朱辉杰
自2017年以来,工业互联网融合物联网、大数据、人工智能及5G通信等技术,与传统制造业深度融合,逐渐显露出“提升效率和带动转型升级”的巨大价值。
工业互联网为智能制造提供了共性基础设施和能力。智能制造的发展需要两方面的基础,第一是工业制造基础,包括先进工艺、材料、技术和智能化的装备;第二是数字化和网络化基础,以便将产品、物料、工艺、人员、设备和订单等信息高效地采集、连接和管理起来,并在此基础上进行数据分析,从而为降本增效提供指引和依据。工业互联网在智能制造中的落足点就在数字化和网络化的基础部分。如果把制造企业比喻为人体,工业互联网既是内部的神经系统,也承担对外的信息交互和“社交”任务,其重要性不言而喻。
2018年,在中央经济工作会议上,“新型基础设施建设”的概念被提出,工业互联网和5G基建、大数据中心、人工智能等技术领域,被进一步纳入“新基建”范畴,为工业互联网行业的发展提供了更强劲的动力。
2018年12月,工信部公布了全国范围的72个工业互联网试点示范项目;2020年2月,工信部再次增加了81个工业互联网试点示范项目。两轮次的集中试点示范,以及工业互联网相关政策的密集出台,预示着工业+互联网模式在制造业的渗透率不断提高,并成为5G等网络技术在垂直行业的重要应用场景,成为“新基建”的重要支撑。
从本期开始,《智能制造》的编辑将分两期,按照工业互联网的应用领域和地域、行业分布等维度,为读者梳理截至2020年2月的全国工业互联网试点示范项目。
一、三大方向和六个细分领域
2018~2019年度,工业互联网试点示范项目中,主要分为三个方向:网络方向、平台方向和安全方向。网络方向聚焦在工业设备标准化规模接入和工业企业5G商用等工业互联网网络技术的创新应用;平台方向聚焦边缘智能和生产系统数字孪生等工业互联网平台关键使能技术的创新应用;安全方向聚焦在工业控制系统安全防护、工业数据资产安全可信认证和防护等工业互联网安全技术的创新应用。
网络方向又进一步细化为“5G+工业互联网”集成创新应用、标识解析集成创新应用和网络化改造集成创新应用三个细分领域,平台方向进一步细化为基于工业互联网平台的新技术融合应用、基于工业互联网平台的数据集成应用和基于工业互联网平台的模式创新三个领域。
2019年是5G元年,同时VR/AR、无人驾驶、新能源和区块链等新技术渗透率不断增强,相比2018年的试点示范项目,2019年网络方向的“5G+工业互联网集成创新应用”領域,以及平台方向的“新技术融合应用”领域,均属于新增的细分类目。
如果我们把“工业互联”比喻成一个小世界,那么网络方向负责修桥铺路、确立交通规则和标识,平台方向负责构建一个个的城市系统,而安全方向确保系统和数据信息流通的安全性和可靠性。纵观2018~2019年度的153个工业互联网试点示范项目,平台方向的项目多达75个,占比49%,各行业、企业利用物联网和大数据等技术构建先进的网络集成和协同平台,以及进行业务系统和模式的创新,仍是当下工业互联网推进工作的焦点和重点。其次才是占比35%的网络方向项目,以及占比16%的安全方向项目。
在53个网络方向的项目中,标识解析集成创新应用和网络化改造集成创新应用合计占比81%,这说明绝大部分行业、企业仍在为实现内外贯通的网络化和智能化,进行网络基础建设、数据采集和集成、分析等工作。工业互联网的核心是要通过全面构建人、机、物、环、料、法等的互联互通,打造全要素、全产业链和全价值链连接的新型工业生产制造和服务体系,拓展工业领域的新型商业模式,标识解析体系的建设是这一切的起始点,是工业互联网的重要网络基础设施,是实现工业企业数据流通、信息交互的关键枢纽,其作用类似互联网的域名系统。
2018年第一批工业互联网试点示范项目中,标识解析集成创新类项目是重要组成部分。由行业龙头企业牵头,工业互联网的标识解析工作通过赋予每一个实体物品(产品、零部件和机器设备等)和虚拟资产(模型、算法和工艺等)唯一的“身份标识”,实现全网资源的灵活区分和信息管理。
网络化改造集成创新应用所包含的范围更广泛,其主要目标是建立企业内、外的网络系统,以实现人、机器、车间、各控制系统和管理系统的广泛互联,为数据的网络化采集、传输和处理,以及新型工业应用和服务,提供高速、低延迟、合理带宽和稳定安全的网络基础。不同企业在网络化改造中的优先落足点不同,有的强调通过工业以太网和TSN等技术,实现生产装备、仪表仪器、传感器、控制系统和管理系统等要素的互联互通;有的采用宽带网络、NBIoT、eMTC、SDN和ICN等技术,实现多厂区和产业链伙伴等的互联互通;部分项目进行企业内、外网络的IPv6改造,通过IPv6升级或过渡技术,实现生产环境的IPv6网络全覆盖,进一步整合、推动智能制造、网络协同、个性定制和服务化转型等工业互联网应用等。
在平台方向的75个项目中,基于工业互联网平台的数据集成应用占比64%。工业互联网平台的建设和价值实现均基于海量数据的采集、汇聚和分析,其本质是精准、实时和高效的数据采集互联系统,在2018~2019年的示范项目中,数据集成的主要工作包括:面向工业大数据的存储、集成、访问、分析和管理的开发环境,基于海量数据实现工业技术、经验、知识的模型化、标准化、软件化和复用化,优化研发设计、生产制造和运营管理等资源配置效率,进而形成资源富集、多方参与、合作共赢和协同演进的制造业新生态。
二、创新驱动,部分工业省、市带动全国工业互联网发展
2018~2019年度,中国工业互联网试点示范项目中,以项目总量计,北京、江苏、上海和广东4个省、市形成第一梯队,申请和获批的项目占全国46%,由于北京和上海集中了大量的IT研发资源,相当一部分异地项目的系统开发地选择了北京和上海,江苏和广东作为工业强省、长三角和珠三角的骨干核心,不出意料。
山东、安徽、重庆、浙江、辽宁和湖南等6个省市,作为工业经济主干省、市,组成第二梯队,占比约29%,表现出极高的工业创新活跃度。其中,山东作为工业产值比肩江苏和广东的工业强省,在工业互联领域落后一个身位,其传统产业转型升级和创新驱动的压力可见一斑。
天津、河南、贵州、宁夏回族自治区、河北、陕西、湖北、新疆维吾尔自治区、黑龙江、内蒙古自治区、四川和云南等15个省市是第三梯队,占比约25%。其中,福建省在2018~2019年度的工业互联网试点示范项目仅有1项,略出意外。山西省、吉林省、江西省、青海省、海南省和西藏自治区尚没有工业互联网试点示范项目。
附注:
(1)除港澳臺地区外,中国大陆地区的山西省、吉林省、江西省、青海省、海南省和西藏自治区尚没有工业互联网试点示范项目;
(2)省、市、自治区归属,以试点示范项目的所在地和承担企业总部所在地为准。
(未完待续,详情见2020年第三期)
附表:2018~2019年度153项分领域工业互联网试点示范项目汇总。
1、网络方向