近年来,以连接全要素、全产业链、全价值链为目标的工业互联网加速兴起、深入推进,为发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用,打下了更为坚实的基础、开辟了更为广阔的路径。
2012年,GE首次提出工业互联网的概念,距今已有十年时间。十年时间,我们见证了中国工业互联网从概念形成普及,走向落地深耕的过程。也见证了中国实现从制造大国向制造强国的历史性跨越。
我国发展工业互联网是赶超型和跨越式的,无前车之鉴,无先例可循,无路径可依。经过多年的实践摸索,我国工业互联网从无到有,建成网络、平台、安全三大体系,体系化发展位居全球前列。
在数字化浪潮下,我国工业互联网已融入45个国民经济大类,产业规模迈过万亿元大关。截至目前,“5G+工业互联网”建设项目超过3100个,具有一定行业和区域影响力的特色平台超过150家,其中重点平台的工业设备连接数超过7900万台、工业APP数量28万余个。
01
政策环境支撑行业发展
与世界发达国家一样,我国在工业互联网领域处于早期起步阶段。近几年,我国工业互联网从点到面、从上到下已经有了“星星之火”已成“燎原之势”,政策体系从国家层面到各地方政府渐趋完善、行业应用由浅入深不断深化。
从党中央、国务院决策部署可以看到工业互联网创新发展战略的深入性、全局性。
2015年,国务院出台推进“互联网+”行动的指导意见,第一次提出“研究工业互联网网络架构体系”,到2017年,国务院出台《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,标志着发展工业互联网首个纲领性文件正式印发。
2018年后,与工业互联网相关的政策文件越来越密集,工信部也根据对工业互联网发展阶段的判断,先后发布了2018—2020年起步期和2021—2023年快速成长期的发展行动计划,并且其中的大部分计划都确立了明确的发展目标和完成时间表,更是连续五年写入政府工作报告。
随着政策环境不断完善,我国工业互联网行业市场规模可谓“芝麻开花节节高”。截至目前,工业互联网产业增加值规模占GDP比重从2017年的2.83%上升到2021年的3.67%。工业互联网正在通过全要素、全产业链、全价值链的高效连接,为我国制造业数字化、网络化、智能化发展提供实现途径。
低时延、高可靠、广覆盖的网络设施初步建成,以国家顶级节点为中心的标识解析体系规模化发展,平台支撑的融合应用创新活跃,国家、省、企业三级协同联动的技术监测服务体系基本形成。
目前,已建成具有一定区域和行业影响力的工业互联网平台超过150家,工业设备连接数量超过7900万台套,服务工业企业超过160万家,提质、降本、增效作用不断显现。
工业互联网创新发展,加速赋能千行百业。工信部深入实施工业互联网创新发展工程,突破一批关键领域产业化短板,创新水平稳步提升。
目前已经培育8个国家级工业互联网产业示范基地,遴选381个试点示范项目。工业互联网日渐深入万企千园,加速赋能千行百业。
02
工业互联网应用迈向纵深
回到企业来看,当前工业互联网应用已从龙头企业内部拓展到产业链上下游,大中小企业融通创新格局正在形成。应用范围也已从个别行业向钢铁、机械、电力、交通、能源等45个国民经济大类加速渗透,有力支撑一二三产业融合发展。
并形成了平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、六大典型应用模式,有效支撑了制造业向高端化、智能化、绿色化发展。具体从应用方向来看:
设备协同作业
综合利用5G授时定位、人工智能、软件定义网络、网络虚拟化等技术,建设或升级设备协同作业系统,在生产现场的工业设备,以及摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关,通过5G网络实时采集生产现场的设备运行轨迹、工序完成情况等相关数据,并综合运用统计、规划、模拟仿真等方法,将生产现场的多台设备按需灵活组成一个协同工作体系。
对设备间协同工作方式进行优化,根据优化结果对制造执行系统(MES)、可编程逻辑控制器(PLC)等工业系统和设备下发调度策略等相关指令,实现多个设备的分工合作,减少同时在线生产设备数量,提高设备利用效率,降低生产能耗。
机器视觉质检
在生产现场部署工业相机或激光器扫描仪等质检终端,通过内嵌5G模组或部署5G网关等设备,实现工业相机或激光扫描仪的5G网络接入,实时拍摄产品质量的高清图像,通过5G网络传输至部署在MEC上的专家系统。
专家系统基于人工智能算法模型进行实时分析,对比系统中的规则或模型要求,判断物料或产品是否合格,实现缺陷实时检测与自动报警,并有效记录瑕疵信息,为质量溯源提供数据基础。
同时,专家系统可进一步将数据聚合,上传到企业质量检测系统,根据周期数据流完成模型迭代,通过网络实现模型的多生产线共享。