“工業互聯網產業規模目前已邁過了萬億元大關?!比涨?,在國新辦新聞發布會上,工業和信息化部新聞發言人、信息通信管理局局長趙志國指出,今年一季度,工業互聯網發展形勢喜人,為全年工作奠定了良好開局。
趙志國介紹,一季度,工業互聯網發展勢頭持續向好。此前,工信部上會同19個工業互聯網專項工作組成員部委,發布《工業互聯網專項工作組2022年工作計劃》提出了一系列工作舉措,引起了市場的廣泛關注,多地加快工業互聯網示范區建設。
“行業應用不斷深化?!壁w志國介紹,一季度工信部發布了123個工業互聯網試點示范項目和4個產業示范基地,打造了車間級、企業級、集群級等新標桿。從行業看,工業互聯網已經在45個國民經濟大類中得到了應用。從產業看,工業互聯網不僅促進了單個企業的提質降本增效,也帶動了產業鏈上下游協同高效運轉。從環節來看,工業互聯網已在研發設計、生產制造、運營管理等各個環節廣泛應用,特別是5G正在向生產控制環節加速延伸。
趙志國表示,重點項目加快推進。一季度,工業互聯網標識解析體系國際根節點、國家工業互聯網大數據中心等75個項目建成投入運行,全國“5G+工業互聯網”在建項目總數達到了2400個。
我國智能制造和工業互聯網融合發展機遇分析
(一)產業鏈加速演進,主導權分散于多個重點環節
隨著智能制造產業逐漸成熟、工業互聯網市場競爭趨于加劇,由“專用芯片、專業算法知識封閉,龍頭廠商壟斷”的傳統產業鏈格局,加速向“芯片、開源操作系統、算法與機理模型、基于數據的新型服務這四大重點環節成為未來產業主導權關鍵”的新興產業鏈格局轉變,促進整個產業體系演進升級。
傳統產業鏈圍繞工業軟件、工業網絡、工業控制、工業傳感、裝備產品等細分領域,構建以元器件 / 基礎技術 + 操作系統 + 數據庫 / 嵌入式系統組成的產業鏈上游、整機 / 軟件組成的產業鏈中游、集成 + 服務組成的產業鏈下游的產業格局。
隨著 AI、云計算、大數據、邊緣計算等信息技術的發展應用,新興產業鏈由“工業軟件 + 工業自動化 + 裝備產品”朝著“工業互聯網平臺 + 邊緣計算 + 智能裝備產品”這一新型產業格局轉變。新興產業鏈聚焦中游整機發展,推動信息技術的延伸布局,如產業上游的芯片、基礎軟件企業,產業下游的服務企業等。AI 芯片、FPGA、CPU 等作為底層硬件基礎,支撐工業領域的算力需求,成為新興產業的關鍵和通用要素。
(二)基礎軟件受制于人,開源成為破局的關鍵
現階段基礎軟件領域蓬勃發展,開源正在成為構建基礎軟件的重要方式和支撐生態。隨著開源模式的迅速成熟,開源在智能制造、工業互聯網領域得到拓展應用。以容器、微服務、計算框架為代表的 3 類核心開源技術,已經成為變革傳統基礎軟件生態、實施功能解耦再集成的關鍵。
目前,容器引擎與編排工具兩類核心項目由國外公司主導,微服務核心工具與新型架構由國外公司或基金主導,主流計算框架均由國外公司或基金主導。在基礎工業軟件領域,我國對開源技術的自主可控與話語權有待提升,3 類核心開源方向尚無自主項目,國內企業在相關領域發展基本空白。
面向未來,針對 AI 和機器人的工業開源可能顛覆當前的基礎軟件格局。一方面,AI 等信息技術新興領域成為工業開源技術探索熱點,有望為基礎軟件帶來新突破;另一方面,開源機器人 / 機床控制系統可能成為控制的核心,有望打破工業控制系統的傳統格局。
(三)通過與 AI 等新技術的深度融合,算法與機理模型有望構建新產業
算法和機理模型是工業知識與經驗固化的成果。在傳統上,通過工業知識和經驗來驗證工藝仿真流程與設備控制,進而促進工業生產過程優化。當前,算法和工業機理研究集中在仿真軟件和底層設備:工藝仿真方面的算法和機理模型固化于產品之中,工業裝備方面的運動和控制算法多集成于整機之中。
通常算法和工業機理集成于整機,難以解耦和抽象。國外公司對高端算法與機理模型擁有自主知識產權,并與旗下產品緊密耦合,形成了事實上的技術壟斷。國內企業難以接觸核心算法與機理模型,較少擁有自主知識產權的關鍵算法,使得我國的仿真、控制等核心算法以及燃氣輪機與航空發動機、復合材料加工等高價值工業機理模型,在研發水平、創新創造、人才培養等方面體現出了明顯的差距。
算法與機理模型進行解耦和沉淀并與新技術進行深度融合,深刻影響了新興產業領域:新型數據科學的興起推動工業機理中的數據分析應用,工業互聯網平臺的建立有利于加快機理模型和數據模型的積淀。AI 成為未來產業焦點,工業互聯網平臺成為重要媒介。在數據、機理、知識沉淀和軟件功能進一步解耦的基礎上,海量的第三方開發者將顯著加快工業 APP 的開發與交付,推動模型的快速迭代和應用創新。
(四)跨界服務、增值服務、生產性服務等新型服務不斷涌現
工業互聯網的持續發展,推動了跨界服務、增值服務、生產性服務等新型服務的迅猛發展?,F代服務體系日益豐富,傳統服務形式的不足逐漸由新型服務的優勢所彌補。
傳統服務形式利潤空間小,易受上游環節的把控:傳統自動化集成廠商行業壁壘低,企業數量眾多而利潤偏低;傳統信息化集成產品服務模式單一,極易受到上游牽制。而工業互聯網催生的新型服務形式,以數據分析為驅動,以工業互聯網平臺、大數據軟件為載體,已經成為產業生態中不可或缺的環節:大型裝備企業在設備融資租賃與保險領域跨界布局,工業互聯網平臺成為主要服務媒介;基于客戶個性化需求的增值服務發展迅速,家電、汽車等領域成為主要突破口;生產性服務逐步聚焦供需對接平臺和專業化咨詢服務,助力工業制造企業資源與解決方案的共享。
伴隨著工業互聯網研究的逐步深入,有望衍生出更多的新型服務模式,持續充實和補強新型服務體系;加速工業領域的數字化、智能化轉型升級,促進傳統產業生態的重大變革。
未來如何走好中國工業互聯網道路
自二十世紀以來,全球爆發了多次金融危機,各國經濟都遭受到沉痛的打擊。不過,工業和制造業在金融危機當中卻表現出較好的抗打擊能力。因此,工業制造業受到不少國家尤其是發達國家的重視,比如德國和美國。
作為歐洲老牌的工業強國,德國一直都以發達的工業科技和完備的工業體系著稱于世。2013年,德國提出了自己的國家級工業革命戰略規劃,也就是大名鼎鼎的“工業4.0”,其核心目的是為了提高德國工業的競爭力,并在新一輪的工業革命中占領先機。
而對于世界頭號經濟強國美國來說,其對于新一輪工業革命的反應時間,其實要比德國更早一些。2011年、2012年,美國總統科技顧問委員會(PCAST)先后提出《保障美國在先進制造業的領導地位》和《獲取先進制造業國內競爭優勢》兩份報告,里面提到了“先進制造伙伴(AMP,Advanced Manufacturing Partnership)計劃”。
到了2014年10月,該委員會又發布了新的報告——《加速美國先進制造業》,該報告俗稱”AMP 2.0“,明確提出了加強先進制造布局的理由,那就是保障美國在未來的全球競爭力。
面對德國、美國先后提出的第四次工業革命戰略,作為傳統工業大國、亞洲制造業龍頭、世界工廠,中國當然不會無動于衷。2014年12月,“中國制造2025”這一概念被首次提出,并在2015年正式成為中國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。
對于第四次工業革命戰略,中國社科院信息化研究中心主任、信息社會50人論壇2022年度輪值主席姜奇平表示,今天中國走上信息化道路,很有可能從中產生世界級的經驗,其中包括工業互聯網發展之路的經驗。
“中國和德國、美國不同的地方就在于,中國有強大的產業集群,這是世界上其他國家所不具備的優勢。如果從生產力的角度看,工業互聯網只是把互聯網連接到了一起,對于這一點德國已經理解到了,但是美國沒有,美國只是把工業互聯網理解成一種業務。而我國依托產業集群,通過信息流整合資金流,降低了產業集群的成本,使得產業集群的生產力比疫情之前更高,而且上了新的層次,這一點是我國工業互聯網在國際競爭力里面的關鍵?!苯嫫奖硎尽?/p>
當前我國工業互聯網已經取得階段性成效,發展態勢良好,發展前景廣闊。概括來看,我國發展工業互聯網存在著四個方面的優勢。一是工業門類齊全,二是擁有強大的網絡和制造發展環境,三是市場需求充足,四是我國在工業領域具備龐大的人才儲備。
但與此同時,我國工業互聯網也存在關鍵核心技術缺乏、跨行業構建平臺能力不足、標準化體系不完善、制造支撐產業薄弱、工業數據采集和分析能力不足、開源社區和工業APP開發隊伍建設滯后、信息安全領域薄弱環節較多等劣勢和短板。這些薄弱環節和不足之處,也使得我國工業互聯網發展勢必是一場“持久戰”。
那么對于以上存在的諸多難題和挑戰,中國工業互聯網應該如何克服,未來我國如何走好工業互聯網道路?對此,辛勇飛提出了五點建議,即加快新型基礎設施建設、深化垂直行業融合應用、全面提升技術創新能力、著力培育繁榮產業生態、不斷強化安全保障能力。
其中,在深化垂直行業融合應用方面,要促進數據流通利用,促進數據互聯互通,推進數據權屬確定、價值評估、資源交換、效益共享等機制研究;加快應用模式推廣,打造一批產業公共服務平臺,培育推廣工業互聯網融合應用新模式,探索可持續發展模式;增加解決方案供給,培育一批能夠有效支撐各行業、各領域的綜合解決方案供應商,促進供給企業和應用企業有效對接;強化示范引領作用,發揮產業聯盟等行業組織作用,完善應用推廣合作機制,解決企業“不會用、不敢用”問題。
云科技時代創始人、《讀懂新基建:數字技術帶來全民機遇》作者吳寧川認為,“雖然中國制造業已經連續多年保持規模世界第一,形成了全球最完整的制造業體系,但中國的工業化程度仍然不高,仍處于工業化的進程中,與先進國家相比還有較大差距。中國制造業的下一步就是先完成工業化,再提升勞動生產率。所謂工業互聯網就是實現整個生產制造的智能化和自動化,然后再通過互聯網手段,擴大提高生產效率和勞動生產率。”
經過十年的發展,可以說工業互聯網已經行至中場。一方面我國在建設各種工業互聯網平臺,一方面需要打通這些工業互聯網平臺,同時又基于現有的工業互聯網平臺開發應用,期望創造新的規模化的營收,從而拉動制造企業轉型,推動我國制造業的整體轉型升級。
相比十年前工業互聯網剛起步的階段,現在我國工業互聯網在各方面都已經達到了一定程度的規?;?,但離真正發揮工業互聯網的創新效能與效率還有一定距離。
“目前工業互聯網發展已進入‘千層餅’模式。也就是說,從前沿創新到應用創新,從技術創新到合規法律環境治理創新,都需要進行貫通式的融合,才能提高我國工業互聯網的發展水平?!比敳葜强釀撌己匣锶硕斡莱偨Y表示。