工业互联网边缘架构包括(工业互联网进入新阶段)(1)

放眼全球,制造业正从数字化阶段向网络化阶段加速过渡,工业互联网已成为全球竞争新重点。

我国近年来一直大力支持工业互联网的发展与迭代,强调利用信息技术提升中国制造的全要素生产率,有利于推动信息化和工业化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展。

本文通过梳理我国工业互联网的发展历程,分析了工业互联网的建设意义、发展路径,有助于促进工业互联网的技术研发和成果应用,深化产融结合,推动我国制造业向更高质量、更优结构发展。

工业互联网是数字经济背景下,工业和互联网深度融合的产物,支撑新一轮工业革命,同时促进我国供给侧结构性改革、加快新旧动能转换、加快制造强国和网络强国建设。

我国是互联网大国,目前互联网与消费领域的融合已取得较为瞩目的成就,持续推动工业互联网发展对我国未来经济发展的意义重大而深远。

工业互联网的概念普及期

2012—2015年

通用电气公司于2012年发布白皮书《工业互联网:打破智慧与机器的边界》,在全球掀起工业互联网浪潮。

本质上看,工业互联是工业能力IT能力的集成、融合和创新。

基础是制造企业基于底层设备设施的全面数字化、网络化,其中标识解析体系的构建支撑工业全要素互联互通

发展关键是制造能力的平台化,即在平台上模块化部署数据化制造资源,进而在线交易制造能力

主要目标是人与机器智能的融合创新,通过新兴技术赋能工业知识和经验的沉淀、复用和创新,提升创新主体掌握和运用知识、技术的能力,显著降低创新门槛和成本

在全球工业互联网正处在格局未定的关键期和规模化扩张的窗口期,我国工业互联网基本与发达国家同步启动,加快构建适应经济高质量发展需要的工业互联网生态,是我国抢占全球产业竞争新制高点、构筑制造业国际竞争新优势的必然选择。

工业互联网总体上处于探索阶段,主要瓶颈是:数字化、模块化、平台化的制造资源不够丰富,缺乏杀手锏应用规模化应用不足;受制于传统合作模式和利益格局,缺乏构建开放价值生态的路径和机制;专业深耕能力不足,跨行业应用难度大,发展初期如果盲目求大求全,可能会错失发展先机。

工业互联网的实践深耕期

2016—2020年

党的十九大报告提出“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”,指明了在中国特色社会主义进入新时代的历史背景下,信息技术和实体经济融合发展的方向,就是要深化互联网 先进制造业,要发展工业互联网

在2019工业互联网全球峰会致贺信中指出,“持续提升工业互联网创新能力,推动工业化与信息化在更广范围更深程度更高水平上实现融合发展”。

为把握信息革命历史机遇、加强信息化工作明确了前进方向、提供了根本遵循。

2016年,国务院印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》,2017年印发《关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见》。

2018年,工业和信息化部颁布实施《工业互联网发展行动计划(2018—2020年)》,2020年印发《关于推动工业互联网加快发展的通知》。

全国各地陆续发布推进工业互联网创新发展的政策和资金支撑,全国多个省(市、自治区)发布发展工业互联网的实施方案或行动计划,全力推进工业互联网落地实施

充分发挥先进经验的示范效应,以平台实际应用成效为导向,从战略定位、开放生态、云服务能力、杀手锏应用、数据资产、人才结构、安全保障等维度,开展工业互联网优秀平台的遴选并充分发挥示范效应

全面推动平台间数据开放共享利用,以开放共性数据为前提,搭建公共性基础能力平台,通过政府购买服务、战略合作等方式获得平台企业的数据,加速知识沉淀,缩短创新周期,实现价值共创

推动共性技术攻关应用创新,针对共性需求和瓶颈环节,联合平台企业、ICT企业、互联网企业、科研院所等建设面向特定场景的测试验证环境和测试床,开展技术攻关和协同创新

营造公平有序的发展环境,推进工业互联网平台运行数据的监测分析,支撑地方发现确有实效的平台企业,上下联动、集聚资源进行重点培育,促进市场良性发展。

深化供给侧结构性改革,工业互联网通过制造资源的网络化泛在互联、软件化弹性供给、平台化高效配置,能够更大范围更加精准地优化配置资源,有效激发技术、管理、知识等高级要素的创新潜能,降低对劳动力、土地、资本等一般性生产要素的过度依赖,大幅提高全要素生产率显著增强经济发展的创造力和竞争力。

赋能企业数字化转型,支撑旧动能改造,针对原材料、高端装备、消费品和电子信息等行业运行成本高、需求差异大等问题,基于平台的质量管控、设计优化、个性定制等智能解决方案持续涌现,助力企业“提质降本增效”。

催生新制造业模式业态创新发展,工业互联网平台通过打破社会资源配置的时空局限,带动产业生产组织方式演进变革,同时催生制造协同、能力共享、工业金融等新模式新业态

工业互联网的发展新阶段

2021年至今

在利好政策的带动下,我国工业互联网应用已经覆盖国民经济40个大类,多层次平台体系持续壮大,工业互联网建设不断取得积极进展

制造业是“5G 工业互联网”的产业融合应用的主要战场,主要原因是:

5G技术改变了制造业企业原本的组织方式和生产模式,对设备、人员、以及环境进行全方位互联,对生产设备进行实时监控,使工业生产越来越向着无人化网络化智能化的方向发展;5G技术改变了制造业企业的生产经营模式,使得工业企业同客户交互成为可能,面向客户提供个性化服务,推动制造业向服务型企业转型升级。

未来,以5G、6G、数字孪生、边缘计算、量子互联网为代表的的技术应用也将持续深化,助力工业互联网不断创新发展

从不同行业分析,新一代信息技术对高端装备行业带来的影响是贯穿产品全生命周期的;对于原材料行业,工业互联网平台的应用能够实现资产、生产、价值链的复杂与系统性优化

从消费品行业来看,新一代信息技术能够助力家电、纺织等行业在规模化定制、质量管理与产品后服务水平有效提升

据目前工业APP发展基础、发展主体和发展模式来看,国内外工业APP发展将呈现出平台 应用开发者 海量用户的发展趋势,海量的三方开发者将成为工业APP发展的主要推动力。

让大量开发者和创客都可以参与到工业APP的开发中,以此降低工业APP开发的难度和门槛,同时大量的软件工程师乃至技术人员都能够依托平台进行自主开发,有限、封闭的软件开发方式将向海量的、开放的三方开发方式过渡。

工业云平台应用率自2016年起逐年提升,预计2025年将达到63%左右,涨幅接近1倍。

工业互联网边缘架构包括(工业互联网进入新阶段)(2)

2016—2025年工业云平台应用率

工业云平台在广度方面覆盖了多种行业、企业,在深度层面通过发挥工业云平台强大的计算和存储能力,有效提高企业生产制造业务管理等效率。

融合应用广度方面,云计算与制造业的融合应用在行业层面出现跨行业推广新行业主动加入局面。

在企业层面正逐渐向中小企业延伸推广,使广大中小企业通过上云用云降低成本,享受与大企业一样的专业化信息服务,快速形成行业内的网络化协同能力

融合应用深度方面,对数据全面采集和管理的基础上,依托云服务实现多源数据在云端的汇聚、共享及大数据分析,基于数据进行精准决策,充分激发企业内外部数据价值

通过云计算与制造业的深度融合,在有效降低企业信息化建设成本的同时大幅提高了企业的运营管理效率

本文作者:付宇涵,王丹,柴雯,王庆瑜

作者简介:付宇涵,国家工业信息安全发展研究中心,工程师、资深研究员,研究方向为两化融合、信息化测评、企业数字化转型、产业数字经济等;王丹(通讯作者),国家工业信息安全发展研究中心,工程师,研究方向为两化融合、工业互联网、智能制造、企业数字化转型等。

本文全文发表于《科技导报》2021年第12期,原标题《中国工业互联网发展历程与展望》,本文有删减,欢迎订阅查看。

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