《工业互联网创新发展行动计划(2023
近日,工业互联网专项工作组印发《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》(工信部信管〔2020〕197号,以下简称《三年行动计划》)。现就《三年行动计划》有关内容解读如下:
1、《三年行动计划》的出台背景是什么?
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全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式。它以网络为基础、平台为中枢、数据为要素、安全为保障,通过对人、机、物全面连接,变革传统制造模式、生产组织方式和产业形态,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型工业生产制造和服务体系,对支撑制造强国和网络强国建设,提升产业链现代化水平,推动经济高质量发展和构建新发展格局,都具有十分重要的意义。
过去三年是工业互联网起步发展期,工业和信息化部会同工业互联网专项工作组各单位,实施《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》,发布实施十余项落地性文件,不断完善政策体系,实施工业互联网创新发展工程,带动总投资近700亿元,遴选4个国家级工业互联网产业示范基地和258个试点示范项目,打造了一批高水平的公共服务平台,培育了一批龙头企业和解决方案供应商。网络基础、平台中枢、数据要素、安全保障作用进一步显现,工业互联网新型基础设施不断夯实,新模式新业态创新活跃,产业生态不断壮大,各地方、产业各界共识不断凝聚,积极性不断提升,为下一步发展打下坚实基础。
未来三年是工业互联网的快速成长期。为深入贯彻习近平总书记对工业互联网的一系列重要指示精神,落实党中央、国务院决策部署,进一步巩固提升发展成效,更好地谋划推进未来一个阶段发展工作,工业互联网专项工作组制定出台了《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》。
2、《三年行动计划》的主要内容是什么?
《三年行动计划》结合当前产业发展实际和技术产业演进趋势,确立了未来三年我国工业互联网发展目标。到2023年,新型基础设施进一步完善,融合应用成效进一步彰显,技术创新能力进一步提升,产业发展生态进一步健全,安全保障能力进一步增强。工业互联网新型基础设施建设量质并进,新模式、新业态大范围推广,产业综合实力显著提升。
《三年行动计划》提出了五方面、11项重点行动和10大重点工程,着力解决工业互联网发展中的深层次难点、痛点问题,推动产业数字化,带动数字产业化。
在基础设施建设方面,一是实施网络体系强基行动,推进工业互联网网络互联互通工程,推动IT与OT网络深度融合,在10个重点行业打造30个5G全连接工厂。二是实施标识解析增强行动,推进工业互联网标识解析体系增强工程,完善标识体系构建,引导企业建设二级节点不少于120个、递归节点不少于20个。三是实施平台体系壮大行动,推进工业互联网平台体系化升级工程,推动工业设备和业务系统上云上平台数量比2020年翻一番。
在持续深化融合应用方面,一是实施数据汇聚赋能行动,制定工业大数据标准,促进数据互联互通。二是实施新型模式培育行动,推进工业互联网新模式推广工程,培育推广智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等新模式。三是实施融通应用深化行动,推进工业互联网融通应用工程,持续深化“5G+工业互联网”融合应用。
在强化技术创新能力方面,一是实施关键标准建设行动,推进工业互联网标准化工程,实施标准引领和标准推广计划,完成60项以上关键标准研制。二是实施技术能力提升行动,推进工业互联网技术产品创新工程,加强工业互联网基础支撑技术攻关,加快新型关键技术与产品研发。
在培育壮大产业生态方面,一是实施产业协同发展行动,推进工业互联网产业生态培育工程,培育技术创新企业和运营服务商,再建设5个国家级工业互联网产业示范基地,打造10个“5G+工业互联网”融合应用先导区。二是实施开放合作深化行动,营造开放、多元、包容的发展环境,推动多边、区域层面政策和规则协调,支持在自贸区等开展新模式新业态先行先试。
在提升安全保障水平方面,实施安全保障强化行动,推进工业互联网安全综合保障能力提升工程,完善网络安全分类分级管理制度。加强技术创新突破,实施保障能力提升计划,推动中小企业“安全上云”,强化公共服务供给,培育网络安全产业生态。
此外,结合重点任务和突出问题,从组织实施、数据管理、资金保障、人才保障四方面明确了支撑要素和政策措施。
3、未来三年,如何进一步夯实工业互联网网络基础?
未来三年,网络领域继续着眼构筑支撑工业全要素、全产业链、全价值链互联互通的网络基础设施,加快企业外网和企业内网建设与改造,提升基础支撑能力。一是推动企业内网由“单环节改造”向“体系化互联”转变。推动工业生产装备和仪器仪表的数字化、网络化改造,让哑设备“活起来”;运用先进适用的网络技术建设IT-OT融合网络,把工业全流程的都“连起来”;建立标准化的网络信息模型,让以前难交互、难集成的异构数据都“动起来”。二是推动企业外网由“建网”向“用网”转变。在继续强调提升高质量外网承载能力和互通水平的同时,进一步引导工业企业、工业互联网平台、标识解析节点等接入高质量外网,让企业外网真正“用起来”,提升企业外网应用效能。三是拓展“5G+工业互联网”发展新空间。持续实施“5G+工业互联网”512工程,深化核心应用,推动应用领域从工业外围环节向生产制造核心环节拓展;优化应用模式,推动应用重心从单点孵化向5G全连接工厂拓展;强化产业支撑,加强5G工业模组研发、5G工业互联网专用频率研究、5G专网建设方案落地。四是探索央地协同发展新模式。充分调动地方积极性,支持各地建设具有地方特色、产业特点的工业互联网园区网络;依托工业互联网产业示范基地遴选和建设工作,引导产业聚集好、带动作用强的地区积极创建“5G+工业互联网”先导区。
4、工业互联网标识解析体系下一步发展重点是什么?
未来三年,我们将通过实施“标识解析增强行动”,从做大规模、做深应用、规范管理三方面进一步提升我国标识解析体系的发展水平。
第一,做大规模。我国标识解析体系建设虽然取得了一定成绩,但与我国制造业门类、体量相比,覆盖范围还不足,因此标识解析体系各级节点的建设还要拓展覆盖范围、完善节点布局。我们将进一步完善国家顶级节点与国际根节点的对接,增强国家顶级节点的服务能力,面向更多行业、更多区域推动建设不少于120个二级节点、不少于20个递归节点。同时,我们还将探索利用区块链技术构建基于标识的融合型基础设施,支持各地部署不少于20个融合节点。
第二,做深应用。建设目的还是应用,不然就成了“烂尾楼”“断头路”,同时与建设相比应用的难度更大,我们将进一步调动各方面积极性,加强标识解析体系的深层次应用。一是深化标识在各行业的推广应用。通过组织开展全国工业互联网标识创新大赛遴选典型案例加强示范推广,特别是应对疫情,我们将拓展标识在冷链物流、应急物资等领域规模化应用。我们还将增强标识资源对接、测试认证等公共服务能力,建立产业链供应链标识数据资源共享机制,促进标识的行业应用推广。二是深化标识在各环节的应用。加强标识解析系统与工业企业信息系统适配,推动标识解析系统与工业互联网平台、工业APP等融合发展,深化标识在设计、生产、服务等环节应用,发挥出标识在促进跨企业数据交换、提升产品全生命周期追溯和质量管理水平中的作用。三是大力拓展主动标识。按照标识载体类型,标识应用分为静态标识应用和主动标识应用。静态标识应用以二维码、射频识别码(RFID)、近场通信标识(NFC)等作为载体,借助扫码枪或支付宝“扫一扫”功能等识读软硬件获取信息。主动标识应用通过在芯片、通信模组、终端中嵌入标识,由网络主动向解析节点发送解析请求,无需借助外部设备。这是我们下一步推动的工作重点,未来三年将部署不少于3000万枚主动标识载体。
第三,规范管理。去年12月,我部为贯彻落实中央经济工作会议关于加强规制、提升监管能力的相关要求,印发了《工业互联网标识管理办法》,目的就是更好的促进工业互联网标识解析体系建设,更好的规范标识市场主体行为、激发创新发展活力,从制度方面规范各方行为、维护市场秩序。办法将于今年6月1日实施,我们将组织开展相关宣贯活动,推动各地抓好许可审批,加强监督检查。
5、下一步工业互联网平台工作有哪些具体考虑?
未来,我们将从“建平台、用平台、筑生态”三方面共同推进,加快工业互联网平台体系化升级。
一是“建平台”,构建“综合型+特色型+专业型”工业互联网平台体系。滚动遴选跨行业跨领域综合型工业互联网平台,建立动态评价机制,打造3-5个具有国际影响力的工业互联网平台,深化工业资源要素集聚,加速生产方式和产业形态创新变革。建设面向重点行业和区域的特色型工业互联网平台,推动行业知识经验在平台沉淀集聚,推动平台在“块状经济”产业集聚区落地。发展面向特定技术领域的专业型工业互联网平台。推动前沿技术与工业机理模型融合创新,支撑构建新型制造体系。
二是“用平台”,加快工业设备和业务系统上云上平台。制定工业设备上云实施指南、工业设备数据字典,推动行业龙头企业核心业务系统云化改造,带动产业链上下游企业业务系统云端迁移。鼓励地方政府通过创新券、服务券等形式降低上云门槛和成本、扩大上云范围,创新“挖掘机指数”“空压机指数”等新型经济运行指标。
三是“筑生态”,持续提升平台应用服务水平。围绕“平台+产品”“平台+模式”“平台+行业/区域”等领域打造一批创新解决方案,加快系统解决方案供应商培育。编制完善工业互联网平台监测评价指标体系,支持建设平台数据监测与运行分析系统,开展平台基础能力、运营服务、产业支撑等运行数据的自动化采集。
6、如何进一步发挥数据在工业互联网创新发展中的重要作用?
数据是平台应用的关键资源,为推动数据汇聚、流转、分析、应用,我们将开展“数据汇聚赋能行动”,主要围绕四方面开展有关工作,综合构建数据驱动新生态。
一是打造数据汇聚的载体,推动工业互联网大数据中心建设。提升数据统筹汇聚能力的同时推动数据高效分级分类,完善国家级中心建设,围绕重点行业建设分中心,针对中小微企业需求搭建个性化公共服务平台,聚焦核心区域建设大数据区域分中心,大幅提升数据汇聚能力、丰富数据资源池,建设数据灾备中心,保障国家网络信息安全。通过研究数据权属确定、价值评估、资源交换、效益共享等机制与接口标准规范,打通国家中心、分中心之间数据链条,健全工业互联网大数据中心数据流通机制。
二是提升数据价值挖掘能力,打造大数据中心综合服务体系。一方面,针对政府监管施政需求,重点打造工业经济和产业运行监测指挥、应急事件预警协调等服务能力,支撑政府提升管理水平。另一方面,针对行业发展需求,打造数据管理能力提升、工业资源共享、解决方案推广、设备与业务系统上云、产融合作、供需对接等服务能力。
三是促进数据流动,推动平台间数据互联互通。建立标准机制,推动平台间数据字典互认,建设统一的工业数据、算法模型、微服务等调用接口。加强平台间合作,联合开展重点问题攻关,实现优势互补,通过统一接口规范,推动机理模型和工业APP的跨平台调用与订阅。
四是推动数据知识共享,培育和推广高质量工业APP。对于共性工业经验知识,打造基础共性工业APP和可适性工业APP;对于行业工业知识,打造高价值、易推广的行业通用工业APP;对于特定领域、特定场景的独特工业经验知识,培育企业专用工业APP。通过构建工业智能解决方案、开源社区、开发者社区、工业APP商店等举措,促进工业APP交易流转。
7、未来将采取哪些措施推动工业互联网应用创新?
工业互联网融合应用不同于互联网创新应用,工业互联网的主战场在实体经济,特别是工业领域,面向工业、立足工业、服务工业。这要求工业互联网必须与各行业各领域技术、知识、经验、痛点紧密结合,多元性、专业性、复杂性高,这决定了推动工业互联网融合应用需要持续发力,久久为功,重点加强三个方面的工作。
第一,推动形成各方积极参与的团体赛模式。工业互联网是涉及设施建设、融合应用、技术创新、产业生态和安全保障的融合性、系统性工程,企业不能单打独斗。要充分调动工业企业、基础电信企业、工业软件企业、工业控制企业、设备制造企业、解决方案提供商等各方积极性,推动形成主体多元、协同创新的产业生态和“团体赛”模式。进一步发挥工业互联网专项工作组协调机制作用,形成跨部门、跨领域、跨行业合力,完善政策体系和推进措施。鼓励各地工业和信息化主管部门、通信管理局加强协同,形成推动合力。
第二,突出工业细分场景特点。工业互联网面向千行百业,可以说是一米的宽度、五十到一百米的深度,需要与各行业的生产实践、行业特性、知识经验紧密结合,不断突破行业技术壁垒和数据共享障碍。我们将进一步深化工业互联网在各细分领域的应用创新,探索符合行业发展实际需求的智能化制造、网络化协同、规模化定制、服务化延伸、数字化管理等新模式,加强5G和工业互联网的融合应用。我们鼓励“跨行业、跨领域”平台的发展,更强调培育聚焦行业特点的专业型、特色型平台,实现精耕细作,产生实效。
第三,推动产业数字化,带动数字产业化。通过发展工业互联网,促进数字经济进一步壮大,不断形成先进生产力,推动工业化与信息化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展。一方面,发挥新一代信息技术优势,打造工业全要素、全产业链、全价值链互联互通的新型基础设施、新型应用模式和全新产业生态,激发数据要素作用,促进制造业数字化、网络化、智能化升级。另一方面,为5G、云计算、边缘计算、人工智能等新一代信息通信技术落地开辟更广阔空间,并带动自动化、软件、网络等产业实现高端化突破,不断培育壮大新技术新产业。
8、开展工业互联网安全工作的总体思路和主要内容是什么?
安全是工业互联网高质量发展的重要前提和保障。近年来,我部会同相关部门大力推进工业互联网安全保障体系建设,政府指导、企业主责的安全管理制度初步形成,可感可知的安全技术监测服务体系初步构建,安全产品和服务供给不断增强、监测预警、信息共享、通报处置闭环工作机制初步建立,工业互联网安全相关工作取得阶段性进展。
随着我国工业互联网发展进入新阶段,设备联网、企业上云等情况日益增多,安全风险随之加剧,对网络安全工作提出更高要求。与此同时,工业互联网安全仍面临着工业企业网络安全意识不高、技术防护能力不足、安全监测能力不强、网络安全产业支撑不够等问题。
行动计划坚持问题导向和目标导向,强化前瞻性、创新性、落地性,明确了以落实企业主体责任为导向、以加强安全供给为重点、以培育安全产业为支撑、以强化技术监测服务能力为抓手的工作思路,力争切实建立起制度更加健全、技术更加先进、政企更加协同的安全保障体系。
行动计划安全部分主要包括以下四方面工作。一是落实企业主体责任,实施分类分级管理。针对重要行业的重点企业,实施网络安全分类分级管理制度,明确不同类型企业安全基线要求,进一步推动企业主体责任落实。二是强化产业协同,推进供给侧加快创新。围绕工业互联网产品内嵌安全、企业上云安全等迫切需求,从网络安全技术、安全产品、安全服务等方面引导创新加速,加大安全公共服务能力建设,丰富安全解决方案有效供给。三是加强示范引领,促进安全产业发展壮大。着眼构建网络安全产业良性发展生态体系,优化国家网络安全产业园区布局,培育安全龙头企业和特色企业,开展试点示范,进一步促进安全产业发展壮大。四是坚持专项带动,提升安全技术监测服务能力。进一步提升企业自身防护、区域监测保障、国家协调服务三方面能力,打造多方联动、运行高效的安全技术监测服务体系。
9、《三年行动计划》中提出实施工业互联网企业网络安全分类分级管理制度,具体内容和下一步安排分别是什么?
目前我国联网工业企业数量众多,涉及行业众多,存在信息化发展程度不一、承载业务类型相异、所属行业安全保护规律差异化明显等特点,难以采取“一刀切”的网络安全管理模式。2019年我部与国资委等十部门联合印发的《加强工业互联网安全工作指导意见》明确提出要对工业互联网企业实施网络安全分类分级管理,集中力量指导重要行业、重点企业建立安全防护能力,提升安全防护水平。开展分类分级管理,一是进一步贯彻指导意见有关要求,督促企业落实主体责任,健全完善部门协同、政府指导、企业主责的网络安全管理体系;二是指导地方主管部门形成工业互联网企业清单,建立健全定级核查、信息通报、监测预警、安全检查等机制,集中力量指导管理重点企业;三是通过标准规范引领推动企业贯标达标,促进工业互联网企业网络安全防护能力提升。
分类分级管理着力打造“1+4”的制度体系。1项《工业互联网企业网络安全分类分级管理指南》,明确将工业互联网企业分为联网工业企业、平台企业、标识解析企业等三类,结合企业所属行业的重要性、企业规模、应用工业互联网程度、网络安全风险程度等因素,将企业分成三个级别,同时明确定级流程和安全管理、支持保障等方面的要求。4项《工业互联网企业网络安全分类分级防护规范》,针对联网工业企业、平台企业、标识解析企业以及工业互联网数据四类对象,分别明确防护要点和不同级别的网络安全防护要求。
今年1月13日,我部印发《开展工业互联网企业网络安全分类分级管理试点工作的通知》,启动部署分类分级试点工作。结合各地工业互联网发展实际,目前选定上海、江苏、广东等15个省(区、市)232家重点工业行业的重点企业参与试点。试点工作由各省工业和信息化主管部门与通信管理局共同组织实施,包括自主定级、定级核查、落实安全要求、试点工作总结四个阶段,计划今年10月底前完成试点工作。通过试点进一步完善《管理指南》,提升《安全规范》的科学性、有效性和指导性,形成可复制可推广的安全管理模式。
杨善林院士:面向工业互联网的智能制造
中国工程院院士杨善林
习近平总书记在今年第19次院士大会上说到:世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期,我们要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机,以信息化、智能化为杠杆,培育新动能。
工业互联网应运而生。工业互联网准确地说不是简单的互联网+工业,不是简单的互联网+,它有自身特定的核心技术。工业互联网是指通过相关的工业信息标准和互联网,把分布在各地的多层次制造资源和创新资源相互连接起来,再通过数据感知、数据分析和智能计算实现物理系统与虚拟系统的融合,从而形成机机互联、人机互联,且无缝对接的制造产业体系。工业互联网拓展了智能制造的深度和广度,为智能制造环境下的技术创新、制造模式创新和商业模式创新提供了坚实的技术基础。
在面向工业互联网的智能制造工程领域,有很多关键的科学技术问题。如果把这些科学技术问题研究透了,有成果了,再通过APP加以推广,将是一条非常好的信息化、工业化的道路。
工业互联网的技术标准体系。面向工业互联网的智能制造不仅需要单项技术或装备的突破与应用,更需要建立跨行业、跨领域的工业互联网平台架构与技术标准体系,解决智能制造的数据集成、互联互通等基础瓶颈问题,从而满足不同行业的智能制造需求,掌握智能制造的技术发展主动权和话语权。也就是工业互联网本身需要寻找适合工业领域应用的技术标准体系,这是现在的互联网经济没有的。
面向工业互联网的技术创新体系。工业互联网打通企业边界,主体企业、参与企业、数据资源和边界资源通过跨界协作实现协同研发、协同制造、用户参与设计,引发了产业价值链、产品系统构造、生产方式、制造资源组织方式、服务模式的重大变革,进而对工业企业的技术创新体系提出了重要挑战。有了工业互联网,企业本身的技术创新体系应该发生变革。
面向工业互联网的制造模式创新体系。制造模式也会发生变革,基于工业互联网平台,建立全程透明的信息服务,实现用户需求与制造全流程的无缝对接。通过精准高效的柔性生产、用户驱动的产品迭代,从以企业为中心的大规模制造向以用户为中心的大规模定制模式转变,实现整个制造价值链的升级。
面向工业互联网的商业模式创新体系。面向工业互联网,以众创、众包、众智、众筹、协同创新和服务创新等形式进行商业模式创新,构建以消费者为中心,以个性化营销、柔性化生产和精准化服务为主要特征的线上线下结合的产品服务体系,从而进一步拓展企业线上平台支撑和线下服务的商业链条,整个的商业模式需要重新构建。
面向工业互联网的制造服务创新体系。以实现产品服务化和制造过程服务化为目标的制造服务价值网络具有制造与服务跨界融合关联、增值机理复杂多样、业务协同动态多边等特征。围绕制造企业主导的制造服务价值网络,有很多科学技术问题需要解决。例如制造与服务融合的价值网络重构技术、制造服务价值网络运行控制技术、基于故障诊断与质量改进的服务全生命周期闭环质量控制技术。
面向工业互联网的产业体系形成及其演进。在工业互联网环境下,参与产品全生命周期的制造主体,不仅包括制造商和供应商,还包括平台提供商、软件提供商等。制造单元从传统的以企业为主体向以多层次制造资源为主体转变。制造主体和单元通过复杂交互形成新型的产业生态体系,呈现出迭代递增、阶梯演进的特点,新的产业体系、新的产业生态正在形成过程中。将来的产业分类不是一产、二产、三产,而是A产、B产、C产等方式。
信息技术的发展与代际变迁
新一代信息技术不仅仅是芯片技术,还包括网络技术、数据挖掘、人工智能、虚拟现实等一系列单一信息技术自身的纵向升级,更主要的是信息技术与产业的融合,从而推动以信息服务平台为特征的整体代际变迁。
从这个角度看,最早的第一代是服务平台,大型机、中型机包括一些终端;第二代是个人计算机和网络连接;第三代是物联网、云计算、大数据、移动互联网及其应用,这是更高组织的集中,从集中到分布再到集中。
下一代信息技术就是经过当前互联网之后的人工智能信息技术,它对经济社会的影响边界暂时还看不到,还早得很,但也正是在这个过程中不断孕育。下一代信息技术最核心的发展动力是经济社会和发展的需求,我们虽然不能准确地描绘它,但其发展特征是能看得出来的。
一是系统技术的纵深化与融合化相互促进。一方面,信息技术自身作为一个技术领域,其关键技术如芯片技术、网络技术等沿着纵深方向不断发展,越来越智能;另一方面,信息技术与产业发展加速融合,产业发展不断对信息技术提出新的要求,二者融合,互相促进,体现融合式发展。
二是信息处理的泛在化与云集化协同发展。一方面,信息技术发展的初期,信息处理在分散的服务器上进行,而随着云计算和虚拟化技术的快速发展,信息处理呈现集中化趋势;另一方面,云计算和数据中心技术日益成熟,不同行业和企业纷纷建立自己的云计算中心和数据中心,这又表现为更高层次的信息处理泛在化。
三是信息服务的个性化与共性化辩证统一。随着经济社会的不断发展,人们对信息服务的需求日益多样化和个性化,信息技术的不断发展则满足着人们个性化的服务需求。然而当个性化发展到一定程度,差异性逐渐成为普遍性,信息服务呈现越来越多的新的共性特征。大量的个性发展当中,有共性特征,谁能发现共性特征,就能够创造一个伟大的企业。
信息系统技术的纵深化和融合化、信息处理技术的泛在化和云集化、信息服务技术的个性化和共性化都是对立统一的,质量互变的,从而在整体上呈现出否定之肯定,肯定之否定的发展过程。
高端装备智能制造与传统制造的核心区别
高端装备是指技术含量高、资金投入大、涉及学科多、服役寿命长,其研发与制造一般须要组织跨部门、跨行业、跨地区的力量才能完成的一类技术装备。比如高端机床、航天装备、高速动车组、智能网联汽车、高端成形装备都是高端装备。
互联网、云计算、大数据、人工智能为主要内容的新一代信息技术的发展,深刻影响着高端装备智能制造,正在形成以资源全球化和制造过程协同化为主要特征的全新产业生态和制造模式。
人类向信息社会不断迈进,但高端装备制造作为国家战略基石的地位从未动摇。我国作为装备制造业大国,如何抓住新一代信息技术带来的发展机遇,铸就大国重器,在装备制造智能化的浪潮中取得国际话语权,事关国家经济安全和国防安全,必须有所作为。
从制造资源组织方式变革来看,传统制造过程中,资源的组织是局部的制造资源,企业之间的交流主要是通过供应链系统,产品的代际变迁比较缓慢,整体的生态系统相对稳定;而在互联网等新一代信息技术环境下,高端装备智能制造的资源组织是全球化的,全球制造资源跨业务主体、跨行业边界、跨产品周期进行组织,整个系统复杂多变。
从制造全过程管理变革来看,传统制造业的管理主要是层级化的,企业管理过程中或者企业生产运动过程中,涉及的主要数据来自企业内部,其优化也是逐步的企业内部的优化,或者说,一个系列的优化;而在新一代信息技术环境下,企业管理是跨层级的网络化管理,企业管理本身所需要的数据,既有企业内部数据,还有社会网络的数据,以及智能网联产品在运行过程中所生成的数据,使得整个制造过程可以进行全程的优化。
从工程管理服务化模式变革来看,在传统制造模式下,服务化主要是以企业为协作主体,重视企业内部的信息交换,服务仅仅是作为产品的附加值,产品卖出去要做好售后服务,供应上的管理和企业协同等是企业服务化过程中的重要内容;而在新一代信息技术环境下,服务不仅以企业为主体,而且以获取利润为主体,工厂、车间,甚至某一个车间的装备,都可以作为制造资源来进行全球化合作,更重视信息交互的标准,服务贯穿全过程,不仅是售后服务,开发阶段靠服务,产品制造阶段靠服务,产品服役期间更靠服务,所以服务的协同成为企业的主要内容。
从信息服务来看,传统的信息服务主要是覆盖企业内部制造过程多系统的一个集成架构,主要的决策方法是以数理统计为主的模型化决策分析方法,所以企业知识积累相对缓慢;而在新一代信息技术环境下,企业信息系统的架构往往是基于云端的信息系统架构,把企业放到云上,基于大数据的智能决策方法大大扩展了数据统计的决策方法,在这种环境下,知识的积累速度加快,知识来源更加广泛,知识处理更加便捷,知识推送更加精准。
工业互联网平台赋能制造业转型 助力产业智能化与绿色发展
我国制造业高级化发展与新一轮科技革命交汇融合,催生出了旨在促进制造业转型升级的工业互联网发展新模式新抓手。工业互联网作为制造业数字化转型的有效载体,加快推动工业互联网平台走向成熟和完善,赋能制造业数字化转型,是大势所趋,更大有可为。 工业互联网发展迈向新征程 互联网创新发展与新工业革命正处于历史交汇期,工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石,对工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。 (一)推动制造业数字化转型已是国际共识。工业互联网发展与数字化转型的国际竞争日趋激烈,各国将制造业数字化转型作为抢占新一轮发展制高点、把握时代主动权的关键抓手。美国凭借在云计算、人工智能、芯片、智能传感器等方面的优势,以通用电气等龙头制造公司为牵引,加快与先进制造业深度融合,致力于在数字化转型过程中保持产业领导地位。欧盟于2013年启动工业4.0战略,将推进工业数字化作为掌握全球科技竞争主动权的重要抓手,今年出台的“2030数字罗盘”计划更是提出,到2030年四分之三的欧盟制造业企业应使用云计算服务、大数据和人工智能,90%以上的中小企业应至少达到基本的数字化水平。日本于2016年开始定向谋划推动互联工业,聚焦人工智能、数字人才和数据流通等领域发展,以优势突破撬动制造业数字化转型。 (二)我国工业互联网发展迈上新台阶。我国工业互联网与发达国家基本同步启动,已逐步形成数字化转型新态势。一是保障机制日益完善。在国家制造强国建设领导小组下设立了工业互联网专项工作组,统筹协调各方面力量,密集发布了一系列相关政策文件,为工业互联网创新发展提供了指引。二是财政资金引导作用明显。近四年来,工业互联网创新发展工程累计带动相关投资近700亿元,培育了一大批公共服务平台及系统解决方案供应商。三是央地协同新格局基本形成。央地联动培育打造了28个跨行业、跨领域的综合性平台,培育了30万个以上面向特定行业、特定场景的工业APP,全面覆盖研发设计、生产制造、运营维护和经营管理等关键制造环节重点需求。 (三)我国发展工业互联网优势明显。区别于美、德等国将大型企业作为工业互联网平台的主要用户,我国以中小企业作为数字化转型主战场,通过大企业赋能中小企业,拥有更为广阔的市场需求、商业模式和应用场景。在大企业平台向中小企业赋能过程中,标准化、模块化和知识经验软件化将极大降低中小企业获取成熟方案、路径和知识经验的门槛和成本,有利于形成覆盖全要素、各行业环节的互联网生态。 工业互联网开创制造业数字化转型新路径 工业互联网平台承载数据汇聚、信息交互、产品服务交易和价值共创的功能,当其在各行各业呈现规模化应用时,能够发展成为产业链的“新链主”,它的企业生态核心资产属性也必然强化。 (一)人力替代需求是工业互联网发展的重要驱动力。我国面临劳动力成本上升带来持续的人力替代需求。人社部、工业和信息化部发布的《制造业人才发展规划指南》显示:中国制造业10大重点领域2020年的人才缺口超过1900万人,2025年这个数字将接近3000万人,缺口率高达48%。未来通过工业互联网等技术助力劳动力的经济性不断提升,建设工业互联网平台、企业数智化转型升级的驱动力将越发增强。 (二)工业互联网平台是产业集群和产业链乃至国家实力竞争的关键载体。随着产业分工发展,产业集群和产业链中的生产企业逐渐衍生出一些共同的生产和发展需求,进而衍化出平台型企业,专门为生产型企业提供公共服务,提升生产型企业轻资产运行水平,促使生产型企业专注生产核心和关键环节运营,并不必为配套的产业链环节而分散专注力。显著的市场竞争虽然发生在生产型企业之间,但其背后的竞争对象却是产业链协同的企业群体,工业互联网平台是这个企业群体协同的一种有效工具模式。通过平台型企业的重资产高效利用,可以显著降低每个搭载其上的生产型企业的固定成本。有平台依托且平台效率越高,企业群体的竞争力越强。从深层次看,产业集群、产业链乃至国家实力的比拼并不是单个优秀企业的比拼,而是企业群体和平台的竞争。 (三)工业互联网将重塑实体经济格局,乃至改变产业社会生产关系。工业互联网平台经济将打破旧有的研发设计、生产制造、运营管理、经营决策方式,改变技术、生产资料分配格局,将对企业经营、商业模式、产业链布局产生一系列影响,促进构建分布式制造体系,提高专业人才协同效率,加速重构产业新格局,甚至重新洗牌区域经济,进而引发社会生产关系改革。传统制造业与数字新技术深度融合,是换道超车的绝佳路径。 工业互联网锻造产业智能化绿色化发展新引擎 《“十四五”智能制造发展规划》要求构建知识驱动、动态优化、绿色低碳的智能制造系统。工业互联网将作为核心方法论和新型基础设施,连接人机料法环各生产要素,推动智能生产和管理创新,为制造业智能化升级、节能减排改造等典型场景落地应用提供技术保障。 (一)工业互联网是实现制造业智能化的制胜先机。工业互联网融合应用形成了网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理、平台化设计等智能制造的新模式应用,为工业现场全要素环节的动态感知、互联互通、数据集成和智能管控提供工具和平台基础,是制造业企业提质、增效、降本、安全发展的重要依托。 (二)工业互联网是实现制造业绿色发展有效手段。制造业能耗历来是能源消耗的主阵地之一,也是实践绿色发展的最佳试验田。为推动实现“3060”双碳目标,在产业集群、区域推动工业互联网建设和运行,提高产业数字化,是快速实现降低碳排放的绿色经济方法。通过工业互联网平台推动产业数字化,构建碳达峰、碳中和产业体系,必将进行全产业链碳中和改造,将重构整个制造业,开创新的绿色发展模式。 下一步工作建议 (一)加速培育工业互联网生态圈。构建以产业平台型企业为主导的生态圈,集众智、聚众力打造数字化转型的生态组织,串接企业群体,引导专业和行业的技术企业充分融合释放制造+互联网的能力,完善人才培养和投融资政策机制,提升产业集聚程度、资源匹配程度、上下游协同程度,加速效率变革,增强区域产业链供应链的黏性和稳定性,提升区域实体经济的抗风险能力和竞争力。 (二)规范工业数据治理体系。制造业数字化转型新关口已经到来,但以工业互联网打通产业流通环节尚面临极大挑战,究其原因在于数据资源的公共属性难以界定、难以共享其利益。另一方面,数据的价值在于流通交易,数据要素流通交易相关方的各方权责需要进一步厘清,尤其是要强化对平台企业的监管,提升公众对数据要素资产化的意识。 (三)重视工业软件等普及成本和用户体验。工业互联网平台、数字化转型产品或方案的应用是一项较高成本、长期投入的工作,必须关注大中小企业的不同需求和可负担能力,注重产品或方案标准化、模块化、组件化、低成本策略,支持工业技术软件化赋能,降低先进工艺技术、产品方案推广普及成本。同时保障企业通过数字化转型获得减负、激发动能,提升体验感和获得感。(中国电子产品可靠性与环境试验研究所所长陈立辉)
中兴通讯5G工业互联网,赋能智能制造
2019年11月,工业和信息化部办公厅印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》,推动“5G+工业互联网”融合创新发展。两年多来,在产业各方共同努力下,“5G+工业互联网”在建项目已覆盖20余个国民经济重要行业,在实体经济转型升级进程中发挥了重要作用。
5G+工业互联网需求
工业互联网(IndustrialInternet)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、全价值链的制造和服务体系,为工业数字化、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。
目前中国已经建成全球商用规模最大的5G网络,中国的互联网和工业互联网建设也进入快车道。对于工业的各种差异化场景,传统面向ToC的公网核心网难以满足行业对5G提出的多样性需求。
-确定性网络(TSN):传统ToC网络只能做到尽力而为,对于时延和抖动无法保障。TSN网络允许周期性与非周期性数据在同一网络中传输,使得标准以太网具有确定性传输的优势,用于解决网络延时与抖动的问题,保证工业互联网的网络质量。随着TSN技术的发展与规模应用,工业互联网中越来越多的场景需要使用到无线技术,5GTSN的需求越来越强烈。
-5GLAN:在当前的行业和工业网络中,设备面临着线缆移动性限制、光纤铺设成本高、Wi-Fi覆盖安全性差、移动性不足等问题。而在传统的无线专网业务中,行业用户仅能获得IP类型接入链路,不能获得常用的Ethernet类型链路,且链路可配置能力差,应用模式固化,这些问题阻碍了企业无线专网的规模和灵活性。
-超低时延、超高可靠(URLLC):对于一些特殊场景,比如自动驾驶、远程控制、远程医疗、VR/AR等,要求这些智能设备间实现“密切协同”以及“无碰撞作业”,需要以无线方式,低时延、高可靠地进行实时数据交换,以大幅提升效率、安全运营。
中兴通讯工业互联网解决方案
面对智能制造、矿山、电力、钢铁、冶金、港口、交通等不同场景,各行各业都有自身的痛点与难点,差异化的需求推动行ToB核心网的定制化发展。2020—2021年,中兴通讯专网主要满足行业用户的5G基础连接,轻量化部署,低成本建网;2022年开始,中兴通讯专网开始致力于5G深度融入行业核心业务。
对于智能制造,中兴通讯专网提供超高可靠、超低时延的确定性网络,将URLLC与TSN相结合。一方面提供基于双连接的端到端冗余用户平面路径,另一方面提供支持N3/N9接口的冗余传输,保障制造业中各设备的高可靠运行。同时利用URLLC的超低时延技术与TSN的确定性网络,保证网络中数据的实时传输。
对于矿山场景,中兴通讯专网提供4G/5G融合专网,同时提供语音功能,利旧老矿区4G网络设备与终端。由于矿区设备经常移动,井下工作环境恶劣,经常导致网络中断。专网提供井上井下数据互通,并通独立运行;实现4G/5G网络互通、井上井下语音互通,并能对接第三方语音调度系统。
对于电力行业,中兴通讯专网提供差异化网络,保障不同场景的业务需求。电力行业不同业务存在差异,专网针对不同业务提供不同切片与QoS质量保障,对于DTU差动保护场景,专网提供TSN业务,保证周期性检测报文实时到达;对于电力检测场景,专网提供组播通信业务,节省上行带宽,对于野外场景,提供5GLAN业务,节省光缆铺设成本。
对于其他场景,中兴通讯专网也都根据不同行业的痛点与难点,提供不同解决方案。服务并融入行业是中兴通讯5G赋能千行百业的解决之道。
中兴通讯专网运维
针对行业客户的网络维护需求,中兴通讯专网推出了多种功能强大的运维工具。
在传统ToC网络中,通常只有运营商关注网络指标,用户只关注语音与数据业务体验。而在ToB网络中,不仅运营商关注,行业用户也同样关注网络指标,尤其工业互联网中,用户更关心终端的运行状态、运行指标等,这些是传统EMS无法监测的。中兴通迅专网针对这些客户的需求,推出了企业运维门户iDOS系统,对接企业自有系统,可以在展示网络KPI的同时,展现用户KQI(关键质量指标),让用户真正了解自己的设备与网络运行状态,实现自运维、自管理。
当前5G网络中网元越来越多,网络越来越复杂,中兴通迅专网推出了UMER88专业网管,将无线、核心网等设备集中管理,提供端到端的统一运维,并开发多种功能强大的运维工具,能够智能定界定位,快速恢复故障。
中兴通讯5G工业互联网合作实践
中兴通讯积极与各行各业合作,推动行业龙头企业打造高技术高5G含量的工业互联网。
在南京,中兴通讯南京滨江工厂采用5G制造5G,通过5G网络将车间生产设备参数接入工业互联网平台,同时采用5G边缘计算、自动视觉检测、AR、云化PLC等技术,在生产调度环节实现端到端可视化、低延时、智能化;原材料入库到成品出库实现物流智能仓储与配送;生产车间实现生产状态自动感知、生产数据自动收集、产品数据实时分析、常规状态自主决策、3D(危险、脏污、枯燥)工序自动化执行;在BBU、AAU生产环节,降低生产所需工人数量,产品质量得到提升,提高生产效率,降低生产成本与运营成本,实现黑灯工厂。
在深圳,三一重工与中兴通讯签署了战略合作协议,将在北京、长沙共同建设先行5G应用试点,共同探索5G技术与工业领域的深度融合。合作将助推国内制造业转型升级,推动“一带一路”建设,打造“智能制造”示范典型。双方约定,以三一重工北京和长沙产业园区为试点,进行5G网络和5G业务示范建设,共同研究探索基于5G的业务应用场景,针对工业场所加快5G新应用的研发和商业化进程。此外,双方还将在5GAR、5G实时工业控制、5G云化AGV、5G远程操控及无人驾驶、5G高精度定位和5G园区无人安防等方面,共同加快工业5G样板落地。
在浙江,中兴通讯携手中国电信浙江公司助力中控集团开通全国首个5G独立组网(SA)站点,并将“5G切片+边缘计算+智能制造”在浙江成功试商用,助力企业打造5G智慧新工厂。浙江电信、中兴通讯、中控集团结合各自资源优势,创新性地开发出“5G切片+边缘计算+智能制造”综合方案。该方案通过切片商城、无线切片感知、端到端切片安全隔离、切片动态迁移、切片的UPF下沉和UPF分流等关键技术,实现机器视觉切片的快速部署和视频流的快速回传。通过切片保障的视频流,减少视频数据传输的时延、抖动和丢包率,保障了视频传输的带宽和质量,从而提高了视频分析结果的准确度和实时性。
《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》提出5G+工业互联网目标,计划到2023年在10个重点行业打造30个5G全连接工厂。中兴通讯为我国3年打造30个5G全连接工厂的行动计划开了个好头。我们相信在整个产业链共同努力下,5G全连接工厂将在未来3年全国各地开花,促进我国工业互联网创新进入新的发展阶段。
圆桌|5G+工业互联网的应用:智能制造、生物医药等转型升级
武汉中国光谷科技会展中心拍摄的“5G+工业互联网成果展”现场(2021年11月20日摄)。新华社资料图
近年来,我国逐步探索形成了政府规划引导、地方务实推动、产业联动发展的“中国模式”,推动我国“5G+工业互联网”创新发展进入快车道、实现新突破、取得新成效。
11月20日,2022中国5G+工业互联网大会在湖北武汉开幕,工业和信息化部党组成员、副部长张云明在开幕式致辞中表示,我国“5G+工业互联网”创新发展进入快车道,已建成全球规模最大、技术领先的5G独立组网网络,5G基站数量超过222万个,占全球60%以上,全国所有地级市和县城城区均已实现5G网络覆盖,用户数量超过5.2亿户。5G加速向医疗、交通、教育等各行业各领域推广,带动人工智能、AR/VR、8K显示等新技术日益成熟,带动车联网等新业态蓬勃发展。
5G+工业互联网究竟如何带动行业发展?在2022中国5G+工业互联网大会多个分论坛上,专家学者们分享了5G+工业互联网在智能制造、生物医药、降碳减污等领域的应用与发展。
赋能智能制造创新发展
在20日的“新发展格局下的工业数字化转型论坛”上,中国工程院院士周济指出,加快5G+工业互联网创新发展具有重大的现实意义和深远的战略意义,5G+工业互联网将从产品创新、生产技术创新等方面赋能智能制造创新发展。
周济认为,对于智能制造来说,没有强大的5G和工业互联网,就没有真正的大数据,就没有新一代人工智能和新一代智能制造。所以,5G+工业互联网是推进智能制造的关键支撑。
制造业创新的内涵包括产品创新、生产技术创新、产业模式创新和制造系统集成创新,在这四个层面上,数字化、网络化、智能化都是制造业创新的主要途径。
“5G+工业互联网是智能产品创新的关键支撑。”周济表示,产品是制造的主要载体和价值创造的核心。可以预见,5G+工业互联网、新一代智能技术将为产品和装备的创新开拓更为广阔的天地。到2035年,我国各种产品和装备都要从数字一代发展成为智能网联一代,升级成为智能网联产品和装备。
智能生产创新方面,5G+工业互联网是智能工厂的主要支撑。5G+工业互联网以及新一代人工智能技术对生产制造的赋能,将使得装备、产线、车间、工厂发生革命性的大变革。企业生产能力的技术改造和智能升级,不仅能解决一线劳动力短缺和人力成本攀升的问题,更能从根本上提高制造业的质量、效率和企业竞争力。
在产业模式创新方面, 数字化、网络化、智能化技术推进了先进制造业和现代服务业深入融合,催生制造业产业模式和产业形态的根本转变,实现从以产品为中心向以用户为中心的根本转变。另外,5G+工业互联网还是智能集成制造系统创新的关键支撑,可以实现智能制造的纵向和横向集成,以及智能制造端到端集成。集成制造系统正在全面应用5G+工业互联网和新一代人工智能技术,向着新一代智能制造系统进军。
加快推动工业互联网与生物医药的融合发展
在“工业互联网+生物医药论坛”上,国家卫生健康委规划发展与信息化司司长毛群安指出,5G+工业互联网正在助力生物医药产业的加速数字化、网络化、智能化转型;要加快推动工业互联网与生物医药融合发展,培育和壮大卫生健康领域的新业态,引导我国更多的生物医药企业参与国际竞争。
毛群安指出,5G+工业互联网正在助力生物医药产业的加速数字化、网络化、智能化转型,催生产业深度融合的新业态、新模式,为进一步激发企业活力,培育壮大创新主体创造了有利条件。
毛群安建议,要加快推动工业互联网与生物医药的融合发展。鼓励信息技术和生物医药机构的深化合作,加强跨地区、跨行业技术交流与产业合作,培育和壮大卫生健康领域的新业态,着力提升产业链、供应链的韧性和安全水平。
同时,要重视生物医药产业标准化制定工作,加快推进工业互联网+生物医药产业高质量发展的标准体系,提升产业标准化水平,培养中国标准向国际标准转化,引导我国更多的生物医药企业参与国际竞争。
另外,还要加强医工医信的培养,共同探索医工交叉、医信融合人才培养的新模式,推动强化医工医信协同,为赋能生物医药产业发展提供高素质的后备人才队伍。
数字化转型是降碳减污、扩绿增长的重要抓手
11月21日,在“5G+双碳分论坛”上,中国科学院院士、中国地质大学(武汉)校长王焰新表示,当今世界正面临百年未有之大变局,“碳中和”与数字经济是其中两大变量。根据中科院相关研究,我国碳排放需要从2030年的100亿吨骤减至2060年的25亿吨,这将引发能源、工业、交通、建筑等众多领域的结构性改变,需要百万亿级的新增投资,还需要推动千万亿级的存量资产从高碳向低碳安全转型。碳中和还将彻底改变居民的消费习惯和消费结构,形成绿色低碳生活的新风尚。与此同时,在新发展理念的引领下,创新驱动、数字经济、绿色低碳转型已经成为推动我们国家经济转型的新引擎。预计到2030年,数字经济体量有望突破百万亿大关。
“我们已经进入一个新时期,也就是碳中和与数字经济并驾齐驱的新时期,数字技术将赋能行业绿色低碳发展,数字经济将驱动低碳转型,碳中和与数字经济都将对现有产业进行重新发明和重新创造,并开始交叉融合,成为推动我国经济社会高质量发展的新动力。”王焰新称。
王焰新表示,数字经济会产生显著的碳排放,需要减排:“千万不要认为数字经济是低碳的,数字经济基础设施的建设,如5G基站、超级计算机、芯片等都会产生碳排放。数字中心的运行也非常耗电,据估算,2020年中国数字经济碳排放总量为6.2亿吨,占全国碳排放总量的6.31%,预计到2030年这个比例将达到11.6%。其次,数字经济会推动传统经济转型升级,提质增效过程中降低其他行业的碳排放。”
数字经济包括区块链、交互技术、3D数字引擎、人工智能、网络运行技术和物联网技术等等。王焰新认为,这些技术不仅构筑起虚拟的数字世界,也将影响实体经济的运行。从数字经济与碳中和协同发展来看,有这么几个方面:
一是生产数字化以后流程再造大幅度提高了原材料的利用效率,降低了能耗。二是大幅降低了交易费用,减少了不必要的活动和生产。三是提升了治理效率和金融效率,数字城市与数字工厂的普遍建设,将让治理更加透明,让绿色金融、碳金融发挥更好的引导和服务实体经济的功能。
王焰新表示,碳中和会加速数字经济与实体经济的融合发展,不断出现5G+工业、5G+碳汇、5G+碳普惠、5G+能源等等。
在工业领域,日益增长的双碳压力将迫使传统行业转型升级,数字化转型是降碳减污、扩绿增长的重要抓手,比如排放最多的火电、水泥、钢铁等部门,数字化转型将显著提升燃料的综合效益,提高设备效率,降低设备的漏损,优化管理体系。随着全国碳市场覆盖面的扩大,碳价的提升,越来越多的企业将有更强的意愿建立数字化工厂,建设智慧能源和碳排放管理系统,让更多的传统实体经济与数字经济深度融合。