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从工业互联网到智能制造:技术赋能企业数字化、网络化、智能化和平台化

随着国家层面对产业升级、创新、经济新动能的进一步强调,工业互联网作为智能制造的基础平台,将会在整个制造业发展过程中起到越来越关键的作用。

文/董兴荣;刊于《财资中国|财富风尚》2018年4月刊,有删减
《从工业互联网到智能制造:技术赋能企业数字化、网络化、智能化和平台化》

工业互联网:从“传统”到“数字化、网络化、智能化”

根据埃森哲报告,2020年全球工业互联网领域投资规模将超过5000亿美元;IDC统计,中国工业互联网市场2017年的市场规模增长至919亿美元,预计2020年可实现1,275亿美元,年均复合增速约为14.7%。2017年我国工业互联网直接产业规模约为5700亿元,预计2020年将达到万亿元规模。我国工业互联网发展快速,超过470家单位加入了工业互联网产业联盟,联盟成员数量在不到2年时间里已翻了3倍。另外,制造、软件、信息技术装备/自动化企业已推出多个工业互联网平台,包括海尔的COSMOPlat、航天云网的INDICS、富士康的BEACON等(详细案例见财资一家后续推送)。

工业互联网是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态与应用模式。其连接工业全系统、全产业链、全价值链,支撑工业智能化发展的关键基础设施,是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心载体。工业互联网平台面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置,包括边缘、平台(工业PaaS)、应用三大核心层级。

工业互联网与制造业的融合将带来四方面的智能化升级:

(1)智能化生产。以数字化网络化为基础,综合应用大数据、人工智能、人机交互等新一代数字技术,改进生产管理服务流程,实现从单机到生产线、工厂的智能决策。

(2)网络化协同。借助互联网或工业云平台,发展企业间协同研发、众包设计、供应链协同等模式,有效降低资源获取成本、大幅延伸资源利用范围,降低新产品研发成本,缩短上市周期。

(3)个性化定制。依托互联网平台和智能工厂建设,将用户多样化需求直接转化为大规模、小批量个性化生产排单;即基于互联网获取用户个性化需求,通过灵活柔性组织设计、生产流程,实现低成本大规模定制。

(4)服务化延伸。通过产品联网、数据采集、大数据分析提供多样化智能服务,实现由卖产品向卖服务拓展。

工业互联网是智能制造的关键基础。智能制造的最终实现主要依靠两个基础:工业制造技术和工业互联网。工业互联网是充分发挥工业装备、工艺和材料潜能,提高生产效率、优化资源配置效率、创造差异化产品和实现服务增值的关键。工业互联网以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础,通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换达到数据端到端的流通。通过快速计算和高级建模分析实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。

“两化融合”全面走向“软件定义一切”,工业互联网将新一代信息技术与制造业深度融合,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施,形成智能化发展的新兴业态和应用模式。工业互联网平台在新型制造系统中起到数字化神经中枢作用,能有效集成海量工业设备与系统数据,实现业务与资源的智能管理,驱动工业企业应用和服务的创新。

智能制造:从“精益生产、数字工厂”到“智慧工厂”

智能制造是基于物联网、互联网、云计算、大数据等新一代IT技术,贯穿工业设计、生产、管理、服务等制造活动环节,具备深度信息自我感知、智能优化自我决策、精准控制自我执行等功能的先进制造过程、系统和模式的总称。智能制造的基本特征包括:以智能工厂作为载体、以生产关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以全面深度互联为支撑。

《中国制造2025》特别强调要以数字化、网络化、智能化为主线,为实现四大转变提出了可落地的八大具体措施。其中,数字化、网络化、智能化既是发展主线,也是中国制造企业实现制造2025的实现路径,制造企业要实现智能化,首先就要实现数字化、网络化,最终才能逐步实现智能化。

《从工业互联网到智能制造:技术赋能企业数字化、网络化、智能化和平台化》

▲图 智能制造的层次(资料来源:CCID)

智能制造分为三个阶段,第一个阶段是设备自动化,第二个阶段是信息透明化和数字化,第三个阶段才是智能化。建立传统工业的智能化需经历三个阶段:精益生产、数字工厂和智慧工厂。全球正处于精益生产向数字化转型的关键时期,随着人工智能的发展,未来数字工厂将是智慧工厂。

  • 精益生产:生产模式普遍采用自动化取代手工制作,实现准时化生产(JIT)、全面质量管理(TQM)和专业化协作生产(SCP)等。
  • 数字工厂:可实现实时的生产调整,根据实际生产数据和用户需求计算调整设备参数,达到个性化生产。
  • 智慧工厂:通过深度学习智能优化资产运营模式及产品质量管理,能预测未来的生产风险,并调整参数加以处理。未来智慧工厂能真正做到生产现场无人管理,零人力成本。

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