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从数字化到智能化:工业互联网在中国

  在工业4.0这个概念几乎人尽皆知的今天,如何利用互联网来促进工业发展,让中国在第四次工业革命中占领先机,已成为国内制造业有识之士讨论最多的话题。在此背景下,中国的智能装备制造业未来将形成一个万亿元规模的市场。

  制造业大国谋变

  当前,以互联网为代表的新一代信息技术迅猛发展,与制造、能源、材料等传统领域的创新叠加,新一轮产业变革正徐徐拉开帷幕。从早年学界热议的“第三次工业革命”、数字化制造,到通用电气、西门子等先进企业在工业互联网、工业4.0等方面的探索与实践,均在全球范围内引发各界的高度关注。

  此外,中国制造业传统的成本优势不再,但在互联网领域,中国与国际先进水平差距并不明显,这成为中国工业互联网的大背景。

  制造业困局倒逼转型

  从本世纪初的第一次全球产业分工开始,随着制造业的全面发展,在土地、人口等方面的红利使我国成为“世界制造中心”。然而从2010年起,尽管我国制造业产出占全球的19.8%,但却并没有真正“掌握”制造。大多数中国制造业企业并没有掌握制造的核心材料、设备以及工艺,仍然停留在组装加工的阶段,缺乏原创技术,缺乏创新。目前我国绝大多数工厂还处于劳动密集的“规模化流水线”的工业2.0时代,尚未进入大规模自动化生产的工业3.0时代。

  受劳动力成本上升、土地资源稀缺及原材料成本上升等因素的影响,我国资源成本与劳动力优势不再;而东南亚国家如越南、泰国等,人力成本比较优势日益凸显。劳动力成本的持续上升给中国制造业发展带来越来越大的压力,中国过度依靠低成本的竞争方式已经走到了可持续发展的尽头。

  互联网驱动“智造业”

  尽管目前中国制造业压力重重,但中国在互联网领域与国际先进水平的差距并不明显。我国互联网产业实力仅次于美国,且本土应用市场空间大、创新牵引力强。

  目前,我国以移动互联网、大数据、云计算等为代表的信息技术在各个领域的创新应用,已催生出活跃的信息、通信和技术产业、繁荣的社交网络以及全球最大的网络零售市场,且日益融入我国的商业生态系统之中,这一关键驱动力使我国在未来实现弯道超车成为可能。

  工业互联网开启转型之门

  所谓工业互联网,即开放、全球化的网络,它强调连接生产设备、物流设备、产品、工人、管理者、供应商、客户,从而形成我们常说的智能制造、智能产品、智能决策、电子商务。

  其中,智能制造是指以智能化的生产装备、物流装备为载体,以信息系统为“大脑”,工人通过信息系统网络远程控制智能装备完成产品的生产过程。智能产品是指以各种传感器、条码技术为基础,实现产品从原材料到成品的全过程管理,每台设备接收产品后均能自主判断应该如何加工。商业智能则指通过智能装备、智能产品采集到的信息,通过大数据技术的处理,可以从市场、技术、产品质量、生产过程方面为管理者提供分析决策依据,甚至自主进行决策。电子商务则是指客户通过互联网了解制造企业的产品、技术,并参与到产品的设计中,而供应商可以通过互联网了解企业的需求以及变化,并及时反应,从而能更快、更好、更省地为企业提供有价值的产品。

  2015年3月,在十二届全国人民代表大会三次会议上,中国从制造大国向制造强国迈进的“三步走”战略中的第一个路线图——“中国制造2025”浮出水面,中国“智造”成为其中亮点。其背后所预示的中国工业互联网发展,将在未来20年至少带来3万亿美元左右的GDP增量。

  从起步到飞跃

  尽管发展工业互联网拥有大的时代背景,工业互联网的呼声也与日俱增,然而,我国制造业企业在发展工业互联网方面还面临着起步慢、起点低等实际困难。

  首先,企业两化融合程度低。据两化融合平台统计,当前处于起步阶段和单项覆盖阶段的企业占总数约90%。也就是说,90%的企业还没有实现企业业务的信息化覆盖,很多业务操作均是通过手工方式完成的。如果要建立工业互联网,基础就是要搭建完善的信息化系统,建成一个又一个的数据节点。

  其次,工厂自动化程度较低。当前我国大部分制造企业仍然停留在工业1.0时代(机械化),少部分企业跨越工业2.0(自动化)和3.0时代(信息化)。工业互联网,首先就是设备的联网控制,这就要求设备最起码要实现数控化。

  因此,在推进工业互联网建设方面,中国企业可参考以下思路:

  建设工业“宽带”

  随着工业互联网时代到来,信息技术在企业中的角色将发生革命性变化,从承载技术演进为业务平台,第一次成为核心生产力的一部分。与之相伴而生的,则是工业“宽带”的相应建设与普及,主要包括:

  海量数据对“宽带”的容量和带宽均提出更高要求。工业互联网必须建立在连续采样、大体量的工业大数据基础上,海量数据的传输和存储,要求容量、带宽、存储与数据处理能力更强大。

  实时传输对网络稳定性和广泛性也提出更高要求。无数的工业设备、终端、供应链和人之间形成庞大的网络,要求信息的传递都是实时的、连续的,因此对网络的稳定性和网络的覆盖率提出了更高的要求。

  网络化生产对交互、共享技术提出更高要求。智能制造的一大特征就是进行网络化生产,网络化生产增加了设备、终端等交互方式的多样性,要求网络必须根据各层面交互和共享的平台体系和工作流去进行分布式配置和优化,这对网络设备的交互、共享能力也提出了更高的要求。

  建设大数据中心

  随着工业互联网的发展,工业企业的生产线处于高速运转状态。从数据数量来看,由工业设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据;从数据类型来看,这些数据量也多是非结构化数据;此外,生产线的高速运转对数据的实时性要求也更高。

  因此,工业大数据应用所面临的问题和挑战并不比互联网行业的大数据应用少,甚至某些情况下更为复杂。工业大数据的典型应用包括产品创新、产品故障诊断与预测、工业生产线物联网分析、工业企业供应链优化和产品精准营销等各个方面。

  部署智能设备,支撑工业互联网

  智能设备是工业互联网的神经末梢,也是工业互联网发展所必须的支撑。因此,工业企业要制定重大智能装备自主发展路线图,面向智能制造单元、智能生产线、智能工厂建设需求,研究制定智能成套技术装备、高档数控机床、智能机器人、3D打印设备等重大智能装备自主发展路线图,明确主攻方向和发展路径。制定汽车、飞机、船舶、机械、家电、电力、医疗等行业装备智能化升级路线图,明确阶段目标和发展路径。统筹布局智能汽车、服务机器人、消费电子、智慧家居、可穿戴设备等产品关键技术研发和产业化,加快发展新的智能产品形态。

  徐工信息自成立以来,始终坚持以“成为装备制造业智能化解决方案第一品牌”的战略定位,积极参与工信部智能制造标准的起草,参与江苏省智慧车间认定标准的制定,在徐工内部大力推进智慧工厂的建设。

  徐工集团装载机智能化生产基地是徐工信息团队实施的最新、最大的项目。在建设过程中,信息化人员全部参加并设计弱电方案、设备联网DNC方案、设计SAP/MES系统的优化方案,最终实施方案中包括11公里长的积放链和遍布装配车间的AGV物流小车。

  未来可期任重道远

  在今年的全国两会上,互联网思维、工业互联网等与互联网相关的词再次成为热门。李克强总理更是提出“互联网+”的概念。“互联网+”实际上是创新2.0下的互联网发展新形态、新业态,是知识社会创新2.0推动下的互联网形态演进。新一代信息技术发展催生了创新2.0,而创新2.0又反过来作用于新一代信息技术形态的形成与发展,重塑了物联网、云计算、社会计算、大数据等新一代信息技术的新形态。

  随着“宽带中国”战略和移动4G技术的不断发展,我国互联网网速正逐步向世界先进国家看齐,这为工业互联网的搭建创造了条件。再加上《中国制造2025计划》等推动中国智能制造产业发展的政策的落地,相信未来会有更多企业建设工业互联网,打造企业在信息化环境下的核心竞争优势。


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