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  • 邵安林:營造工業互聯網生態 賦能行業轉型發展
    來源: 中國電子報 作者: 發布時間: 2022-08-08

    從互聯網發展歷程看,大致經歷學術科研、生活服務、生產服務三個階段,過去20年,在生活消費領域的應用已經達到很高的水平,深刻改變了人們的生產生活方式。目前,互聯網在工業領域的應用也正在蓬勃發展,加快發展,工業互聯網對我國經濟發展和工業企業轉型意義重大而深遠。

    加快發展工業互聯網是大勢所趨

    1.工業互聯網為經濟高質量發展提供重要引擎。工業互聯網作為新一代網絡信息技術與現代工業融合發展的新生事物,是互聯網從消費領域向生產領域、從虛擬經濟向實體經濟拓展的核心平臺,正在發展成為聚能賦能的平臺、解決問題的平臺、開放共享的平臺、創新創業的平臺,極大拓展了經濟發展的新空間。隨著數字化轉型浪潮不斷推進,工業互聯網產業蓬勃發展,特別是5G技術的快速發展為工業互聯網的發展提供有利的技術支持,與此同時,隨著國家出臺相關工業互聯網利好政策,中國工業互聯網行業發展步入快車道。數據顯示,2020年中國工業互聯網行業市場規模已達9101億元,2021年突破萬億大關,預計2022年達11056億元。據專家預測,未來15年我國工業互聯網產業規模將超11萬億元。目前,工業互聯網已經延伸至45個國民經濟大類,加速貫通產業鏈和供應鏈上下游??梢哉f,發展工業互聯網對于支撐經濟數字化轉型、培育壯大經濟發展新動能都具有十分重要的作用,其發展與否將決定未來整個經濟發展走向。

    2.工業互聯網為實施制造強國戰略提供關鍵支撐。作為信息技術與制造技術深度融合的重要載體,工業互聯網為智能制造提供服務,為智能制造打造全新的“工業操作系統”,是實現智能制造的基礎。我國已將智能制造上升為國家戰略,在國家戰略引領下,我國智能制造市場規模持續擴大。據統計,2020年我國智能制造業的產值規模約為2.5萬億元,根據我國智能制造行業發展現狀和趨勢分析,預計未來幾年我國智能制造行業將保持15%左右的年均復合增速,到2026年,我國智能制造行業市場規模將達5.8萬億元左右,行業增長空間巨大。

    3.工業互聯網為傳統行業轉型升級提供強大動力。據預測,我國工業企業通過部署工業互聯網,將使生產效率提高20%、成本下降20%、能耗下降10%。工業互聯網的發展,無疑將為我國加快新舊動能轉換、促進轉型升級提供強大動力。特別是大型石化、鋼鐵這些傳統產業,由于技術復雜、工藝流程長、生產成本高、環境影響大等原因,越來越不適應新發展階段、新發展理念的要求,亟需加快向數字化、網絡化、智能化的戰略轉型。近年來,國內鋼鐵工業也開展了基于工業互聯網的實踐探索。2021年,共有13家鋼鐵企業應用案例入圍“2021年工業互聯網平臺創新領航應用案例”,8家企業入選“2021年工業互聯網試點示范項目”。鞍鋼與中國移動合作,結合5G和工業互聯網平臺技術,將企業的人、機、物、系統進行互聯,實現了機器視覺質檢,帶鋼常規缺陷檢出率達95%以上,在線綜合缺陷分類率超過90%,提高成材率的同時減少了停機時間。隨著融合創新的不斷深入,工業互聯網將在鋼鐵行業數字化、網絡化、智能化轉型中發揮越來越重要的作用。

    傳統產業應用工業互聯網任重道遠

    工業互聯網與傳統產業融合創新是一個長期、持續的過程,還存在諸多問題與挑戰。以鋼鐵工業為例,鋼鐵工業是典型的流程工業,傳統發展模式由于系統分散、技術復雜、工藝流程長、生產成本高、環境影響大等原因,越來越不適應新發展階段、新發展理念的要求,亟需戰略轉型,但在轉型過程存在以下難點:

    難點一:流程復雜性。鋼鐵生產流程是一個非常龐大復雜的系統,包括采礦、選礦、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等諸多環節,不僅系統功能、組成和結構復雜,而且物質流、能量流、信息流的輸入輸出也非常復雜。

    難點二:生產過程不確定性。鋼鐵生產的煉鐵、煉鋼、軋鋼等生產過程至今仍處于黑盒狀態,物料粒度結構、組成與形態都在不斷變化,難以借助單一技術手段來進行追溯與跟蹤,如何將黑盒變成白盒,實現工業過程精準感知和可視化、透明化,仍是鋼鐵企業面臨的難題。

    難點三:管理模式不適應。長期以來,鋼鐵生產布局分散,各環節管理基礎和信息化水平參差不齊。比如,網絡基礎建設還有待升級,數據云建設還有待加強,人工智能建模和算法還有待研究,互聯網生態環境還有待完善,以上問題導致短期內難以建立規范化的、智能化的工業互聯網體系。在這樣復雜的條件下實現智能化轉型難度巨大。

    近年來,基于最新發展形勢和戰略,國內鋼鐵工業領域也開展了“工業互聯網+智能制造”的探索實踐,并提出了“智慧化”的發展目標。這里所謂的“智慧化”不是簡單的信息化、網絡化或智能化,而是“戰略+管理+技術”的全面創新,是遵循系統工程理論,以工藝技術升級為基礎、以“工業互聯網+智能制造”為手段,統籌優化資源,實現生產效率與經濟社會效益自主動態平衡的新發展模式。

    實施“工業互聯網+智能制造”新模式的關鍵點是物質流、能量流、信息流、資金流的集成和高效調控,應重點依托工業互聯網平臺和智能制造技術,從智慧感知、智慧生產、智慧管理、智慧生態四個層面入手,解決和突破相關基礎理論與關鍵技術。

    智慧感知就是通過基礎網絡設施建設,實現工業流程信息全域覆蓋實時采集?!肮I互聯網+智能制造”新模式在數字化、在線化改造基礎上,構建一個龐大的傳感網絡體系,對整個生產流程、管理要素實現全覆蓋、全面感知,為流程工業提供數據接入、存儲、分析、交互和應用平臺。

    智慧生產就是通過智能優化系統建設,實現生產全過程智慧控制?!肮I互聯網+智能制造”新模式通過構建過程價值鏈數學模型,建設全價值鏈管控平臺,促進物質流、能量流、信息流、資金流四流聯動,信息共享、協同優化,實現全流程核心技術指標的整體動態優化。

    智慧管理就是通過智能決策平臺建設,實現管理業務全流程協同運行?!肮I互聯網+智能制造”新模式通過建立數據分析模型和決策支持模型,利用數據倉庫技術、數據挖掘技術,實現生產運行與采購銷售高度關聯,產品生產與市場需求緊密銜接,保證企業科學決策。

    智慧生態就是通過工業互聯網體系建設,實現全產業共生共享?!肮I互聯網+智能制造”新模式通過建立基于“端-網-云”的工業互聯網平臺,泛在連接并整合各種數據資源,規范數據標準,為同行業信息化專項需求提供服務,為加速提升我國產業發展水平、構筑經濟社會發展新優勢提供新動能。

    建設工業互聯網生態前景可期

    目前,我國工業互聯網呈現出由點到面、融合應用快速發展壯大的特點,工業互聯網創新應用已從龍頭企業內部拓展到產業鏈上下游,應用范圍已從個別行業向鋼鐵、機械、電力、交通、能源等國民經濟重點行業加速滲透,從研產供銷服各環節單點應用,向全環節全流程綜合集成應用和多領域系統創新延伸,正在形成大中小企業融通創新發展格局。據中國工業互聯網研究院數據,目前我國具備一定行業、區域影響力的工業互聯網平臺數量超過150個,服務企業超160萬家。工業互聯網產業規模和參與主體快速壯大,工業數字化裝備、工業互聯自動化、安全與工業軟件等核心產業規模年均增速超20%。我國工業互聯網生態正加速形成。

    未來,隨著工業互聯網的縱深發展以及產業鏈供應鏈合作模式的演變,產業經濟發展必將打破企業間、行業間的界限,逐步向數字產業轉變,最終形成產業經濟生態圈,賦能行業融通發展。所謂產業經濟生態圈是以優勢產業為龍頭,依靠大數據支撐、網絡化共享、智能化協作,聚合產業鏈上下游多種產業,集中人才、技術、資本等多種要素,具備信息流循環和產業孵化能力,基于新技術新理念的產業發展新模式。應重點關注四個維度:一是通過科技研發和技術創新領域的深度結合,打破技術壁壘,實現技術升級。二是構建智慧化的綠色發展模式,激發綠色發展新動能,實現低碳運行。三是打通全產業鏈,建設從生產商到服務商的協同平臺,實現資源最優化配置。四是統籌利益相關方,共同投資、共同管理、共同開發,實現互惠合作、共創共享。

    總之,新技術革命已走近我們身邊,未來工業體系的變革將風起云涌,面對時代浪潮,我們需要牢固樹立工業互聯網思維,把握好工業互聯網背景下我國經濟發展機遇,堅持利用工業互聯網賦能高質量發展的戰略定力,為打造新的經濟增長極,推動網絡強國、制造強國建設作出新的更大貢獻。(中國工程院院士 邵安林)


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