从工业经济发展角度看
工业互联网为制造强国建设提供关键支撑
一是推动传统工业转型升级。通过跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的全面互联互通,实现各种生产和服务资源在更大范围、更高效率、更加精准地优化配置,实现提质、降本、增效、绿色、安全发展,推动制造业高端化、智能化、绿色化,大幅提升工业经济发展质量和效益。
二是加快新兴产业培育壮大。工业互联网促进设计、生产、管理、服务等环节由单点的数字化向全面集成演进,加速创新方式、生产模式、组织形式和商业范式的深刻变革,催生平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等诸多新模式、新业态、新产业。
从网络设施发展角度看
工业互联网是网络强国建设的重要内容
一是加速网络演进升级。工业互联网促进人与人相互连接的公众互联网、物与物相互连接的物联网,向人、机、物、系统等的全面互联拓展,大幅提升网络设施的支撑服务能力。
二是拓展数字经济空间。工业互联网具有较强的渗透性,可以与交通、物流、能源、医疗、农业等实体经济各领域深度融合,实现产业上下游、跨领域的广泛互联互通,推动网络应用从虚拟到实体、从生活到生产的科学跨越,极大地拓展了网络经济的发展空间。
工业互联网平台体系的四大层级
网络体系是基础
工业互联网网络体系包括网络互联、数据互通和标识解析三部分。
①网络互联实现要素之间的数据传输,包括企业外网和企业内网。典型技术包括传统的工业总线、工业以太网以及创新的时间敏感网络(TSN)、确定性网络、5G等技术。企业外网根据工业高性能、高可靠、高灵活、高安全网络需求进行建设,用于连接企业各地机构、上下游企业、用户和产品。企业内网用于连接企业内人员、机器、材料、环境和系统,主要包含信息(IT)网络和控制(OT)网络。当前,内网技术发展呈现三个特征:IT和OT正走向融合,工业现场总线向工业以太网演进,工业无线技术加速发展。
②数据互通是通过对数据进行标准化描述和统一建模,实现要素之间传输信息的相互理解,数据互通涉及数据传输、数据语义语法等不同层面。
③标识解析体系实现要素的标记、管理和定位,由标识编码、标识解析系统和标识数据服务组成,通过对物料、机器、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源分配标识编码,实现物理实体和虚拟对象的逻辑定位和信息查询,支撑跨企业、跨地区、跨行业的数据共享共用。
平台体系是中枢
工业互联网平台体系包括边缘层、 Iaas、 Paas和 Saas 四个层级,相当于工业互联网的“操作系统”,它有四个主要作用:
(1)数据汇聚。网络层面采集的多源、异构、海量数据,传输至工业互联网平台,为深度分析和应用提供基础。
(3)知识复用。将工业经验知识转化为平台上的模型库、知识库,并通过工业微服务组件方式,方便二次开发和重复调用,加速共性能力沉淀和普及。
(4)应用创新。面向研发设计、设备管理、企业运营、资源调度等场景,提供各类工业App、云化软件,帮助企业提质增效。
数据体系是要素
工业互联网数据有三个特性
(1)重要性:数据是实现数字化、网络化、智能化的基础,没有数据的采集、流通、汇聚、 计算、分析等各类新模式就是无源之水,数字化转型也就成为无本之木。
(2)专业性:工业互联网数据的价值在于分析利用,分析利用的途径必须依赖行业知识和工业机理。制造业干行百业、干差万别,每个模型、算法背后都需要长期积累和专业队伍,只有精耕细作才能发挥数据价值。
(3)复杂性:工业互联网运用的数据来源于“研产供销服”各环节,“人机料法环”各要素,ERP、MES、PLC等各系统。数据的维度和复杂度远超消费互联网,面临采集困难、格式各异、分析复杂等挑战。
安全体系是保障
工业互联网安全体系涉及设备、控制、网络、平台、工业 App、数据等多方面网络安全问题,其核心任务就是要通过监测预警、应急响应、检测评估、功能测试等手段确保工业互联网健康有序发展。
与传统互联网安全相比,工业互联安全具有三大特点:
(1)涉及范围广。工业互联网打破了传统工业相对封闭可信的环境,网络攻击可直达生产一线。联网设备的爆发式增长和工业互联网平台的广泛应用,使网络攻击面持续扩大。
(2)造成影响大。工业互联网涵盖制造业、能源等实体经济领域,一旦发生网络攻击等破坏行为,安全事件影响严重。
(3)企业防护基础弱。目前我国广大工业企业安全意识、防护能力仍然薄弱,整体安全保障能力有待进一步提升。
工业互联网六大典型应用模式
平台化设计是依托工业互联网平台,汇聚人员、算法、模型、任务等设计资源,实现高水平高效率的轻量化设计、并行设计、敏捷设计、交互设计和基于模型的设计, 变革传统设计方式,提升研发质量和效率。
智能化制造是互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术在制造业领域加速创新应用,实现材料、设备、产品等生产要素与用户之间的在线连接和实时交互,逐步实现机器代替人工生产,智能化代表制造业未来发展的趋势。
网络化协同是通过跨部门、跨层级、跨企业的数据互通和业务互联,推动供应链上的企业和合作伙伴共享客户、订单、设计、生产、经营等各类信息资源,实现网络化的协同设计、协同生产、协同服务,进而促进资源共享、能力交易以及业务优化配置等。
个性化定制是面向消费者个性化需求,通过客户需求准确获取和分析、 敏捷产品开发设计、柔性智能生产、精准交付服务等,实现用户在产品全生命周期中的深度参与,是以低成本、高质量和高效率的大批量生产实现产品个性化设计、生产、销售及服务的一种制造服务模式。
服务化延伸是制造与服务融合发展的新型产业形态,指的是企业从原有制造业务向价值链两端高附加值环节延伸,从以加工组装为主向“制造+服务”转型,从单纯出售产品向出售“产品+服务”转变,具体包括设备健康管理、产品远程运维、设备融资租赁、 分享制造、互联网金融等。
数字化管理是企业通过打通核心数据链,贯通制造全场景、全过程,基于数据的广泛汇聚、集成优化和价值挖掘,优化、创新乃至重塑企业战略决策、产品研发、生产制造、经营管理、市场服务等业务活动,构建数据驱动的高效运营管理新模式。
工业互联网己延伸至众多个国民经济大类,涉及原材料、装备、消费品、电子等制造业各大领域,以及采矿、电力、建筑等实体经济重点产业,实现更大范围、更高水平、更深程度发展,形成了多样化的融合应用实践。
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