探討:工業互聯網,未來已來

  點擊數:497  發布時間:2020-04-07 13:16
2020年突發的疫情不但打亂了全中國人民的生產生活節奏,也給中國經濟帶來了前所未有的挑戰,如何“穩增長”?中國政府把重點落在了“新基建”。新型基礎設施建設是指發力于科技端的基礎設施建設,主要包含 5G 基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等七大領域,涉及到通信、電力、交通、數字等多個社會民生重點行業。毫無疑問,進入“新基建“時代,工業互聯網的價值將日益顯現,未來可期。
關鍵詞:工業互聯網產業平臺 ,新基建 ,人工智能

2020年突發的疫情不但打亂了全中國人民的生產生活節奏,也給中國經濟帶來了前所未有的挑戰,如何“穩增長”?中國政府把重點落在了“新基建”。新型基礎設施建設是指發力于科技端的基礎設施建設,主要包含 5G 基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等七大領域,涉及到通信、電力、交通、數字等多個社會民生重點行業。毫無疑問,進入“新基建“時代,工業互聯網的價值將日益顯現,未來可期。

工業互聯網是在工業技術數字化以及互聯網技術不斷成熟的大背景下,工業體系和互聯網體系互相碰撞、滲透、融合的產物,是下一輪產業升級的推動力量,也是新一輪工業革命的關鍵支撐。但工業互聯網的發展是一個循序漸進的過程,其商業模式的發展也不是一蹴而就的。在工業互聯網的語境下,從業者已經不能僅僅關注產品本身,而需要考慮由此引發的產品數字化、數據智能化、產業生態化、行業標準化的建設。從定義產品到定義產業的數字化生態,乃至全新的產業模式,這是每一個工業互聯網的業主所需要面對的問題,而這也依賴著每一個從業者對行業的深入洞察。本期聚焦專題特邀請多位行業專家共同探討工業互聯網的未來發展趨勢。

王平:工業互聯網應該“回歸”工業企業主導

16.jpg

重慶郵電大學工業互聯網學院院長 王平

工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物,通過人、機、物的全面互聯,全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面鏈接,催生以線上線下一體、信息與物理融合為特征的新產品、新模式、新業態,推動形成全新的工業生產制造和服務體系,對未來工業發展將產生全方位、深層次、革命性影響。

工業互聯網作為新工業革命的關鍵支撐技術,由圖 1 所示的設備-生產自動化、連接-工業物聯網、平臺-工業大數據、應用-產業鏈協同、安全防護、標準規范等六大要素組成,其技術進步取決于檢測與自動化、計算機與網絡通信、云計算與信息安全、大數據與人工智能等各項技術的整體水平。

17.jpg

圖 1 工業互聯網技術的六大要素示意圖

工業互聯網的本質內涵

工業互聯網是互聯的工業系統,其本質內涵是“人-機-物”深度融合的智能網絡空間。工業不可能在“+互聯網”之后就能夠突然拔地而起,青云直上,超越了最基本的物理定律。對工業生產而言信息技術只是工具,鮮明的行業鴻溝、變化多端的企業流程是對工業互聯網的巨大挑戰,只有遵循工業的基本物理屬性、深耕行業專有技術,將信息技術與專有技術深度融合才能有效應對這些挑戰。這也就是“工業化與信息化深度融合”的真諦所在。

應用是工業互聯網的王道

應用是工業互聯網的王道,沒有應用,一切都毫無意義。數據貫穿工業互聯網的各個環節而,沒有數據一切應用都只是空中樓閣、水中撈月。數據的獲取首先要解決互接問題,工業物聯網連接所有生產裝備、智能儀器儀表、各種智能終端都源源不斷地獲取生產數據。只有通過自動化、數字化和網絡化,實現工業過程的廣泛互聯,解決平臺內容空心化問題,平臺才能真正支撐工業應用。只有保證了工業互聯網的安全,所有的工作才有意義。因此,工業物聯網的發展必須堅持“應用是王道、數據是核心、互聯是基礎、平臺是支撐、安全是保障”。

工業互聯網應該“回歸”工業企業主導

常言道“術有專攻,業有所長”,對工業企業而言專有技術或技術訣竅(Know-How)才是其生存和發展的關鍵。Predix 發展的教訓充分說明,工業互聯網姓“工”而不是姓“網”。工業互聯網只有“回歸”工業企業主導才能健康發展。

工業的基本物理屬性決定了它需要漸進,需要穩行。根據統計,信息技術出現十年過后才在工業現場規模化應用。究其原因,一種信息技術應用于工業現場,必須解決環境適應性(高溫高濕的氣候環境、振動碰撞的機械環境、干擾輻射的電磁環境)和時間確定性(在精確的時間點上動作必須要發生,既不能提前,也不能延后)問題,否則就會給工業生產帶來災難性事故。因此,工業互聯網實現廣泛應用首先必須解決工業的基本物理屬性問題,也就是信息技術應用于工業現場的環境適應性問題和時間確定性問題。

正如2018年11月26日人民郵電報“GE折戟工業互聯網的啟示”一文所述:工業互聯網是一個很好的概念,但被好大喜功的浮躁所拖累。作為先進制造業與互聯網深入融合的新興事物,工業互聯網需要技術沉淀,需要時間成長,需要政府引導,需要業界耐心,需要資本呵護,不能一蹴而就,更不可能一夜之間遍地開花。

謝勝利:構建“端、網、云、用”的網絡集聚生態

18.jpg

廣東工業大學自動化學院智能信息處研究所所長 謝勝利

工業互聯網通過構建網絡、平臺、安全三大功能體系,打造人、機、物全面互聯的新型網絡基礎設施。工業互聯網用三句話概括:數據采集是基礎,工業PaaS是核心,工業APP是關鍵,即通過大范圍和深層次的數據采集,構建工業大數據管理和服務平臺(PaaS),形成滿足不同行業、不同場景的應用服務(工業SaaS和工業APP)。

新一代工業互聯網中,連接就是服務(LAAS),依托5G物聯網絡連接功能,構建“端、網、云、用”的網絡集聚生態,通過5G+原生能力、原生平臺,構建一套可擴展的集成工業APP開發、流通、使用等環節技術及標準體系的工業操作系統,加速數據的聚合與開放,賦能工業互聯網新業態發展。

“端”——更加智能的感知控制。聚焦工業物聯網領域,以工業傳感芯片、模塊和終端設計為核心技術,打造物聯網智能芯片、智能電子設備、物聯網智能應用解決方案的生態系統,實現產品、生產、服務和管理的智能化,使產品具備感知通信能力,可追溯、可識別、可定位,使生產過程可視、透明、可控,使管理準確、高效和科學,使制造從生產型向生產服務型轉型。

“網”——更加可靠的互聯互通。提供“低延時、高可靠、高密度鏈接”能力的5G技術、軟件定義智能網絡技術、基于時間敏感技術(TDE)的下一代工業交換機和工業智能物聯網關等,為工業互聯網提供了更為現實的通信能力,將過程控制網絡、實時操作網絡和工廠信息網絡將融為一體,構成IT/OT深度融合的統一網絡平臺。新一代現場級組網技術的應用使不同網絡中的用戶可以進行互相通信、共享軟件和數據,解決工業場景下各類工業末端設備的互聯互通。

“云”——更加深度的數據治理。基于云原生技術、大數據和人工智能相關技術,實現工業領域部件級、設備級、產線級、公司級的數據融合與分析。通過知識自動化,對工業技術原理、行業知識、基礎工藝等進行自主挖掘和高效表示,形成各種工業機理模型。基于工業知識的算法將業務模型深度中臺化,提供面向工業領域的即時洞察,為工業企業所需的工廠級、企業級、社會級的應用和服務提供靈活的、堅實的支撐,并不斷提升工業互聯網的安全水平。

“用”——更加創新的服務模式。工業互聯網主要是數據驅動的工業智能,多元化的知識體系抽象為面向特定應用場景的工業APP體系,重點支撐網絡化協同,智能化生產,個性化定制和服務化延伸支撐。工業互聯網平臺將沉淀大量跨行業、跨領域的各類工業APP、工業微服務組件,支撐從產品管理到供應鏈/營銷鏈/服務鏈協同的產業價值鏈協同技術體系,做好全方位的賦能,形成基于知識的產業分工新業態。

未來,工業互聯網一方面將聚焦新一代信息技術與制造技術的聯動發展與創新突破,另一方面將立足垂直行業需求,加快應用創新和推廣。

李棟:增強綜合能力,完善標準體系

19.jpg

中國科學院沈陽自動化所副研究員 李棟

工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物,日益成為我國支撐和深化“互聯網+先進制造業”的重要基石,對我國制造業未來發展必將產生全方位、深層次、革命性影響。經過前期社會各界的不斷努力,我們成立了匯聚政產學研的工業互聯網產業聯盟,發布了《工業互聯網體系架構》、《工業互聯網標準體系框架》等,涌現出一批典型平臺和企業,取得了很好的成果。但與發達國家相比,總體發展水平及現實基礎仍然不高,因此,工業互聯網未來發展的主要方向是補齊基礎設施和核心技術短板,增強綜合能力,完善標準體系,整體提高制造業的數字化、網絡化和智能化水平。

具體來說,在網絡方面,發展趨勢是以通信基礎設施為切入點牽引夯實網絡基礎。目前我國在以5G技術為代表的通信領域已經具備了國際領先的水平,在標識解析、工業無線、IPv6、軟件定義網絡等方面都有非常深厚的技術和標準儲備,因此可從通信(CT)領域入手,牽引工業IT和OT領域的發展,也就是通過標準先行和建設工業互聯網工廠內、外網絡和標識解析基礎設施的方式,推動5G、工業過程/工業自動化無線網絡(WIA-PA/FA)、時間敏感網絡(TSN)、軟件定義網絡(SDN)、窄帶物聯網(NB-IoT)等技術的全面落地。對于行業用戶來說,通過基礎設施化的部署運行,將行業用戶從復雜的網絡配置管理維護工作中解放出來,可以更好地專心工業互聯網業務能力的提升。

在平臺方面,發展趨勢是體系化的全面提高提升。工業互聯網平臺是直接為用戶所用,產生經濟價值的工具,木桶效應十分明顯,整個系統最短板的水平決定了整個平臺的能力。因此,與通信行業可以適當強調提升在某些單點技術指標不同,平臺發展方向應該在數據集成、平臺管理、開發工具、微服務框架、建模分析等關鍵技術方面不斷補齊短板,才能形成有效支撐工業互聯網平臺發展的技術體系和產業體系,并通過開展工業互聯網平臺適配性、可靠性、安全性等方面試驗驗證,推動平臺功能不斷完善。

在安全方面,發展趨勢是與網絡和平臺緊密結合,同步發展。傳統上工業自動化的安全系統往往是以滯后的打補丁的角色存在,新業務新技術在研究的時候對安全的考慮嚴重不足,等部署之后再考慮安全問題。對于工業互聯網安全來說,很好的契機是現在網絡和平臺技術也正在逐步完善,而且現在對安全的重視程度更高,因此未來應該在網絡和平臺技術體系不斷完善的過程中原生的考慮到各種安全問題,建立涵蓋設備安全、控制安全、網絡安全、平臺安全和數據安全的工業互聯網多層次安全保障體系,并利用大數據、人工智能等新技術豐富完善現有的安全防護技術,建立與工業互聯網發展相匹配的技術保障能力。在這個過程中,應該著重考慮構建工業互聯網設備、網絡和平臺的安全評估認證體系,依托產業聯盟等權威的第三方機構開展安全能力評估和認證,引領工業互聯網安全防護能力不斷提升。

謝海琴:工業互聯網平臺技術、應用、管理、市場發展趨勢

20.jpg

海爾卡奧斯COSMOPlat工業互聯網平臺CTO 謝海琴

以下將從工業互聯網平臺技術發展趨勢、平臺應用發展趨勢、平臺管理發展趨勢和平臺市場發展趨勢四方面探討。

工業互聯網平臺技術發展趨勢

平臺方面:

一是平臺邊緣功能由數據接入向智能分析演進,傳統的邊緣數據分析功能從簡單規則引擎的應用向人工智能等復雜分析延伸;

二是機理模型、數據模型、業務模型快速在平臺中沉淀,使平臺化地提供工業個性服務成為可能,數字孿生由概念走向落地;

三是數據管理與分析從開源工具走向成熟商業方案,人工智能技術(AIaaS)、大數據分析(DaaS)以及區塊鏈(BaaS)進一步擴大了平臺處理工業問題的深度和廣度;

四是平臺架構向資源靈活組織、功能封裝復用、開發敏捷高效加速演進,DevOps與低代碼提升開發效率,推動工業APP交付更快、應用更廣。

安全方面:

一是主動式、智能化的威脅檢測與安全防護技術將不斷發展,借助工業互聯網大數據分析能力及邊緣計算能力,實現對工業互聯網安全的全局掌控;

二是基于云訪問、安全代理、軟件定義安全、遠程瀏覽器等技術將有效提升工業互聯網平臺的安全可視性、合規性、 數據安全和威脅保護能力;

三是對工業互聯網大數據的分類分級保護、審計和流動追溯將成為防護熱點。

網絡方面:

隨著國家對5G的戰略部署和推動,5G網絡將在工業互聯網領域獲得更為廣泛的應用。

工業互聯網平臺應用發展趨勢

一是工業應用生態鏈群將進一步深化,生態機制進一步完善,生態規模持續擴大,生態邊界逐步拓展。企業間將互補增強平臺業務能力,入駐平臺的技術服務商、系統集成商和第三方開發者數量增加,農業、金融、物流等一三產業主體將以平臺為紐帶與工業實現融通發展,海爾卡奧斯COSMOPlat平臺依托全生態的解決方案,逐步推進用戶、資源、企業共創共贏共享,實現非線性矩陣發展;

二是設備側與工廠側為主應用將與消費側應用最終實現匯聚打通。海爾卡奧斯COSMOPlat平臺主導的以用戶體驗為核心的大規模定制模式正在推廣應用,金融服務、制造能力交易等新興模式未來將不斷普及并成為主流,最終實現工業系統全要素、全流程、全生命周期系統性協同優化;

三是未來的工業互聯網應用必然會跟大數據、云計算、AI緊密結合,自適應地進行自優化,提高工業生產的效率。

工業互聯網平臺管理發展趨勢

一是組織模式生態化、組織架構敏捷化。企業打破組織邊界,形成一種生態化組織形態。生態圈中各個成員逐漸從孤立的個體向生態化發展;人與組織的關系從單純雇傭關系變為互利共生關系,人將依據不同的工作任務進行組合,像插件和模塊一樣。最終走向基于價值創造與價值評價的人力資本管理。海爾的人單合一管理模式,將員工從被動接受指令的執行者顛覆為主動為用戶創造價值的創客和動態合伙人,就是這個模式的實踐。

二是營銷管理將重視“工業信用”和“服務價值”。傳統營銷模式過多依賴于品牌推廣、市場宣傳等手段,而工業互聯網大數據構建的“工業信用體系”,減少設備與管理、生產與供應之間的信息不對稱。同時服務增值驅動企業價值鏈朝著高端升移。

工業互聯網平臺市場發展趨勢

根據前瞻產業研究院發布的《中國工業互聯網產業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》,預計到2023年,中國工業互聯網行業市場規模將會突破萬億元,具有很大市場潛力。

從工業互聯網產業平臺的角度看,處于承上啟下的工業互聯網平臺將有機會通過生態運營的模式為上下游企業實現產業升級。通過滿足用戶個性化需求,拓展產品服務市場,將有力提升上下游產業鏈的附加值。

摘自《自動化博覽》2020年3月刊

相關文章


熱點新聞
推薦產品
 
喜乐彩基本走势图