工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，融合創(chuàng)新亮點(diǎn)多

近日，江西省贛州市南康區(qū)家具零部件共享配料制作中心，工人在數(shù)字化生產(chǎn)線導(dǎo)入編程代碼，遙控操作機(jī)械臂、傳送帶和數(shù)控切割機(jī)等智能設(shè)備加工零件。朱海鵬攝（人民視覺(jué)）

日前，由國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)指導(dǎo)、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)等單位主辦的2022年（第四屆）全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨工業(yè)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型年會(huì)在浙江桐鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)舉辦。大會(huì)聚焦數(shù)字化轉(zhuǎn)型在工業(yè)企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用等問(wèn)題，邀請(qǐng)多位院士專(zhuān)家共同探討工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)、新路徑。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，是造就數(shù)字工業(yè)的基礎(chǔ)工具。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已融入45個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類(lèi)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模邁過(guò)萬(wàn)億元大關(guān)。截至目前，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)項(xiàng)目超過(guò)3100個(gè)，具有一定行業(yè)和區(qū)域影響力的特色平臺(tái)超過(guò)150家，其中重點(diǎn)平臺(tái)的工業(yè)設(shè)備連接數(shù)超過(guò)7900萬(wàn)臺(tái)、工業(yè)APP數(shù)量28萬(wàn)余個(gè)。新一代信息技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有哪些新的應(yīng)用？融合創(chuàng)新又取得了哪些新進(jìn)展？記者采訪了多位專(zhuān)家。

應(yīng)用廣度不斷拓展，程度不斷加深，水平不斷提高

數(shù)字地質(zhì)、牙輪導(dǎo)航鉆孔、智能配礦等模塊，用三維數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行1∶1還原，十里礦山，盡收眼底；選礦環(huán)節(jié)，利用邊緣計(jì)算技術(shù)對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化控制；安全中心負(fù)責(zé)統(tǒng)一分析、統(tǒng)一報(bào)警，保障中心對(duì)設(shè)備在線感知、在線檢查……這是“鞍鋼礦業(yè)智慧采選工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”項(xiàng)目打造的智慧礦山生產(chǎn)場(chǎng)景。

在巨石集團(tuán)，“玻璃纖維未來(lái)工廠集成應(yīng)用”項(xiàng)目對(duì)窯爐、拉絲機(jī)、絡(luò)紗機(jī)等核心生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行3D仿真建模，在虛擬環(huán)境中重現(xiàn)制造工藝全過(guò)程、展現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期，并引入全流程物流系統(tǒng)、自運(yùn)行機(jī)器人等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化和智能化。

近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建成網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大體系，體系化發(fā)展位居全球前列。在支撐實(shí)體經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)融合應(yīng)用發(fā)展方面，取得了重要進(jìn)展。

在中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李毅中看來(lái)，當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展具有三個(gè)方面的特征：一是新一代信息技術(shù)的綜合集成并與工業(yè)制造技術(shù)深度融合；二是制造并應(yīng)用了各類(lèi)信息通信技術(shù)產(chǎn)品，構(gòu)筑服務(wù)于工業(yè)制造業(yè)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施；三是由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支撐的數(shù)字工業(yè)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)同族，內(nèi)核相容、“基因”相同。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)企業(yè)開(kāi)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本路徑和方法。目前，工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要有數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)市場(chǎng)細(xì)分、個(gè)性化規(guī)模定制、智能化精準(zhǔn)制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同運(yùn)作、信息化運(yùn)營(yíng)管理、制造業(yè)服務(wù)延伸等形態(tài)。

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展越來(lái)越呈現(xiàn)出數(shù)字化特征，正在進(jìn)入以數(shù)字化生產(chǎn)力為主要標(biāo)志的新階段。中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)執(zhí)行副會(huì)長(zhǎng)路耀華說(shuō)：“作為新一代信息技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的產(chǎn)物，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用廣度不斷拓展，應(yīng)用程度不斷加深，應(yīng)用水平不斷提高，拓展出融合創(chuàng)新的廣闊前景，正在賦能更多行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”

　　新技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用日漸廣泛，進(jìn)一步推動(dòng)融合創(chuàng)新

近年來(lái)，數(shù)字孿生、信息物理系統(tǒng)、低代碼等新技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用日漸廣泛，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在更廣范圍、更深程度、更高水平上開(kāi)展融合創(chuàng)新。

開(kāi)發(fā)普通產(chǎn)品時(shí)，工程師們還可以通過(guò)實(shí)物試驗(yàn)來(lái)測(cè)試產(chǎn)品性能，修改設(shè)計(jì)方案、迭代優(yōu)化，但如果是像“天問(wèn)一號(hào)”這樣的火星探測(cè)器，就無(wú)法在真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)物試驗(yàn)。這時(shí)，就需要對(duì)“天問(wèn)一號(hào)”的各個(gè)子系統(tǒng)，以及從地球飛向火星的軌跡、火星大氣和著陸區(qū)環(huán)境等，建立數(shù)字孿生模型，開(kāi)展仿真試驗(yàn)。

中國(guó)工程院院士李培根認(rèn)為，數(shù)字化向深層次發(fā)展，需要解決大量的不確定性問(wèn)題。利用數(shù)字孿生集合各類(lèi)新興技術(shù)，將數(shù)字世界與物理世界融合，為工業(yè)設(shè)備等提供完整的生命周期數(shù)據(jù)，已逐漸成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

制造企業(yè)研發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，可借助產(chǎn)品數(shù)字孿生模型來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行工藝規(guī)劃；在制造過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)高效排產(chǎn)，一些企業(yè)還利用數(shù)字孿生技術(shù)建設(shè)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線；在產(chǎn)品服役階段，數(shù)字孿生技術(shù)還可以通過(guò)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀況，來(lái)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)和預(yù)測(cè)性維修維護(hù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅需要解決感知問(wèn)題，更需要解決對(duì)物理對(duì)象的操控問(wèn)題。這就需要進(jìn)一步發(fā)展信息物理系統(tǒng)。信息物理系統(tǒng)是一個(gè)綜合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大型工程系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

中國(guó)工程院院士王國(guó)棟以鋼鐵行業(yè)舉例說(shuō)：“冶金研究的是材料，輸入的是成分、工藝，輸出的是材料的性能、尺寸、表面質(zhì)量以及消耗成本等，它們之間是相關(guān)的。這個(gè)過(guò)程可能很復(fù)雜，但是我們可以在生產(chǎn)過(guò)程中建立數(shù)字孿生模型，用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等手段，對(duì)大量的輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，來(lái)找到這個(gè)復(fù)雜過(guò)程的內(nèi)部關(guān)系。”

“有了數(shù)字孿生模型，就可以動(dòng)態(tài)調(diào)整成分、工藝，使其達(dá)到目標(biāo)值。這樣就構(gòu)成了一個(gè)‘基礎(chǔ)設(shè)施’。”王國(guó)棟進(jìn)一步解釋?zhuān)?ldquo;這個(gè)‘基礎(chǔ)設(shè)施’如果裝在生產(chǎn)線旁邊，就是一個(gè)原位分析系統(tǒng)。加上大數(shù)據(jù)狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析，又可以用來(lái)進(jìn)行科學(xué)決策，最終我們反饋到生產(chǎn)線去，利用其來(lái)精準(zhǔn)地執(zhí)行，就成為一個(gè)信息物理系統(tǒng)。”

專(zhuān)家認(rèn)為，信息物理系統(tǒng)是一個(gè)具有控制屬性的網(wǎng)絡(luò)。它不僅僅是將現(xiàn)有的設(shè)備簡(jiǎn)單地連在一起，還會(huì)催生出眾多具有計(jì)算、通信、控制、協(xié)同等性能的設(shè)備。隨著信息物理系統(tǒng)的發(fā)展和普及，將進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)的升級(jí)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶動(dòng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅發(fā)生在大企業(yè)，也給廣大中小企業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。“以智能數(shù)控為例，過(guò)去需要數(shù)控系統(tǒng)廠家來(lái)輔助用戶編程?，F(xiàn)在只需要開(kāi)放接口和低代碼平臺(tái)，就可以直接服務(wù)用戶。一些中小企業(yè)即使不懂人工智能技術(shù)，也能開(kāi)發(fā)出適合的數(shù)控應(yīng)用程序。”李培根說(shuō)。

廣州里工實(shí)業(yè)有限公司是一家生產(chǎn)機(jī)器人的中小企業(yè)，產(chǎn)品主要應(yīng)用在航空機(jī)械零件、醫(yī)療器械的生產(chǎn)線上。這家企業(yè)利用低代碼平臺(tái)搭建了一套制造執(zhí)行系統(tǒng)，同步工廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)；機(jī)器故障可以“一鍵填報(bào)”。由此，原來(lái)手工操作的生產(chǎn)員工升級(jí)為操控工程師。去年，機(jī)器人和數(shù)字化改造為這家企業(yè)帶來(lái)了35%的產(chǎn)能增長(zhǎng)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)要抓好關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速、前景廣闊，但總量還不夠大，存在一些需要引起重視的問(wèn)題。李毅中舉例，在核心產(chǎn)業(yè)建設(shè)方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還沒(méi)形成全國(guó)構(gòu)架，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺失，一些關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人，設(shè)備材料自給率較低?？缃缛诤喜粔?、應(yīng)用場(chǎng)景不多等，也制約著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

李毅中建議，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)要抓好關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提升自主可控能力以及核心制造能力，積極有序推進(jìn)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要走深走實(shí)，地方要結(jié)合實(shí)際、因地制宜，離散式、流程式制造要因業(yè)施策，要堅(jiān)持因企而異，注重基礎(chǔ)能力再造。”

李培根表示，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要數(shù)字化思維，要重視技術(shù)意識(shí)轉(zhuǎn)變和理念轉(zhuǎn)變。在技術(shù)意識(shí)轉(zhuǎn)型上，數(shù)據(jù)已不只是發(fā)生在核心數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，而是無(wú)時(shí)無(wú)刻不在身邊產(chǎn)生，企業(yè)需要有從海量數(shù)據(jù)來(lái)源中獲取有價(jià)值信息的能力。在理念轉(zhuǎn)型上，應(yīng)看到客戶體驗(yàn)管理是企業(yè)獲取差異化競(jìng)爭(zhēng)的重要戰(zhàn)略。

不少大企業(yè)在完成自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型后，轉(zhuǎn)型為平臺(tái)服務(wù)商，帶動(dòng)中小企業(yè)進(jìn)行智能化改造。國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)委員熊夢(mèng)表示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用已經(jīng)從龍頭企業(yè)內(nèi)部擴(kuò)展到了產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，正在推動(dòng)形成大中小型企業(yè)融通創(chuàng)新發(fā)展的格局。

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主戰(zhàn)場(chǎng)在實(shí)體經(jīng)濟(jì)，特別是工業(yè)領(lǐng)域，面向工業(yè)、立足工業(yè)、服務(wù)工業(yè)。從去年開(kāi)始，中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合開(kāi)展‘工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新應(yīng)用·行業(yè)推廣行動(dòng)’，已匯集全國(guó)各工業(yè)行業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域具有代表性的應(yīng)用案例近千個(gè)。”熊夢(mèng)認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)多元性、專(zhuān)業(yè)性、復(fù)雜性高，發(fā)展要與各行業(yè)各領(lǐng)域技術(shù)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、痛點(diǎn)緊密結(jié)合，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用需要持續(xù)發(fā)力、久久為功。（谷業(yè)凱）