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工业互联网不是互联网在工业的简单应用

日期:2021/08/23   来源:机电商报   
  摘要:“工业互联网不是互联网在工业的简单应用,而是具有更为丰富的内涵和外延。”近日工业互联网产业联盟就工业互联网包含哪些内容,有哪些典型应用模式,在各行业中的应用发展情况如何等问题一一进行了解读。


近年来,我国政府高度重视工业互联网发展,政府工作报告已连续四年要求发展工业互联网。今年1月,工信部会同相关部门印发《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》,明确未来三年工业互联网发展目标和重点任务。

“工业互联网不是互联网在工业的简单应用,而是具有更为丰富的内涵和外延。”近日工业互联网产业联盟就工业互联网包含哪些内容,有哪些典型应用模式,在各行业中的应用发展情况如何等问题一一进行了解读。

内涵和外延丰富

工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态,通过对人、机、物、系统等的全面连接,构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系,为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径,是第四次工业革命的重要基石。

工业互联网产业联盟指出,工业互联网包含网络、平台、数据、安全,它既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施,也是互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的应用模式,同时也是一种新业态、新产业,将重塑企业形态、供应链和产业链。

网络体系是基础。工业互联网网络体系包括网络互联、数据互通和标识解析三部分。网络互联实现要素之间的数据传输,包括企业外网和企业内网。数据互通是通过对数据进行标准化描述和统一建模,实现要素之间传输信息的相互理解。我国标识解析体系包括五大国家顶级节点、国际根节点、二级节点、企业节点和递归节点。

平台体系是中枢。工业互联网平台体系包括边缘层、IaaS、PaaS和SaaS四个层级,相当于工业互联网的“操作系统”,具有数据汇聚、建模分析、知识复用和应用创新等四个主要作用。

数据体系是要素。首先,数据是实现数字化、网络化、智能化的基础,没有数据的采集、流通、汇聚、计算和分析,各类新模式就是无源之水,数字化转型也就成为无本之木。其次,工业互联网数据的价值在于分析利用,分析利用的途径必须依赖行业知识和工业机理。再者,工业互联网运用的数据来源于“研产供销服”各环节,“人机料法环”各要素,ERP、MES、PLC等各系统,维度和复杂度远超消费互联网,面临采集困难、格式各异、分析复杂等挑战。

安全体系是保障。工业互联网安全体系涉及设备、控制、网络、平台、工业APP、数据等多方面网络安全问题,其核心任务就是要通过监测预警、应急响应、检测评估、功能测试等手段确保工业互联网健康有序发展。与传统互联网安全相比,工业互联网安全具有涉及范围广、造成影响大、企业防护基础弱等三大特点。

形成六大典型应用模式

工业互联网融合应用推动了一批新模式、新业态孕育兴起,初步形成了平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理六大类典型应用模式。

平台化设计是依托工业互联网平台,汇聚人员、算法、模型、任务等设计资源,实现高水平高效率的轻量化设计、并行设计、敏捷设计、交互设计和基于模型的设计,变革传统设计方式,提升研发质量和效率。

智能化制造是互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术在制造业领域加速创新应用,实现材料、设备、产品等生产要素与用户之间的在线连接和实时交互,逐步实现机器代替人生产。智能化代表制造业未来发展的趋势。

网络化协同是通过跨部门、跨层级、跨企业的数据互通和业务互联,推动供应链上的企业和合作伙伴共享客户、订单、设计、生产、经营等各类信息资源,实现网络化的协同设计、协同生产、协同服务,进而促进资源共享、能力交易以及业务优化配置。

个性化定制是面向消费者个性化需求,通过客户需求准确获取和分析、敏捷产品开发设计、柔性智能生产、精准交付服务等,实现用户在产品全生命周期中的深度参与,是以低成本、高质量和高效率的大批量生产实现产品个性化设计、生产、销售及服务的一种制造服务模式。

服务化延伸是制造与服务融合发展的新型产业形态,指的是企业从原有制造业务向价值链两端高附加值环节延伸,从以加工组装为主向“制造+服务”转型,从单纯出售产品向出售“产品+服务”转变,具体包括设备健康管理、产品远程运维、设备融资租赁、分享制造、互联网金融等。

数字化管理是企业通过打通核心数据链,贯通生产制造全场景、全过程,基于数据的广泛汇聚、集成优化和价值挖掘,优化、创新乃至重塑企业战略决策、产品研发、生产制造、经营管理、市场服务等业务活动,构建数据驱动的高效运营管理新模式。

已延伸至各行各业

工业互联网产业联盟还指出,工业互联网目前已延伸至40个国民经济大类,涉及原材料、装备、消费品、电子等制造业各大领域,以及采矿、电力、建筑等实体经济重点产业,实现更大范围、更高水平、更深程度发展,形成了千姿百态的融合应用实践。

例如,钢铁行业制造流程长、工序多,生产分段连续,主要面临生产运营增效难、产能严重过剩、节能绿色低碳压力大、本质安全水平较低等痛点。中国宝武、鞍山钢铁、马钢集团等企业应用工业互联网积极探索生产工艺优化、多工序协同优化、多基地协同、产融结合等典型应用场景,一方面通过数据深度分析带动生产效率、质量和效益提升,另一方面实现多区域、多环节、多业务系统的协同响应与综合决策,通过模式创新实现新价值创造和新动能培育。

工程机械行业为建筑、制造、采矿等行业提供生产必需的机械装备和基础工具,具有产品复杂多样、生产过程离散、供应链复杂的特征,同时也面临着生产效率不高、产品运维能力较弱和行业同质化竞争严重等行业痛点。通过工业互联网进行设备预测性维护、远程可视化管理,不仅降低了设备运维成本,提高了生产资源的动态配置效率,还在此基础上延伸出供应链金融、融资租赁等服务模式,实现“制造+服务”。

家电行业具有技术更新速度快、产品研发周期短、产品同质化程度高等特点,当前主要面临个性化需求满足困难、生产精度效率要求高、订单交付周期长、质量管控力度不足、库存周转压力大等核心需求痛点。格力、海尔、美的、TCL等轻工家电企业依托工业互联网开展规模化定制、产品设计优化、质量管理、生产监控分析及设备管理等应用探索,提升用户交互体验、品质一次合格率与生产效率,节省设备运维成本,满足客户个性化需求。

电子信息行业属于知识、技术密集型产业,产品细分种类多、生产周期短、迭代速度快,对品质管控、标准化操作与规范化管理、市场敏捷化响应等要求较高。中国电子、华为、中兴等通过工业互联网开展设备可视化管理、产品良率提升、库存管理优化、全流程调度优化和多工厂协同等典型应用探索,一方面通过机器视觉、大数据分析等新技术提升质量管理、设备故障诊断、产品库存管理等环节效率,另一方面通过建设互联工厂实现企业级决策优化和需求敏捷响应。

电力行业利用“5G+工业互联网”与发、输、变、配、用全环节融合,形成新型控制监测网络,优化流程工艺,大幅减少碳排放,降低了清洁能源并网的不确定性,同时提升电动汽车和微电网等主体的接入能力,降低了上下游企业和用能客户的成本。中国华能、南方电网、国家电网、正泰集团、特变电工等发电侧、电网侧和用电侧企业及机构纷纷开展探索,形成发电侧设备预警与节能增效、电网侧调度优化与全流程集成管控、用电侧服务提质与用电策略优化等典型应用模式,分别实现设备故障提前预测和主动维修、电能量数据可测和用电成本降低。(何  珺