工業(yè)互聯(lián)網賦能制造業(yè)數字化轉型

時間:2021-10-15

來源:人民郵電報

導語:工業(yè)互聯(lián)網是新一代信息技術與傳統(tǒng)產業(yè)融合發(fā)展的技術牽引,逐漸成為我國制造業(yè)轉型升級的內生動力。

??目前,我國正加快腳步進行工業(yè)互聯(lián)網建設,自2017年國務院印發(fā)《關于深化“互聯(lián)網﹢先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見》以來,我國工業(yè)互聯(lián)網從“供給側”與“需求側”兩端發(fā)力,統(tǒng)籌布局網絡、平臺、安全三大功能體系。經過三年起步期,我國工業(yè)互聯(lián)網在網絡基礎、平臺中樞、安全保障等方面發(fā)展成效顯著,為此后我國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展邁入快速成長期奠定了堅實的基礎。工業(yè)和信息化部發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2023年)》規(guī)劃了我國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的短期目標,將從智能制造、生產效率、創(chuàng)新能力各個方面推動我國工業(yè)互聯(lián)網整體發(fā)展的階段性躍升。

??工業(yè)互聯(lián)網平臺體系建設

??近年來,全球互聯(lián)網平臺市場持續(xù)保持活躍創(chuàng)新態(tài)勢,德美日法等制造強國基于自身在先進制造業(yè)的優(yōu)勢,從不同戰(zhàn)略角度、生產理念、價值定位提出適合自身發(fā)展的工業(yè)互聯(lián)網參考架構,加快推進工業(yè)互聯(lián)網體系建設。此外,美國通用電氣公司、微軟、西門子、達索等國際巨頭也相繼布局工業(yè)互聯(lián)網平臺建設,通過提高數字化轉型和行業(yè)服務能力來保持企業(yè)長期競爭力。

??目前美國、德國、日本等國家已提出較為成熟的架構體系。美國工業(yè)互聯(lián)網以價值定位、信息和操作技術融合推出工業(yè)互聯(lián)網參考架構IIRA,德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略從工業(yè)視角出發(fā),聚焦制造過程和價值鏈的生命周期推出參考架構RAMI4.0,日本基于生產理念和松耦合理念,推出工業(yè)互聯(lián)網參考架構IVRA,法國國家制造創(chuàng)新網絡則推出智能制造標準路線圖框架。全球各個國家積極布局工業(yè)互聯(lián)網建設,其核心目的是以架構體系促進產業(yè)融合,催生技術創(chuàng)新與推動產業(yè)升級。

??我國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展從系統(tǒng)工程方法論出發(fā)發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網體系架構(版本2.0)》,架構結合工業(yè)制造特點、軟件和通信架構設計方面的不同方法論,融入網絡、數據和安全新技術并突出數字孿生基本功能原理,從業(yè)務視圖、功能架構和實施框架三個角度對架構2.0進行了定義,形成以商業(yè)目標和業(yè)務需求為牽引,進而明確系統(tǒng)功能定義與實施部署方式的設計思路。三個角度層層深入,自頂向下形成逐層映射,其目標在于從工業(yè)互聯(lián)網促進產業(yè)發(fā)展的作用和路徑出發(fā),指引企業(yè)明確數字化轉型的商業(yè)目標與業(yè)務需求。

??智能工業(yè)數據賦能高端制造

??工業(yè)互聯(lián)網新技術實施落地可以有效滿足豐富和多樣化的企業(yè)實踐需求,人工智能、邊緣計算、5G等新技術與生產制造工藝融合發(fā)展推動技術解決方案的制定,提高了工業(yè)互聯(lián)網在工業(yè)應用的實操指導能力。智能工業(yè)數據賦能高端制造凸顯出數據在智能生產中的核心驅動地位,基于工業(yè)數據實現產品設計生產與生命周期管理智能化、企業(yè)控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)集成化、工業(yè)數據保護與外部攻擊防御常態(tài)化。

??依據數據交互實現物理空間與數字空間的全面深度互聯(lián)互通與智能分析是工業(yè)互聯(lián)網的核心功能原理。數據交互實現各單元模塊間傳輸信息的相互理解,使數據和信息在各要素、各系統(tǒng)之間得到有效傳遞,不同結構的系統(tǒng)能夠在數據層面相互理解,從而提高資源配置效率與信息集成能力。高端制造業(yè)在數字化發(fā)展的趨勢下,形成以數據為核心驅動力的生產與運營方式、資源組織方式與商業(yè)模式,以提高運營效率、創(chuàng)新能力和降低成本。

??工業(yè)互聯(lián)網大數據挖掘技術能夠對企業(yè)制造過程產生的數據進行儲存、清洗與分析,對歷史數據進行統(tǒng)計與關聯(lián)挖掘,提取得到數據中隱含的信息,這些統(tǒng)計結果對企業(yè)自身評估與決策、改進自身業(yè)務將起到重要的作用。

??工業(yè)互聯(lián)網引領新業(yè)態(tài)

??當前,我國工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略深入實施,工業(yè)互聯(lián)網賦能高端制造將進一步催生融合創(chuàng)新應用,賦予各產業(yè)轉型升級發(fā)展新動力,促進廣泛的產業(yè)創(chuàng)新,對社會經濟高質量發(fā)展意義重大。

??在大數據冶煉平臺應用中,傳統(tǒng)煉鐵操作仍以經驗為主,不同工人操作水平參差不齊,行業(yè)數字化、科學化水平有很大的上升空間。江蘇江陰興澄特鋼建立的以工業(yè)互聯(lián)網為基礎、以高爐數據為核心的大數據處理中心,打破了傳統(tǒng)煉鐵的高爐反應器“黑箱”工作狀態(tài)診斷難的瓶頸,

??提升了煉鐵生產線的數字化、網絡化水平。其基于平臺側的歷史數據挖掘分析和邊緣側的實時智能監(jiān)控相結合,打造“云邊協(xié)同”應用,有效地利用了數據中包含的信息,在未來生產優(yōu)化中起到良好的預測分析與指導作用。

??在數字化物流管理應用中,工業(yè)互聯(lián)網以數字化技術為基礎,提升物流裝配的信息化水平與工作效率,其主要體現在智能物流工廠和智能物流設備兩個方面。智能物流工廠主要研究數字化物流系統(tǒng),打造高度柔性的物流一體化模式;智能物流設備即將機器人、柔性制造、物聯(lián)網等智能技術應用于商品分揀、配送與流程管理,提高物流過程的智能化。

??在基于5G的邊緣計算數字工廠應用中,以浪潮集團與山東移動共同打造的高端裝備智能制造生產線為例,其結合5G高速率與邊緣計算平臺的能力,實現了不同生產單元之間互聯(lián)互通、智能調度、面向客戶需求的定制設計、柔性生產和全流程智能控制,成為一座集自動化、模塊化、柔性制造于一體的智能模范工廠。

??工業(yè)互聯(lián)網的行業(yè)覆蓋領域非常廣泛,能源、電力、交通等實體經濟各領域,機械裝備、化工產品、電子信息等制造業(yè)各門類均可與工業(yè)互聯(lián)網深度融合。工業(yè)互聯(lián)網的創(chuàng)新發(fā)展將不斷催生個性化定制、共享制造、合理調配等制造新業(yè)態(tài),推動我國高端制造業(yè)躍升發(fā)展。

??同時,要認識到,工業(yè)互聯(lián)網建設與落地推廣將是一項長期且復雜的系統(tǒng)工程,當前正處于發(fā)展初期。目前,企業(yè)數字化轉型的深度與廣度不足,工業(yè)互聯(lián)網實際覆蓋率約為15%;5G商業(yè)模式仍在探索,其網絡部署復雜,標準化建設難度大;行業(yè)間跨界融合不充分,細分領域差異較大,以上種種因素仍制約著我國工業(yè)互聯(lián)網的普及應用。

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