工业互联网创新发展 加速赋能千行百业
近年来,以连接全要素、全产业链、全价值链为目标的工业互联网加速兴起、深入推进,为发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用,打下了更为坚实的基础、开辟了更为广阔的路径。
2012年,GE首次提出工业互联网的概念,距今已有十年时间。十年时间,我们见证了中国工业互联网从概念形成普及,走向落地深耕的过程。也见证了中国实现从制造大国向制造强国的历史性跨越。
我国发展工业互联网是赶超型和跨越式的,无前车之鉴,无先例可循,无路径可依。经过多年的实践摸索,我国工业互联网从无到有,建成网络、平台、安全三大体系,体系化发展位居全球前列。
在数字化浪潮下,我国工业互联网已融入45个国民经济大类,产业规模迈过万亿元大关。截至目前,“5G+工业互联网”建设项目超过3100个,具有一定行业和区域影响力的特色平台超过150家,其中重点平台的工业设备连接数超过7900万台、工业APP数量28万余个。
政策环境支撑行业发展
与世界发达国家一样,我国在工业互联网领域处于早期起步阶段。近几年,我国工业互联网从点到面、从上到下已经有了“星星之火”已成“燎原之势”,政策体系从国家层面到各地方政府渐趋完善、行业应用由浅入深不断深化。
从党中央、国务院决策部署可以看到工业互联网创新发展战略的深入性、全局性。
2015年,国务院出台推进“互联网+”行动的指导意见,第一次提出“研究工业互联网网络架构体系”,到2017年,国务院出台《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,标志着发展工业互联网首个纲领性文件正式印发。
2018年后,与工业互联网相关的政策文件越来越密集,工信部也根据对工业互联网发展阶段的判断,先后发布了2018—2020年起步期和2021—2023年快速成长期的发展行动计划,并且其中的大部分计划都确立了明确的发展目标和完成时间表,更是连续五年写入政府工作报告。
随着政策环境不断完善,我国工业互联网行业市场规模可谓“芝麻开花节节高”。截至目前,工业互联网产业增加值规模占GDP比重从2017年的2.83%上升到2021年的3.67%。工业互联网正在通过全要素、全产业链、全价值链的高效连接,为我国制造业数字化、网络化、智能化发展提供实现途径。
低时延、高可靠、广覆盖的网络设施初步建成,以国家顶级节点为中心的标识解析体系规模化发展,平台支撑的融合应用创新活跃,国家、省、企业三级协同联动的技术监测服务体系基本形成。
目前,已建成具有一定区域和行业影响力的工业互联网平台超过150家,工业设备连接数量超过7900万台套,服务工业企业超过160万家,提质、降本、增效作用不断显现。
工业互联网创新发展,加速赋能千行百业。工信部深入实施工业互联网创新发展工程,突破一批关键领域产业化短板,创新水平稳步提升。
目前已经培育8个国家级工业互联网产业示范基地,遴选381个试点示范项目。工业互联网日渐深入万企千园,加速赋能千行百业。
工业互联网应用迈向纵深
回到企业来看,当前工业互联网应用已从龙头企业内部拓展到产业链上下游,大中小企业融通创新格局正在形成。应用范围也已从个别行业向钢铁、机械、电力、交通、能源等45个国民经济大类加速渗透,有力支撑一二三产业融合发展。
并形成了平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、六大典型应用模式,有效支撑了制造业向高端化、智能化、绿色化发展。具体从应用方向来看:
综合利用5G授时定位、人工智能、软件定义网络、网络虚拟化等技术,建设或升级设备协同作业系统,在生产现场的工业设备,以及摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关,通过5G网络实时采集生产现场的设备运行轨迹、工序完成情况等相关数据,并综合运用统计、规划、模拟仿真等方法,将生产现场的多台设备按需灵活组成一个协同工作体系。
对设备间协同工作方式进行优化,根据优化结果对制造执行系统(MES)、可编程逻辑控制器(PLC)等工业系统和设备下发调度策略等相关指令,实现多个设备的分工合作,减少同时在线生产设备数量,提高设备利用效率,降低生产能耗。
在生产现场部署工业相机或激光器扫描仪等质检终端,通过内嵌5G模组或部署5G网关等设备,实现工业相机或激光扫描仪的5G网络接入,实时拍摄产品质量的高清图像,通过5G网络传输至部署在MEC上的专家系统。
专家系统基于人工智能算法模型进行实时分析,对比系统中的规则或模型要求,判断物料或产品是否合格,实现缺陷实时检测与自动报警,并有效记录瑕疵信息,为质量溯源提供数据基础。
同时,专家系统可进一步将数据聚合,上传到企业质量检测系统,根据周期数据流完成模型迭代,通过网络实现模型的多生产线共享。
在现场设备上加装功率传感器、振动传感器和高清摄像头等,并通过内置5G模组或部署5G网关等设备接入5G网络,实时采集设备数据,传输到设备故障诊断系统。
设备故障诊断系统负责对采集到的设备状态数据、运行数据和现场视频数据进行全周期监测,建立设备故障知识图谱,对发生故障的设备进行诊断和定位,通过数据挖掘技术,对设备运行趋势进行动态智能分析预测,并通过网络实现报警信息、诊断信息、预测信息、统计数据等信息的智能推送。
主要包括线边物流和智能仓储。线边物流是指从生产线的上游工位到下游工位、从工位到缓冲仓、从集中仓库到线边仓,实现物料定时定点定量配送。
智能仓储是指通过物联网、云计算和机电一体化等技术共同实现智慧物流,降低仓储成本、提升运营效率、提升仓储管理能力。
通过内置5G模组或部署5G网关等设备可以实现厂区内自动导航车辆(AGV)、自动移动机器人(AMR)、叉车、机械臂和无人仓视觉系统的5G网络接入,部署智能物流调度系统,结合5G MEC+超宽带(UWB)室内高精定位技术,可以实现物流终端控制、商品入库存储、搬运、分拣等作业全流程自动化、智能化。
贯彻新发展理念
加快工业互联网发展
在党中央、国务院决策部署下,我国充分发挥市场在资源配置中的决定性作用、更好地发挥政府作用,一体化推进工业互联网建设与应用、发展与安全、发展与治理,取得了一系列显著成效。
当前,我国工业互联网的政策体系更加完善,设施体系更具规模,应用体系更加丰富,产业体系更加壮大,服务带动经济高质量发展的能力也日益增强。
当前,我国工业互联网正步入发展的黄金期,也处于发展的关键阶段。
需要依托集中力量办大事的制度优势和超大规模市场优势,将创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念贯穿政策制定、工程建设、应用推广、产业培育的全过程,充分调动各方力量,进一步深入实施工业互联网创新发展战略,为高质量发展提供更加坚实的支撑,具体可从以下几方面入手。
加快“5G+工业互联网”发展,促进IT网络与OT网络进一步有序衔接,构建工业互联网大数据充分流动的“高速公路”。提升标识解析体系的行业适配能力和应用服务水平,贯通供应链、产业链。
增强工业互联网平台向上承载工业软件、向下连接工业设备的“操作系统”基本能力,促进重点平台之间的互联互通。完善网络安全保障体系,切实增强基础设施支撑能力和安全可控水平。
鼓励各方既充分把握工业互联网的“方法论”,同时也注重因地制宜、因业制宜、因企制宜,激发市场主体内生动力和创新活力。
推动工业互联网融入千行百业、万企千园,推广“政府补一点、厂商让一点、用户花一点”的方式,鼓励广大企业特别是中小企业积极使用工业互联网网络、标识、平台、安全等基础设施,形成建用循环的良性生态。
大力构建统一、融合、开放的标准体系,促进网络互联、数据互通、系统互认、价值互享。
加快工业互联网技术产品创新,加强“5G+工业互联网”、新型工业以太网、工业数字孪生、工业软件等领域的自主创新与国际合作,积极参与国际标准研究制定。
探索工业互联网依托工程,推动制造部门和使用部门联动,布局一批、研发一批、推广一批。同时,不断加强工业互联网应用模式和商业模式创新,由输血尽快形成造血,实现自驱动、自循环。
不断完善工业互联网发展政策的连贯性、精准性和有效性,推动金融资本、社会资本扩大在工业互联网领域的投资规模,增强市场信心和预期。
加强新兴领域政策法规的研究储备,特别是当前需加强对工业互联网数据要素确权、交易、流转、治理的研究,积极探索数据要素市场的探索培育。完善高校课程体系,加强职业技能培训,培育适应工业互联网新业态的人才队伍。
责编:孙浪
监制:李红梅
文章参考:
1.《工业互联网支撑高质量发展的机理分析和政策建议》信息通信技术与政策
2.《工信部:「5G+工业互联网」的20个典型案例》机器之能
3.5.《5G+工业互联网 应用场景不断拓展》人民日报
4.《深入推进工业互联网六大模式》人民邮电报