邵安林院士：营造工业互联网生态赋能行业转型发展 | 工业互联网迈向新征程

发布于：2022/8/5 11:00:20 | 1546 次阅读

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《国务院关于深化“互联网﹢先进制造业”发展工业互联网的指导意见》（以下简称《指导意见》）正式印发，成为我国工业互联网发展的纲领性文件，为开创我国工业互联网发展新局面指明了方向。近五年来，我国工业互联网发展蹄疾步稳，成为加快制造业数字化转型和支撑经济高质量发展的重要力量。为进一步深入推进《指导意见》，《中国电子报》联合工业互联网平台创新合作中心推出“工业互联网迈向新征程”专栏，邀请政府领导、专家学者、平台企业代表回顾我国工业互联网发展历程、总结我国工业互联网平台发展成效，并深入分析我国工业互联网平台发展现状，聚焦核心技术和产业科技发展趋势，解析行业平台赋能作用和发展方向。
从互联网发展历程看，大致经历学术科研、生活服务、生产服务三个阶段，过去20年，在生活消费领域的应用已经达到很高的水平，深刻改变了人们的生产生活方式。目前，互联网在工业领域的应用也正在蓬勃发展，加快发展，工业互联网对我国经济发展和工业企业转型意义重大而深远。
加快发展工业互联网是大势所趋
1.工业互联网为经济高质量发展提供重要引擎。工业互联网作为新一代网络信息技术与现代工业融合发展的新生事物，是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心平台，正在发展成为聚能赋能的平台、解决问题的平台、开放共享的平台、创新创业的平台，极大拓展了经济发展的新空间。随着数字化转型浪潮不断推进，工业互联网产业蓬勃发展，特别是5G技术的快速发展为工业互联网的发展提供有利的技术支持，与此同时，随着国家出台相关工业互联网利好政策，中国工业互联网行业发展步入快车道。数据显示，2020年中国工业互联网行业市场规模已达9101亿元，2021年突破万亿大关，预计2022年达11056亿元。据专家预测，未来15年我国工业互联网产业规模将超11万亿元。目前，工业互联网已经延伸至45个国民经济大类，加速贯通产业链和供应链上下游。可以说，发展工业互联网对于支撑经济数字化转型、培育壮大经济发展新动能都具有十分重要的作用，其发展与否将决定未来整个经济发展走向。
2.工业互联网为实施制造强国战略提供关键支撑。作为信息技术与制造技术深度融合的重要载体，工业互联网为智能制造提供服务，为智能制造打造全新的“工业操作系统”，是实现智能制造的基础。我国已将智能制造上升为国家战略，在国家战略引领下，我国智能制造市场规模持续扩大。据统计，2020年我国智能制造业的产值规模约为2.5万亿元，根据我国智能制造行业发展现状和趋势分析，预计未来几年我国智能制造行业将保持15%左右的年均复合增速，到2026年，我国智能制造行业市场规模将达5.8万亿元左右，行业增长空间巨大。
3.工业互联网为传统行业转型升级提供强大动力。据预测，我国工业企业通过部署工业互联网，将使生产效率提高20%、成本下降20%、能耗下降10%。工业互联网的发展，无疑将为我国加快新旧动能转换、促进转型升级提供强大动力。特别是大型石化、钢铁这些传统产业，由于技术复杂、工艺流程长、生产成本高、环境影响大等原因，越来越不适应新发展阶段、新发展理念的要求，亟需加快向数字化、网络化、智能化的战略转型。近年来，国内钢铁工业也开展了基于工业互联网的实践探索。2021年，共有13家钢铁企业应用案例入围“2021年工业互联网平台创新领航应用案例”，8家企业入选“2021年工业互联网试点示范项目”。鞍钢与中国移动合作，结合5G和工业互联网平台技术，将企业的人、机、物、系统进行互联，实现了机器视觉质检，带钢常规缺陷检出率达95%以上，在线综合缺陷分类率超过90%，提高成材率的同时减少了停机时间。随着融合创新的不断深入，工业互联网将在钢铁行业数字化、网络化、智能化转型中发挥越来越重要的作用。
传统产业应用工业互联网任重道远
工业互联网与传统产业融合创新是一个长期、持续的过程，还存在诸多问题与挑战。以钢铁工业为例，钢铁工业是典型的流程工业，传统发展模式由于系统分散、技术复杂、工艺流程长、生产成本高、环境影响大等原因，越来越不适应新发展阶段、新发展理念的要求，亟需战略转型，但在转型过程存在以下难点：
难点一：流程复杂性。钢铁生产流程是一个非常庞大复杂的系统，包括采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等诸多环节，不仅系统功能、组成和结构复杂，而且物质流、能量流、信息流的输入输出也非常复杂。
难点二：生产过程不确定性。钢铁生产的炼铁、炼钢、轧钢等生产过程至今仍处于黑盒状态，物料粒度结构、组成与形态都在不断变化，难以借助单一技术手段来进行追溯与跟踪，如何将黑盒变成白盒，实现工业过程精准感知和可视化、透明化，仍是钢铁企业面临的难题。
难点三：管理模式不适应。长期以来，钢铁生产布局分散，各环节管理基础和信息化水平参差不齐。比如，网络基础建设还有待升级，数据云建设还有待加强，人工智能建模和算法还有待研究，互联网生态环境还有待完善，以上问题导致短期内难以建立规范化的、智能化的工业互联网体系。在这样复杂的条件下实现智能化转型难度巨大。
近年来，基于最新发展形势和战略，国内钢铁工业领域也开展了“工业互联网+智能制造”的探索实践，并提出了“智慧化”的发展目标。这里所谓的“智慧化”不是简单的信息化、网络化或智能化，而是“战略+管理+技术”的全面创新，是遵循系统工程理论，以工艺技术升级为基础、以“工业互联网+智能制造”为手段，统筹优化资源，实现生产效率与经济社会效益自主动态平衡的新发展模式。
实施“工业互联网+智能制造”新模式的关键点是物质流、能量流、信息流、资金流的集成和高效调控，应重点依托工业互联网平台和智能制造技术，从智慧感知、智慧生产、智慧管理、智慧生态四个层面入手，解决和突破相关基础理论与关键技术。
智慧感知就是通过基础网络设施建设，实现工业流程信息全域覆盖实时采集。“工业互联网+智能制造”新模式在数字化、在线化改造基础上，构建一个庞大的传感网络体系，对整个生产流程、管理要素实现全覆盖、全面感知，为流程工业提供数据接入、存储、分析、交互和应用平台。
智慧生产就是通过智能优化系统建设，实现生产全过程智慧控制。“工业互联网+智能制造”新模式通过构建过程价值链数学模型，建设全价值链管控平台，促进物质流、能量流、信息流、资金流四流联动，信息共享、协同优化，实现全流程核心技术指标的整体动态优化。
智慧管理就是通过智能决策平台建设，实现管理业务全流程协同运行。“工业互联网+智能制造”新模式通过建立数据分析模型和决策支持模型，利用数据仓库技术、数据挖掘技术，实现生产运行与采购销售高度关联，产品生产与市场需求紧密衔接，保证企业科学决策。
智慧生态就是通过工业互联网体系建设，实现全产业共生共享。“工业互联网+智能制造”新模式通过建立基于“端-网-云”的工业互联网平台，泛在连接并整合各种数据资源，规范数据标准，为同行业信息化专项需求提供服务，为加速提升我国产业发展水平、构筑经济社会发展新优势提供新动能。
建设工业互联网生态前景可期
目前，我国工业互联网呈现出由点到面、融合应用快速发展壮大的特点，工业互联网创新应用已从龙头企业内部拓展到产业链上下游，应用范围已从个别行业向钢铁、机械、电力、交通、能源等国民经济重点行业加速渗透，从研产供销服各环节单点应用，向全环节全流程综合集成应用和多领域系统创新延伸，正在形成大中小企业融通创新发展格局。据中国工业互联网研究院数据，目前我国具备一定行业、区域影响力的工业互联网平台数量超过150个，服务企业超160万家。工业互联网产业规模和参与主体快速壮大，工业数字化装备、工业互联自动化、安全与工业软件等核心产业规模年均增速超20%。我国工业互联网生态正加速形成。
未来，随着工业互联网的纵深发展以及产业链供应链合作模式的演变，产业经济发展必将打破企业间、行业间的界限，逐步向数字产业转变，最终形成产业经济生态圈，赋能行业融通发展。所谓产业经济生态圈是以优势产业为龙头，依靠大数据支撑、网络化共享、智能化协作，聚合产业链上下游多种产业，集中人才、技术、资本等多种要素，具备信息流循环和产业孵化能力，基于新技术新理念的产业发展新模式。应重点关注四个维度：一是通过科技研发和技术创新领域的深度结合，打破技术壁垒，实现技术升级。二是构建智慧化的绿色发展模式，激发绿色发展新动能，实现低碳运行。三是打通全产业链，建设从生产商到服务商的协同平台，实现资源最优化配置。四是统筹利益相关方，共同投资、共同管理、共同开发，实现互惠合作、共创共享。
总之，新技术革命已走近我们身边，未来工业体系的变革将风起云涌，面对时代浪潮，我们需要牢固树立工业互联网思维，把握好工业互联网背景下我国经济发展机遇，坚持利用工业互联网赋能高质量发展的战略定力，为打造新的经济增长极，推动网络强国、制造强国建设作出新的更大贡献。

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