我国工业互联网的发展路径

2015-06-19 16:34:54

随着“互联网+”概念的提出和《中国制造2025》的发布,“互联网+”制造、智能制造、工业互联网等概念成为当前最热的“风口”。这些概念之间有何关联,工业互联网发展的技术要素有哪些,我国工业互联网发展的难点何在,推动工业互联网发展又可采取怎样的路径,本文试图对上述问题逐一探讨并试图解答。

  随着“互联网+”概念的提出和《中国制造2025》的发布,“互联网+”制造、智能制造、工业互联网等概念成为当前最热的“风口”。这些概念之间有何关联,工业互联网发展的技术要素有哪些,我国工业互联网发展的难点何在,推动工业互联网发展又可采取怎样的路径,本文试图对上述问题逐一探讨并试图解答。

  定义工业互联网

  工业互联网概念最初由美国通用电气(GE)公司于2012年提出,指在物联网的基础上,综合应用大数据分析技术和远程控制技术,优化工业设施和机器的运行和维护,提升资产运营绩效。工业互联网概念的提出,首先是GE自身作为老牌工业设备制造商,为应对经营成本不断上升、运营回报率持续承压的挑战所选择的战略转型方向。GE认为其兼具工业知识储备和软件分析能力的优势,希望通过倡导工业互联网对工业设备市场和行业的发展进行引导,帮助其客户实现营运效率和业务模式创新提升的同时,将自身转型成为一家专门提供分析和预测服务的软件公司,从而获得新的发展空间。正如GE工业互联网大中华区总经理杨涛所言,工业互联网的提出,“是行业竞争大环境不断演变和软硬件技术日趋成熟、相互作用而形成的必然结果,而不是消费互联网的衍生品”。

  工业互联网概念自诞生之初,便着眼于利用新一代信息技术满足制造业发展亟须提升效率、优化资产和运营的迫切需求,顺应了科技产业的发展大势。在GE的推动下,AT&T、思科、IBM、Intel及GE自身等5家分别来自电信服务、通信设备、工业制造、数据分析和芯片技术领域的行业龙头企业,联手组建了带有鲜明“跨界融合”特色的工业互联网联盟,旨在制定通用标准,打破技术壁垒,利用新一代信息通信技术激活传统工业过程,促进物理世界和数字世界的融合,目前吸引了全球制造、通信、软件等行业159家骨干企业的加入。工业互联网联盟的组建,使得工业互联网突破了GE一家公司的业务局限,内涵拓宽至整个工业领域。

  在我国,随着李克强总理在2015年《政府工作报告》中明确提出制定“互联网+”行动计划和国务院5月份印发了《中国制造2025》,工业互联网与“‘互联网+’工业”、智能制造等发展热点密切关联,其概念内涵又进一步丰富。工信部部长苗圩在解读《中国制造2025》时指出,“工业互联网是顺应新一轮工业革命和产业变革的一个重点发展领域,也是政府工作报告中提到的“互联网+”最早实现的行业之一”,“工业互联网的应用和发展可从两个方面切入实现融合发展:第一个方面,就是智能制造;第二个方面,就是把互联网引导到工业企业、工业行业中去。”从苗圩部长的解读可以看出,我国的“工业互联网”就是“‘互联网+’工业”,而其内涵不仅包含利用工业设施物联网和大数据实现生产环节的数字化、网络化和智能化(即德国工业4.0描述的智能工厂),还包括利用消费互联网与工业融合创新,实现制造产品的精准营销和个性化定制,通过重塑生产过程和价值体系,推动制造业的服务化发展。

  四大技术要素支撑发展

  物联网。物联网是工业互联网发展的基础,主要解决工业数据的采集和传递。数据的采集主要通过各类不同精度、不同工况要求的传感器来实现,即物联网的感知层;数据的实时传递可采用工业以太网、现场总线等技术实现,非实时性的数据传递可以通过普通局域网或者无线的3G/4G、LTE-M、WiFi等技术实现,即物联网的网络层。

  智能机器。智能机器是工业互联网发展的载体。一方面,机器是可感知并且具备一定数据处理能力的。工业设备能够实时采集设备的动态运行数据,并根据预置的模型自主选择要回传到远程地点进行分析和存储的数据。另一方面,机器是数控可编程的,能够根据自身传感的反馈或者远程发送的数字指令执行相应的动作。

  数据保存与处理分析。对大数据收集后的分析挖掘是工业互联网的核心价值。面对海量的工业动态数据,需要建立融合以往生产工艺经验和行业应用知识的数据筛选和分析模型,其中筛选模型部署在设备端,在海量数据中根据需要找到最关键的核心数据回传,节省传送费用和分析成本;分析模型部署在远程计算中心,根据经验知识模型预测设备的行为并提出干预建议。

  功能和信息安全。与传统制造相比,工业互联网环境下的智能制造是信息技术的集合体,面临着新的威胁。通过互联网和物联网等信息通道,黑客可能攻击智能制造系统的控制层软件漏洞,从而影响装备的控制和运行,造成功能安全风险;也可能攻击应用层软件漏洞,取得关键制造行业的敏感数据、设备运行情况和用户使用信息等,造成重大泄密风险。功能和信息安全技术已成为智能制造发展的关键支撑要素。

  总体来看,工业互联网发展虽然仍需克服一些技术上的困难,但从全球范围看,支撑工业互联网发展的各项软硬件技术基本上是成熟的。工业互联网发展的关键是应用,突出需要解决的问题是制定通用标准,打破行业、技术的壁垒。

  四个层级实现互联互通

  从技术上,工业互联网打通从生产到企业运营的全流程环节需要在四个层级分别智能化或互联互通:层级一是设备层面上的智能机器,对于流程型工业比如包括智能仪表、现场仪表、调试工具、各类数控阀门等;对于离散型工业比如包括工业机器人、数控机床设备等,它们的主要功能是实现具体的数据采集和控制动作。层级二是车间层面上的控制系统,比如包括安全仪表系统(SIS)、分散式控制系统(DCS)、组态监控系统(SCADA)、各类PLC控制系统等,它们的主要功能是把设备的监控信息集成,通过控制算法来实现自动实时的智能控制。层级三是工厂层面的生产执行系统(MES),它的主要功能是实现生产任务的调度和执行。层级四是企业层面的集成应用软件,比如包括ERP、CRM、业务管理应用平台、电子商务平台等,它们的主要功能是帮助企业面向市场营销需求统筹调度各类企业资源。我国工业互联网发展的要点也蕴含其中。

  智能机器层面,工业自动化水平亟待提高。工业互联网发展以工业自动化、信息化发展为前提。我国工业自动化和信息化水平整体不高,不同地区、不同行业的发展也不平衡,仅考虑为传统设备加装传感器一项,便对企业的技术和资金实力提出较高的要求。另一方面,我国在高精度智能仪表、工业机器人、高端数控机床等领域,尚未完全掌握自主核心技术,相关零部件及整体解决方案的价格短期内无法降低。

  车间控制层面,万物互联亟须制定通用通信标准架构。传统工业网络环境中接入的设备是标准化程度较高的工控机,而工业互联网环境下接入的设备是非标的传感器和各类生产设备,其数量庞大且类型丰富。从技术上,工业以太网协议或现场总线协议均可通过扩容升级解决大量设备的接入需求;但从应用的角度,工业互联网环境下的万物互联亟须一个通用的通信标准协议架构,便于其他非通信领域的厂商同步开发其他应用服务。

  工厂调度层面,MES亟须破解定制成本难题。MES是打通制造层面和企业层面两套信息化系统的关键桥梁。MES以下的生产数据是实时的、动态的,数据量很大,但是价值密度低,属于工业大数据范畴。MES以上的ERP数据是静态的,结构化的。MES系统需要选择哪些数据须在制造控制系统和ERP之间传递,并为这些数据制定统一的标准。由于每家工业企业的ERP和生产系统都是非标的,已经经过了高度定制化,因此MES的实施也必须根据每家企业的具体情况去定制,这就带来极其高昂的成本。另外,从工业企业的现阶段需求来看,投资MES打通全数据环节的需求并不是最迫切的,我国大部分企业可能现阶段更愿意在MES以下投资,比如机器换人、加强集成监控和自动控制水平等,以提高安全生产的效率;或者在MES以上投资,比如升级ERP系统的功能,部署供应链协同或者采购新的客户关系管理系统以扩大市场营销能力等。

  企业集成应用层面,避免出现信息孤岛。在企业内网的集成应用平台之间,比如ERP、PLM、CAD等软件系统之间要做到格式相互兼容。在企业外网的电商平台与内网ERP之间要做到数据的互联互通。就目前市场上可选择的产品来说,主流ERP、PLM、CAX厂商产品之间大多预留了接口可以相互兼容,电商平台解决方案与企业ERP系统也可以实现互联互通。我国在近年来推进两化融合的过程中不断强调采购信息化系统要注意统筹,避免出现新的信息孤岛。

  我国工业互联网的发展路径

  首先,深入推进两化深度融合。面向工业互联网的发展要求,从设备控制、车间组织、工厂调度、企业管理四个层面加强信息化建设,提升生产制造的数字化水平,实现对全生产过程的数字化监控,为工业互联网的发展奠定基础。

  其次,加快推进互联通信标准的研制和推广。借鉴国际上OPC组织和国际电工委员会(IEC)已经形成的一系列过程控制的工业标准(包括安全标准),解决不同工业控制器之间的兼容组态,不同传感器之间的信息传递等问题,为工业互联网的发展扫清技术障碍。

  再次,尽快启动产业链上的数据互通标准化工作。统一数据结构和规范,使得数据不仅能够通过互联实现传递和交换,还能够基于统一的结构化标准,能被有效地利用和分析,为工业互联网发挥协同制造优势破除行业壁垒。比如上游钢材厂出厂的钢板,应与下游汽车制造厂或飞机制造厂采用统一的数据结构描述钢板性能,用标准来打破行业和技术壁垒,促进融合发展。

  最后,引导工业企业加强流程管理。固化、细化、标准化生产流程环节,为工业大数据的决策反馈提供优化对象。工业互联网的价值体现在利用对动态工业数据的分析对生产进行优化,企业应把生产流程尽可能细化成便于重组和优化的标准化环节,从而让大数据的分析结果有用武之地。

All can be viewed after purchase
Correlation

Only when you have faith in your heart can you go far. The stronger the faith, the farther the action.

2024-01-01 10:43:16

“所当乘者势也,不可失者时也”。混凝土与水泥制品行业站在新起点,面对新目标,抓住机遇乘势而上,采取新行动,阔步前行,未来一定会是一片新气象。

2021-12-31 14:31:52

7月7日,福建省发布“十四五”制造业高质量发展专项规划。

2021-07-07 10:13:42

水泥行业量效齐升得益于供给侧结构性改革的持续推进、错峰生产常态化、环保限产加剧、基建房地产行业的有力支持以及行业自律意识的提高等诸多原因。展望2020年,“十三五”规划进入最后一年,生态文明建设与工业互联网发展同步推进,新时代浪潮下的水泥行业将迎来产业结构调整深化之年,一些现已存在或正在萌生的行业现象将为未来水泥行业高质量发展产生深远影响。

2020-01-15 10:57:24

传统建材工业绿色转型发挥了非常重要的作用,在减少排放、辅助环境治理上大有作为。

2018-01-19 09:21:30

“十三五”是我国建材行业转型升级,实现转折性发展的重要阶段,是实施《中国制造2025》、实现中国制造强国的重要战略期。

2017-06-06 14:02:54

近日,工信部节能与综合利用司发布了《绿色制造工程实施指南(2016-2020年)》(以下简称“指南”)。指南明确了水泥等行业主要目标,其中,到2020年,规模以上单位工业增加值能耗下降18%,吨水泥综合能耗降到85千克标准煤。

2016-09-21 11:32:55

8月2日,云南省工业和信息化委发布《云南省建材工业稳增长调结构增效益实施方案》。

2016-08-03 10:55:59

据悉,28日,工信部在安徽合肥召开推动长江经济带发展工作座谈会,宣贯了国家长江经济带战略有关精神,启动部省联系协作机制,交流各地工作经验,大力推进长江经济带产业协同发展。工业和信息化部副部长辛国斌同志出席会议并讲话。

2016-06-30 13:57:51

建材工业是支撑我国国民经济发展的重要的基础原材料工业。以科技创新引领和支撑行业发展,落实科技创新在全面创新中的引领作用,是推进行业供给侧结构性改革,加快创新型国家建设步伐的重中之重。中国建筑材料联合会近日公布的《建筑材料工业“十三五”科技发展规划》,为行业科技创新工作在“十三五”期间的发展明确方向。

2016-06-22 13:59:39

纲要共分为20篇:指导思想、主要目标和发展理念;实施创新驱动发展战略;构建发展新体制;推进农业现代化;优化现代产业体系;拓展网络经济空间;构筑现代基础设施网络;推进新型城镇化;推动区域协调发展;加快改善生态环境;构建全方位开放新格局;深化内地和港澳、大陆和台湾地区合作发展;全力实施脱贫攻坚;提升全民教育和健康水平;提高民生保障水平;加强社会主义精神文明建设;加强和创新社会治理;加强社会主义民主法治建设;统筹经济建设和国防建设;强化规划实施保障。

2016-03-18 13:46:20

不久前,三一重工、中联重科等上市公司年度业绩预告的出炉,再度令市场有机会一窥机械行业的尴尬现状。

2016-02-04 11:04:09

在国务院发展研究中心主办的一个论坛上,工业与信息化部副部长怀进鹏对中国制造业面临的目标与任务进行权威解读,批评中国制造业面对转型时观望与等待的惯性思维。他认为,制造业创新变局就在未来3-5年。

2016-02-02 10:06:12

1月27日,国务院常务会议再次聚焦中国制造。会议指出,实施《中国制造2025》对促进制造业升级等发挥了积极作用,这也是深化供给侧结构性改革的重要内容。

2016-01-29 10:37:46

推进智能制造,标准化要先行。工信部副部长辛国斌就近日发布的《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》做出解读。他指出《建设指南》是指导未来一段时期内智能制造国家标准和行业标准立项及制修订工作的依据,同时也是对智能制造标准进行科学管理的基本依据。

2016-01-11 13:48:09

在经济下行压力不断加大、企业对市场悲观预期加剧的背景下,就如何突破传统制造业转型升级中的发展瓶颈、促进新兴产业发展等问题,工业和信息化部副部长冯飞12月14日就传统制造业转型升级等问题接受了记者专访。冯飞认为,水泥产业应进行产品结构的升级,鼓励企业创新。

2015-12-17 10:18:32

在9月10日举行的智能制造试点示范经验交流电视电话会议上,工信部宣布了首批46个智能制造试点示范项目名单。中联水泥的水泥智能工厂试点示范项目入选,在列表里第22项。

2015-09-11 13:23:10

工业和信息化部部长苗圩日前撰文表示,通过实施“中国制造2025”,加快我国制造强国建设进程。为此,将推进实施国家制造业创新中心建设、智能制造、工业强基、绿色制造和高端装备创新工程。

2015-08-19 10:39:28

7月14日,从工信部获悉,工信部部长苗圩日前撰文指出,必须充分认识和准确把握全球制造业发展出现的新变化新趋势,科学分析我国制造业阶段的关键特征,通过实施《中国制造2025》,加快我国制造强国建设进程。

2015-07-14 10:13:54

随着“互联网+”概念的提出和《中国制造2025》的发布,“互联网+”制造、智能制造、工业互联网等概念成为当前最热的“风口”。这些概念之间有何关联,工业互联网发展的技术要素有哪些,我国工业互联网发展的难点何在,推动工业互联网发展又可采取怎样的路径,本文试图对上述问题逐一探讨并试图解答。

2015-06-19 16:34:54

苗圩指出,如果说简单概括一下中国制造目前的情况,可以有一个标志性的事件值得关注,就是在应对国际金融危机的挑战过程当中,2010年我国再次成为制造业第一大国。

2015-05-21 09:15:55

4月10日,中国政府网公布了国务院关于落实《政府工作报告》重点工作部门分工的意见,《意见》62项重点任务,分别由83个部门分工负责。要求坚持促进经济稳中求进工作总基调,保持中高速增长和迈向中高端水平“双目标”,坚持稳政策稳预期和促改革调结构“双结合”,推动发展调速不减势、量增质更优,实现经济提质增效升级。国际收支基本平衡,居民收入增长与经济发展同步。其中,拓展区域发展新空间、​继续抓好节能减排和环境治理​、促进产业结构调整和科技创新​,以及拓展区域发展新空间是重点工作。​

2015-04-13 10:59:00

“中国制造2025”发展脉络逐渐清晰。昨日召开的国务院常务会议提出,部署加快推进实施“中国制造2025”,实现制造业升级,重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备等十大领域。

2015-03-26 09:32:02

记者在全国两会上获悉,我国将进入落实国家战略及重点改革的政策密集发布期。这些政策或规划主要涉及创业创新、互联网+、三大区域经济发展战略、国企改革、价格改革、金融改革等方面。

2015-03-12 09:07:26

“互联网+”行动计划、推动“大众创业、万众创新”、实施“中国制造2025”这三项具体措施体现出新常态下经济发展的全新思路,将锻造中国经济增长“新势力”,有望打造经济发展新引擎。

2015-03-11 09:37:13

3月4日,中华人民共和国第十二届全国人民代表大会第三次会议在北京开幕,国务院总理李克强代表国务院,向大会报告政府工作。

2015-03-05 11:32:58

水泥经济需要鼠标经济做引擎,鼠标经济也只有适应水泥经济的需求才能落地。中国版“工业4.0”将展现一幅全新的工业蓝图,但要想实现这一蓝图,“鼠标+水泥”双轮驱动至关重要。

2015-01-14 00:05:24