新基建风口下,今年工业互联网平台将呈现十大新特征

2020/06/29 09:27工业互联网世界杨春立

当前,我国工业互联网平台迎来创新发展快轨道,主要呈现十大特征。

工业互联网自诞生以来,就被赋予增强工业传统四基(基础材料、基础技术、基础工艺、基础零部件)、构建制造新四基(一软一硬一网一平台:核心软件、自动控制与感知、工业网络、云计算)的重任。

今年3月4日中共中央政治局常务委员会明确提出要加快5G、数据中心等新型基础设施建设进度。《政府工作报告》指出要发展工业互联网,推进智能制造。工信部、发改委加快新基建顶层设计,各地纷纷加大5G、云计算、大数据、工业互联网、区块链等新一代信息技术的开发应用力度。近期制造业所展现的复苏趋向,彰显了工业互联网在率先打破疫情防控困局、助力复工复产、支撑制造业数字化转型中的巨大潜力。

在政策的强力支持下,我国工业互联网平台迎来创新发展快轨道,主要呈现以下10大特征:

一是提升核心能力成为平台发展的主攻方向

工业互联网平台承担着工业操作系统的关键角色,是工业全要素汇聚的枢纽、工业资源配置的核心,驱动着先进制造体系的智能运转。

截至目前,我国工业互联网平台超过200个,具备一定行业和区域影响力的平台超过70个,连接4000万台/套设备,突破25万个工业APP。但是工业互联网平台的六大核心能力依然薄弱:工业数据采集能力、海量数据处理能力、工业大数据建模分析能力、行业机理模型显性化能力、工业APP培育能力、产品全生命周期数字化功能集成能力等较薄弱,严重制约工业互联网平台的应用推广。3月6日,工信部发布《关于推动工业互联网加快发展的通知》(2020[8]号),将提升工业互联网平台核心能力作为加快工业互联网新基建的重要内容。

这为工业互联网平台补短板、提能力指明了方向。

二是垂直行业和产业集聚区应用爆发式增长

当前,工业互联网平台已应用于石化、钢铁、电子信息、家电、服装、机械、汽车、装备、航空航天、交通、医疗等30余个国民经济重点行业。

从200余个工业互联网平台应用现状看,工业互联网平台正加速向垂直行业和产业集聚区深化应用。在垂直行业,智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理、共享制造等新模式新应用活跃,各行业初步形成了差异化发展、各具特色的发展模式。

在产业聚集区,长三角工业互联网一体化发展示范区和北京、上海、武汉、深圳4个工业互联网产业示范基地加快推动工业互联平台创新应用,应用场景快速拓展。2018-2019年工信部工业互联网创新工程专项批复9个特定区域工业互联网平台试验测试环境建设、6个特定区域体验展示中心,推动工业互联网平台整合、协同区域资源,支撑企业上云,为区域特色产业发展提供精准服务。

工业互联网平台正成为优化区域生产力布局的重要支撑。

三是工业互联网赋能赋智新基建拉开序幕

工业互联网是新基建赋能传统产业的连接器、转换器、倍增器。工业互联网是自动控制与感知(一硬)、核心软件(一软)、大数据中心(一中心)和云计算(一平台)、工业网络(一网)的综合集成和协同应用,为新基建中的5G、人工智能、大数据等技术群体性应用潜能裂变、集聚式创新突破提供了载体。

同时,工业互联网与5G、人工智能、大数据等技术一起,成为各类平台的使能技术,促使平台发挥更大潜能,并把各类平台上的创新成果与经济社会各领域深度融合,产生化学反应、放大效应,通过技术进步、效率提升、组织变革、提升实体经济的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的数字经济发展新形态。

四是数据驱动的制造范式正在形成

工业互联网引发生产范式变革,推动形成数据驱动的制造模式。工业互联网是机器、数据和人的融合。从数据流的视角,工业互联网平台贯穿数据感知、获取、传输、处理、挖掘与使用决策的全过程,构建形成了以数据资源为关键生产要素的制造体系。

在这种制造体系中,正确的数据(所承载知识)在正确的时间传递给正确的人和机器,以数据供应链带动技术流、资金流、人才流、物资流,进而不断优化制造资源配置效率。如果拥有海量的数据资源,工业互联网平台将成为“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的“数据驾驶舱”。依托数据驾驶舱,用数据生产、用数据管理、用数据驱动价值创造的制造范式开始出现。

五是平台加速推动大中小企业融通发展

当前,大中小企业之间的合作正从以供应链为纽带的浅层次协同协作演化为依托工业互联网平台的深层次融合融通,其价值创造方式从线性的价值链提升转向网状的价值网络构建。

从合作方式看,大中小企业间的合作从一对一的单点、单向、单任务的线性协作向多点、多向、多任务的多对多网状转变,单一协作方式转变为更加灵活的融合融通模式。

从合作层次看,大中小企业间的合作从产品、技术、品牌等浅层次协作向全生态体系间的深层次融合融通发展,实现了从简单的数据传递向知识交换和能力分享转变。

从合作范围看,基于供应链的协作范围有限,仅局限于供应链上下游企业间;而基于平台的融合融通范围拓展到数据采集层、平台层、应用层,实现了从设备到平台到用户的数据链和全生态体系间的融合融通。

从合作主体间的地位看,基于供应链的协作主体间信息不对称,因而各主体间地位不平等;而基于平台的主体间基本实现了信息对称,各主体间的合作是平等的,真正实现了“你中有我、我中有你”。

从实践效果看,工业互联网平台正在重构制造业经营管控体系,因而大中小企业间的融合融通效率更高,成本更低。

6月29日出版的第21-22期《通信产业报》特别策划:新基建下的工业互联网加速跑,由点到面的展现工业互联网发展路径

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六是平台 “双创”生态体系初步形成

工业互联网平台本质上是生态级制造业“双创”平台。从建设主体看,工业互联网平台是一个由平台建设商、解决方案提供商、开发者等多方创新主体构建的“双创”平台。从建设内容看,工业互联网平台是一个推动工业知识生产与扩散的“双创”平台。从建设目的看,工业互联网平台是一个推动开发者和海量用户形成双边市场的“双创”平台。但是我国本土企业普遍缺乏“双创”思维,导致在工业互联网平台建设时存在三大误区:一是重单打独斗,轻抱团作战;二是重建设平台,轻培育开发者;三是重提供解决方案,轻打造生态,导致平台在行业覆盖度、功能完整性、模型组件丰富性等方面发展滞后。

近两年来,工业互联网热度高,制造企业、互联网企业、平台企业、集成服务企业、软件企业、基础电信企业、研究机构、开发者、联盟协会等中介组织等,越来越多的主体参加导工业互联网平台建设应用推广进程中,成为工业互联网平台生态体系中的引领者和践行者,推动形成各类主体携手合作,聚众智、汇众力构建工业互联网平台的“双创”生态体系。

七是平台采用知识图谱提升核心能力

知识图谱是连接大数据和人工智能的技术纽带,是帮助人类从感知智能到认知智能升级的关键环节,能够解决海量工业数据的挖掘、知识抽取、分析建模和可视化难题,为智能化生产提供有效支持。

在工业互联网平台PasS层,利用自然语言处理、机器学习、关系推理、图存储、语义搜索、智能认知等知识图谱技术,可构建模型管理引擎,实现对底层知识图谱的构建、管理和使用,从而提升工业互联网平台的核心能力。明略科技公司构建了知识图谱数据库蜂巢NEST,将符号主义和深度学习有效结合,打通感知和认知层,实现各类结构化、非结构化视频、图像、文本等多元异构数据的符号化,形成一批行业人工智能大脑。UTC在产品研发设计过程应用知识图谱,构建设计方案库,显著提高设计效率。

一汽行业级工业互联网平台采用知识图谱,提高汽车故障诊断效率和准确性;东软集团采用知识图谱,提高决策支持能力。预计下半年将有更多平台,构建产品设计研发、生产制造、实验测试、分析评价等典型应用场景的立体网状知识图片,基于图谱实现研发仿真、设计方案优化、工艺改进、精准检测和分析评价。

八是CPS和数字孪生崭露头角

工业互联网平台的核心是数字化模型。近2年来,为提高工业互联网平台数字化建模能力,长泰、吉利汽车、大连石化、南钢等企业积极探索数字孪生在工业互联网平台中的应用。

长泰构建了面向汽车离散行业的基于工业互联网平台的生产线数字孪生系统,将面向生产线的数字孪生技术与现场自动化集成,实现产品孪生-生产孪生-运维孪生的闭环数字化建模和仿真。东方国信、光洋科技、成都航空发动机、航天工程装备、航空625所等企业积极探索信息物理系统(CPS)与工业互联网平台的集成融合。

东方国信构建了炼铁信息物理系统,在赛博空间通过构建产品、设备、工艺流程数字双胞胎,优化炼铁流程,实现实体炼铁与虚拟炼铁实时交互,大幅降低能源消耗、人力资源配备。航空625所通过构建基于数字线索的数字孪生,推动基于模型的系统工程向产品全生命周期延展,探索在CPS中实现IT和OT的融合。

九是区块链支撑平台构建可信安全环境

当前我国区块链迈入高速发展阶段,技术集成创新能力逐步提升,产业和市场基础日益坚实,新产品、新应用、新模式、新业态不断涌现。区块链的快速发展,为破解工业互联网平台数据资源采(数据采集存储交换)、算(算法)、管(数据安全和数据质量保障)、用(各种应用场景)等瓶颈提供了技术支撑。

在工业互联网平台边缘层,通过建立面向工业设备接入的区块链边缘节点与云节点,基于区块链实现工业设备的分布式身份认证和授权管理,将设备互联网关系、操作记录、联动记录等关键数据的摘要上链,形成可信边缘设备接入系统;在IaaS层,区块链与数据中心、4G/5G等集成融合,提升可信数据存储能力;在PaaS层,通过构建工业分布式账本、共识算法、激励体系、智能合约和DAPP,形成满足应用层需求的应用开发工具、微服务组件和机理模型;在APP层,开发一批新型工业区块链应用APP,实现关键要素上链,满足不同行业、不同应用场景需求的应用服务。

十是工业互联网平台价值初显

今年以来,面对极其复杂艰巨的新冠肺炎疫情防控和复工复产,工业互联网平台企业凭借自身优势,积极支持疫情防控,工业互联网平台的价值初显。一是快速补链、修链,保障供应链产业链全链畅通。工业互联网具有强大的融合解构特性,能够快速将生产要素、软硬件、数据和知识资源整合集成,将碎片化的市场需求与集聚化的生产供给精准对接,优化、解构原来的生产组织、商业模式、运营体系、制造流程,拓展企业与企业之间连接的广度和深度,修补原来中断的供应链、产业链环节,形成新的供应链、产业链、价值链,有力保障供应链不断链。二是为企业转产扩产提供可行方案。基于工业互联网平台,企业采取柔性化、智能化的生产方式,可根据疫情防控和市场需求变化,快速、低成本地调整产能。富士康科技集团基于工业富联Fii Cloud云平台,快速转产医用口罩生产线。三是工业互联网平台对经济带动作用日益增强。通过抽样调查分析,2018年重点工业互联网平台投入产出比约为1:7.66,但是工业互联网平台总体上不处于DEA有效状态,即经济活动距离技术效率最佳或规模最佳状态尚存一定差距,说明工业互联网平台的效益初显,可通过进一步提升技术水平和扩大应用规模增加效益。

责任编辑:Yaodl

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