效果更好，能源消耗大幅降低，實物資產(chǎn)運轉(zhuǎn)更好且壽命更長，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將像工業(yè)革命和互聯(lián)網(wǎng)革命那樣提高效率，加快生產(chǎn)率增長，加快收入和生活水平提高。在美國，如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠促使生產(chǎn)率年增長1至1.5個百分點，使其重返互聯(lián)網(wǎng)革命時代的增長高峰，那么未來二十年，它將使平均收入高于當(dāng)前的趨勢線，比現(xiàn)今水平提高25%至40%；而且隨著創(chuàng)新在全球擴散，如果使世界其它地方的生產(chǎn)率增長能夠達到美國的一半，那么未來二十年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能使全球GDP增加10-15萬億美元之多，這將相當(dāng)于當(dāng)前美國的經(jīng)濟規(guī)模。

一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為下一波產(chǎn)業(yè)革命的浪潮

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將兼具改天換地的兩場革命所帶來的種種進步：一是由工業(yè)革命產(chǎn)生的各種機器、設(shè)備和交通工具以及鐵路網(wǎng)和電網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)；二是最近因互聯(lián)網(wǎng)革命而得到突出體現(xiàn)的計算機應(yīng)用、信息通信系統(tǒng)方面的巨大進步。這些發(fā)展態(tài)勢將使體現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)精髓的三種要素融為一體：

（1）智能機器。

這是用先進的傳感器、控制裝置和應(yīng)用軟件以新的方式來連接全球無數(shù)的機器、設(shè)備、設(shè)備群和各種網(wǎng)絡(luò)。

（2）先進分析工具。

運用物理分析、預(yù)測算法和自動控制方面的能力以及材料科學(xué)、電氣工程和其它關(guān)鍵學(xué)科的精深專業(yè)知識來分析機器和大型系統(tǒng)的運行情況。

（3）人。

使人們隨時相互聯(lián)通，無論他們是在工廠、辦公室或醫(yī)院中工作，還是在移動中，從而支持更加智能的設(shè)計、操作和維護，以及更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和安全。

這些要素的連接與組合為企業(yè)和各經(jīng)濟體帶來了新的機遇。例如，傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法采用歷史數(shù)據(jù)采集技術(shù)，因而數(shù)據(jù)、分析和決策之間的割裂情況往往較嚴(yán)重。由于系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)更加先進，信息技術(shù)成本已經(jīng)下降，處理數(shù)量日益龐大的實時數(shù)據(jù)的能力一直在提高。高頻率的實時數(shù)據(jù)使我們對系統(tǒng)運作的認識提高到一個全新的水平。基于機器的分析工具則提供了另一個分析維度。由基于機器的分析工具、精深的專業(yè)知識、自動化程度更高的信息流以及預(yù)測能力構(gòu)成的這套組合還可以與現(xiàn)有的“大數(shù)據(jù)”工具套件相結(jié)合，結(jié)果便是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以更加新穎的混合方案來涵蓋傳統(tǒng)方案，從而可以通過面向特定行業(yè)的先進分析工具使歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)同時發(fā)揮作用。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)構(gòu)件及其在“旋轉(zhuǎn)設(shè)備”中的應(yīng)用

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)首先將傳感器和其它先進儀器集成到各種從簡單到極端復(fù)雜的大量機器中，使人們能夠采集并分析數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)，并運用它們來改進機器性能，隨之也就必然會提高機器系統(tǒng)與機器網(wǎng)絡(luò)的效率。甚至這些數(shù)據(jù)本身也能智能化，能立即知道應(yīng)到達哪些用戶。

單在航空這一個工業(yè)部門，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就有著巨大潛力。大約2萬架商用飛機依靠4.3萬臺噴氣式發(fā)動機運行，而每臺噴氣式發(fā)動機又包含3件可以單獨測量并監(jiān)控的旋轉(zhuǎn)設(shè)備。想象一下，當(dāng)“智能飛機”可以與操作員交流時，引擎維護、燃油消耗、機組人員配置以及飛行時間安排方面將能達到多么高的效率。這還只是今天的局面。在未來15年里，隨著全球航空服務(wù)需求繼續(xù)擴大，還可能有3萬臺噴氣式發(fā)動機投入使用。在鐵路機車、聯(lián)合循環(huán)電廠、能源加工廠、工業(yè)設(shè)施以及其它關(guān)鍵資產(chǎn)中，也有機會集成先進儀器。在目前的全球工業(yè)資產(chǎn)基數(shù)中，總共有300多萬件“旋轉(zhuǎn)設(shè)備”，而這些在能夠應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的裝置中還只占一小部分。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使效率提高百分之一的威力

機器與分析工具的緊密結(jié)合所產(chǎn)生的效益眾多，且十分顯著。根據(jù)估算，能夠直接應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新的行業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)值達32.3萬億美元以上。隨著全球經(jīng)濟的增長，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的潛在應(yīng)用還會擴大。到2025年，它將能夠應(yīng)用于82萬億美元或全球約一半的經(jīng)濟產(chǎn)出中。

對一些具體行業(yè)因工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)而獲益所做的保守估計也很有指導(dǎo)意義。哪怕工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)只實現(xiàn)1%的效率增長，其效果也將相當(dāng)顯著。例如，在商業(yè)航空業(yè)，節(jié)省1%的燃料就能在15年間節(jié)約300億美元。全球燃氣發(fā)電機組的效率如果能提高1%，就能節(jié)省燃料消費660億美元。全球衛(wèi)生保建行業(yè)也能通過改善流程效率低下的情況而從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中受益，全球效率增長1%能夠使之節(jié)省630多億美元。全球鐵路網(wǎng)的貨運效率只要能夠提高1%，就會節(jié)省燃料消費270億美元。此外，全球上游油氣勘探和開采活動的資本使用效率只要提高1%，就能避免900億美元的資本支出。就工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的潛在效益而言，這些只是略舉數(shù)例而已。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將產(chǎn)生廣泛的全球效益

作為關(guān)鍵創(chuàng)新的先行者和源頭，美國處在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的前沿。由于全球一體化日漸深化，技術(shù)轉(zhuǎn)移日益迅速，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來的益處將惠及全球。實際上，隨著新興市場對基礎(chǔ)設(shè)施投入巨資，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的及早迅速采用就能成為強大的增效器。新興市場或許有機會越過發(fā)達經(jīng)濟體曾經(jīng)經(jīng)歷的一些發(fā)展階段。例如，直接采用無線技術(shù)就能免去電纜和電線的使用，私營、半公營或是公營的云計算系統(tǒng)則可能取代孤立的計算機系統(tǒng)。如此一來，就能更加迅速地填補新興國家與發(fā)達國家之間的生產(chǎn)率差距。而且在這一過程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還將緩解資源約束與財政制約，從而實現(xiàn)全球更加可持續(xù)的強勁增長。

五、推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)具備的關(guān)鍵因素

發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要具備一系列關(guān)鍵的推動與促進因素。

第一，在技術(shù)創(chuàng)新方面需持續(xù)努力，同時也需要投入資金來部署必不可少的傳感器、儀器儀表和用戶界面系統(tǒng)。投資將是把新技術(shù)迅速轉(zhuǎn)化為資本存量的一項根本條件。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所能實現(xiàn)的成本效益，將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增長步伐的最終驅(qū)動因素。部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的成本很可能視具體的部門和地區(qū)而異，但前提條件是部署成本要使所投資的技術(shù)能產(chǎn)生正收益。

第二，在管理網(wǎng)絡(luò)安全隱患、保護敏感信息和知識產(chǎn)權(quán)方面，要確立牢靠的網(wǎng)絡(luò)安全方法和系統(tǒng)。

第三，要建立強大的人才儲備，包括“數(shù)字機械工程師”這樣的跨領(lǐng)域人才、創(chuàng)建分析平臺和算法的數(shù)據(jù)科學(xué)家以及軟件專家和網(wǎng)絡(luò)安全專家。讓勞動者具備這些技能還有助于確保創(chuàng)新活動能擴大就業(yè)機會、提高勞動生產(chǎn)率。

（作者：劉潤生，中國科學(xué)技術(shù)信息研究所助理研究員，科技參考研究室負責(zé)人，主要從事科技戰(zhàn)略與政策研究。）