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互聯網政策的落地以及工業互聯網創新發展工程的組織實施,中國的工業互聯網平臺建設和推廣進入到了從實驗驗證到規模化應用,從垂直深耕到橫向拓展,從產業鏈單點突破到產業鏈圖譜加速完善的新階段。
如今,作為“新基建”的一部分,工業互聯網的發展迎來諸多利好。
擁抱工業互聯網
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互聯網方面的長期研發與投入。
疫情之下,幾乎所有制造業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,工業互聯網的作用凸顯。工業互聯網的本質和核心是通過工業互聯網平臺把設備、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,伴隨著以互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能等為代表的新一代信息技術,逐漸與工業新材料、新工藝、新能源、先進制造等創新成果跨界融合,引發了全球新一輪的科技革命和產業變革,一系列新的生產方式、組織方式和商業模式正不斷涌現。這個過程中,工業互聯網應運而生,并推動著全球工業體系的智能化變革,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展。
對于智能制造,它的實現主要依托兩方面的基礎能力,一是工業制造技術,另一個則是信息技術特別是工業互聯網。從企業角度來看,工業互聯網就像現代工業的智能助手,企業通過工業互聯網平臺提供的數據分析,更精準高效地了解工業研發設計、生產制造、經營管理等領域的信息。
在談到制造業、人工智能、工業互聯網之間的關系時,浪潮集團董事長兼CEO孫丕恕作過這樣一個比喻:“制造業就像是人的手腳,工業互聯網是經絡和血液,人工智能是大腦。”
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,我國制造業如今正在朝著智能化、科技化轉型進發,一個工業互聯網最大應用場景正在拉起。
讓“啞設備”開口講話,通過“小數據”跑出“大效益”,常州已經先行先試。在五洋紡機有限公司里,占地近2萬平方米的數字化工廠一片繁忙,各種數字及智能裝備、關節機器人、AGV小車、堆垛機器人等設施各司其職運行。通過各環節數據的精準計算以及智能設備的合理配置,該公司至少節省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、消費互聯網的蓬勃發展和本次疫情帶來的沖擊,不少企業家開始思考嘗試布局工業互聯網。
5G+工業互聯網
2019年是5G商用元年,5G應用從移動互聯網走向工業互聯網。
在5G+工業互聯網發展過程中,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。
以往一些受限于網絡接入而不能實現的場景,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設備監控影像的時候,也將發揮不可替代的作用。除了接入層之外,5G的切片、邊緣計算,都可以在工業互聯網領域找到不錯的應用場景。
以中國商飛為例。5G網絡在中國商飛的應用創新了很多工業領域的應用場景:基于5G大帶寬的特性,“5G+大數據+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,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”的數控全連接工廠,較傳統加工效率提升近一倍。
中國工程院院士鄔賀銓認為,垂直行業應用是5G未來的主戰場,需要推進IT行業與垂直行業的緊密合作,創新工業互聯網的應用。可以說,“新基建”中的5G與工業互聯網是緊密相連、相互促進的。未來工業互聯網平臺也會架構在5G的信息傳輸基礎上,5G與工業互聯網結合會深入更多垂直領域、垂直行業。
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網絡、工業互聯網等產業發展。2月25日,工業和信息化部發布《2019年工業互聯網試點示范項目名單》,明確了81個示范項目。政策密集出臺,預示著未來工業互聯網將成為5G時代的重要應用場景。
工業互聯網的機遇
2020年3月,中國信息通信研究院發布《工業互聯網產業經濟發展報告(2020年)》,提出2020年工業互聯網將成為國民經濟中增長最為活躍的領域之一,預計2020年,我國工業互聯網產業經濟規模將達3.1萬億元,占GDP的2.9%。
中國信息通信研究院院長、工業互聯網產業聯盟理事長劉多表示,在國家政策指導和有關各方共同努力下,我國工業互聯網正由理念倡導加速走向落地深耕階段,對經濟社會發展的帶動作用日益彰顯。
工業互聯網作為推動數字經濟與實體經濟深度融合的關鍵路徑,成為促進經濟高質量發展的共同選擇。如今,工業互聯網已滲透到包括工程機械、鋼鐵、石化、采礦、能源、交通、醫療等30余個國民經濟重點行業。
以采礦行業為例。漫天塵土、手提肩扛,是許多人對于礦物開采的傳統印象。自從有了工業互聯網后,礦物開采發生了變化。基于工業互聯網,礦物開采所涉及到的人員、技術、平臺、系統等有機結合起來,綜合調度好各類資源,不僅能夠保障礦物開采的效率,確保采礦作業的安全性,還有利于相關部門對企業采礦防護的管控,促進珍稀礦物的合理、合法、可持續開采。
與此同時,與工業互聯網相輔相成的工業互聯網平臺,在最近幾年也成為各大工業互聯網企業不約而同的發展方向。“工業互聯網平臺已經進入萬馬奔騰、群雄逐鹿的時代!”樹根互聯技術有限公司CEO賀東東說。自2017年年底國務院發布工業互聯網發展的指導性文件以來,上百家工業互聯網平臺相繼涌現。
《工業互聯網平臺白皮書(2019)》的數據顯示,全國各類型工業互聯網平臺數量總計已有上百家,具有一定區域、行業影響力的平臺數量也超過了50家。其中,有阿里、騰訊等互聯網企業打造的底層技術平臺;有航天云網、海爾、寶信、石化盈科等傳統工業技術解決方案企業面向轉型發展需求構建的平臺;也有徐工、TCL、中聯重科、富士康等大型制造企業孵化獨立運營公司運營的平臺;還有優也、昆侖數據、黑湖科技等各類創新企業依托自身特色打造的平臺。
“工業互聯網是一片巨大的‘藍海’,作為互聯網企業,我們希望借助工業互聯網平臺,將互聯網界積累、沉淀的能力疊加給工業界,為其賦能。”阿里巴巴集團副總裁劉松表達了互聯網企業對這一巨大市場的渴求。
在國家層面,類似的思路也在穩健推動布局。
工業和信息化部2018年7月印發《工業互聯網平臺建設及推廣指南》;2019年11月發布了2019年十大雙跨工業互聯網平臺名單,進一步篤定平臺模式在工業互聯網上的發展方向;2020年3月20日,發布《關于推動工業互聯網加快發展的通知》,對區域性工業互聯網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網絡建設、數據中心、云計算、人工智能、工業互聯網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、直轄市)公布了未來的重點項目投資規劃,總投資額將近50萬億元,其中2020年度計劃投資總規模近8萬億元。
當前,新一輪科技變革和產業變革給中國制造業帶來了巨大的發展機遇,隨著政府持續的政策推動,信息化、智能化的工業發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,工業互聯網等基礎設施將提供重要支撐作用,將大大促進中國制造業的整體生產效率,優化生產過程,擴大競爭優勢。
“標準”等痛點待解決
盡管工業互聯網未來可期,但前進道路上仍有不少挑戰。其中,標準和安全是兩個繞不開的關鍵詞。
在2019年9月6日,工業和信息化部信息化和軟件服務業司組織召開的跨行業跨領域工業互聯網平臺交流座談會上,10家企業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,系統與系統之間、設備與系統之間、設備與設備之間的互聯互通難度較大;二是當前工業互聯網平臺的關鍵技術指標缺乏衡量標準,如工業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理解的維度不一致,顆粒度大小差異較大,導致平臺商的數據差異較大。
事實上,工業互聯網的建設不僅涉及工廠內部網絡,還涉及工廠外部網絡,包括海量異構設備的數字化、網絡化、智能化改造。另外,工業互聯網更強調系統的開放性、互聯互通性及互操作能力,設備和系統聯網及協同需求將大大增加,并帶來了大量新的標準化需求。如何在系統中集成現有的和即將產生的各種設備,如何提取和搜集有用的數據等,都涉及到標準化的問題。
除標準外,數據安全問題也是工業互聯網發展最關鍵的問題之一。工業互聯網的安全,涉及采集、傳輸、存儲和分析數據的制造生產流程的整個環節。在工業互聯網環境中,一旦系統連接了網絡,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。企業對數據安全的顧慮,嚴重影響了他們“上云”的積極性。
“目前,工業互聯網面臨的最大壁壘之一是數據安全,很多企業不愿意上云分享數據是因為擔心數據分享了就失去了價值。”北京兮易信息技術有限公司董事長陳廣乾的一番話道出了很多企業的心聲。陳廣乾指出,工業大數據要想有更好更快的發展,一方面必須努力提供良好的法律環境,另一方面則要增強政府及企業開放、共享基礎設施與數據資源的意識。在數據共享的大趨勢下,標準先行、機制保駕,工業互聯網才能夠發揮應有的作用。
這些問題如果不能很好地解決,將影響工業互聯網的未來。對此,中國工業互聯網研究院院長徐曉蘭表示,工業互聯網研究院當務之急就是聯合一切可以聯合的力量,讓政府、科研部門、企業、平臺形成合力,共同探索我國發展工業互聯網的有益路徑。