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数技经所李金华:统筹推进工业互联网体系建设


2018年04月17日 08:26    来 源:《中国社会科学报》2018年4月17日第1432期     作者:李金华

  2018年政府工作报告指出:实施“中国制造2025”,推进工业强基、智能制造、绿色制造等重大工程,先进制造业加快发展,取得重大成就;未来五年要把握世界新一轮科技革命和产业变革大势,实施重大短板装备专项工程,加强新一代人工智能研发应用,发展工业互联网平台,加快建设制造强国。人工智能、工业互联网正式写入政府工作报告,充分凸显了其战略意义。而在2017年11月,国务院就发布了《关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见》,强调要建设中国工业互联网,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,促进传统产业优化升级。

  工业互联网体系助力制造强国建设

  工业互联网是制造企业、服务企业等与在制品、生产设备、工厂平台等元素互联而构成的复杂物理系统,是一个有机体系。工业互联网将生产者、机器、原材料、控制系统、信息系统、生产品等有机整合在一起,通过对制造生产过程工业数据的深度感知、实时传输、快速计算分析,实现智能控制,达到生产运营的充分优化。工业互联网为企业的生产活动提供生产要素和资源的全面感知、信息交互、数据集成,有效驱动企业的技术研发、生产制造、组织管理、市场运营等,为社会化大协作生产搭建了深度互联的信息网络体系,是工业智能生产模式、工业智慧化发展的关键性基础设施,也是新一代信息技术、计算技术、互联网技术在工业系统中深度融合所形成的新兴业态。

  工业互联网是新工业革命背景下应运而生的先进组织形式。人类正经历一场新工业革命,重要标志之一是生产方式的变革。在2011年4月汉诺威工业博览会上提出的德国工业4.0,目标就是构建一个高度灵活的个性化、数字化物理信息系统,将生产过程中的人、设备、在制品等联系起来,形成一个全新产品生产服务模式。这是一种具有革命性意义的生产模式,是对传统生产模式的颠覆,由此也拉开了新工业革命的大幕。德国工业4.0所设计的生产模式,本质特征是个性化的智能制造,与工业互联网有异曲同工之妙,代表了未来生产制造方式的发展方向。中国要建设制造强国,就必须加快工业互联网基础设施建设,形成全球领先的工业互联网体系。

  工业互联网体系是制造强国的重要标志。一个制造强国,应该有较为独立完整的制造业体系,相对优化的制造业结构,掌握先进制造方式和关键领域的核心技术,产品质量优、效益好,具备可持续发展能力。可见,先进的制造方式是一个制造强国的必备标志。新工业革命进程中先进制造方式的突出特征就是智能化生产,而智能化生产模式的主要表现是由高度自动化的机器和人类专家共同组成的人机一体化系统,它是电子信息技术广泛深度应用于制造生产的各个环节。智能制造离不开信息技术、数字技术,离不开工业互联网,故而发达的制造强国均把发展工业互联网体系作为国家战略,力图以互联网等信息技术优势实现异地协同制造,以数字应用驱动制造业向智能化转型。

  工业互联网体系是建设制造强国的重要保证。工业互联网体系作为先进的制造方式,能实现单个机器到生产线、车间乃至整个工厂的智能决策和生产优化,显著提升制造过程的生产效率,提高产品质量,降低生产成本;其网络化的生产模式,能协同设计、制造,形成众包众创,大幅降低新产品的研发支出,缩短产品的上市周期;它通过灵活柔性的生产设计,制造资源的高效整合和生产实现,完成低成本的个性化定制,全方位满足不同消费者的个性化需求。同时,工业互联网体系通过在制品、成品的网络实时监测,提供生产过程的远程维护,故障预测、性能优化等一系列预测,并反馈信息,达到设计和生产的动态优化,实现企业服务化的转型。因此,工业互联网化体系构建是工业强基行动的重要组成部分,是实现制造强国建设目标的重要保证。

  夯实网络基础 吸纳先进中小企业参与

  建设工业互联网体系需要政府统筹规划,做好顶层设计。工业互联网体系是一个庞大的系统工程,包含的利益主体多,涉及的领域广,牵扯的关系复杂,是建设制造强国、建设创新型国家的重大工程,需要上升至国家战略,由政府统一领导、系统谋划。中央政府要进行工业互联网体系前瞻性、战略性问题的决策,制定工业互联网体系的总体规划,汇聚力量进行工业互联网关键技术问题的攻关,组织落实重大工程的建设、验收,协调组织工业互联网体系建设的示范与应用。

  建设工业互联网体系需要夯实网络基础。工业互联网体系涉及企业内外网、标识解析体系、自动化无线网络、软件定义网络、跨行业跨领域平台、微服务框架等构成要件,涉及工业无线技术、新型蜂窝移动通信技术、数据集成技术、建模分析技术、平台适配技术、信息可靠和安全性技术等。因而,需要加强工业基础和网络基础建设,建成低时延、高可靠、广覆盖的网络设施,进行网络设施改造升级,提升网络速率;要组织开展时间敏感网络、确定性网络、低功耗工业无线网络等新型网络互联技术研究,进行软件定义网络等技术在工业互联网中的应用探索;要加快工业互联网平台建设,有效整合产品设计、生产工艺、设备运行、运营管理等数据资源,提升平台运营能力和资源集聚能力。同时,要加快研制网络与数字化互联接口、标识解析、网络平台、网络安全等基础共性标准,加快研制工业互联网体系建设标准。

  建设工业互联网体系需要注重吸纳先进中小企业参与。中小企业是中国工业的主体,对增加就业、推动科技创新、促进经济增长发挥着极其重要的作用。特别是在制造强国和创新型国家建设中,中小企业更具战略意义。因而,建设工业互联网体系,必须有中小企业的参与。政府应引导和组织有条件的中小企业特别是中小先进制造企业参与工业互联网体系建设,选择中小企业进行工业互联网项目试点示范;引导中小企业加快进行网络、数字化设施的改造升级,支持中小企业引进自动化生产线,推行物联网、机联网,实现设计、制造、管理、服务等全过程智能化;鼓励中小企业建设数字车间,提高生产设备的数据采集、信息传递、智能分析和决策反馈能力,建成网络、平台、安全体系,及时做好工业互联网体系的嵌入。

  建设工业互联网体系需要注意吸纳国际有益的经验。工业互联网体系是制造强国建设的重要环节,也是一个全新的挑战,需要借鉴国际有益经验。现在,中国已提出了智能制造标准体系建设和工业互联网体系架构V1.0版;而此前德国于2015年7月出台了《德国工业4.0参考架构模型》(RAMI 4.0);美国于2015年7月发布过《美国工业互联网参考架构(V1.7版)》,2017年1月又公布了最新修订的《美国工业互联网参考架构(V1.8版)》。特别是美国的工业物联网标准已构成一个比较完整的产业标准,不仅适用于制造业,也适用于能源、医疗、零售、智慧城市、智慧工厂等其他领域;不仅包括IT标准,也包括工业运营标准,故而表现出更强的适用性和可操作性。中国的工业互联网体系建设应高标准、高定位,具有前沿性、领先性,要借鉴国际工业互联网体系框架设计的先进经验,注重工业互联网与智能制造、两化融合建设的有机衔接,以更高标准推进制造业与互联网的深入融合,抢占国际工业互联网建设竞争的制高点。

  工业互联网体系建设是一个国家竞争实力的体现,能否早日建成领先世界的工业互联网体系,直接决定一个国家能否占领产业革命的制高点,能否在新工业革命中占有先机。现阶段,全球工业互联网建设还处于标准体系和产业格局未定的探索期,中国需要抓住时机,发挥制度优势和市场优势,精心设计、统筹规划,聚精会神、稳步推进,保证中国工业互联网建设取得实质性成效。

  (本文系国家自然科学基金项目“中国建设制造强国的行动路径研究”(71673296)阶段性成果)

  (作者系中国社会科学院数量经济与技术经济研究所研究员)

  
责任编辑:张月英

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