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数字经济案例|工业互联网与工业物联网相辅相成

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发布: 2019/09/05

作者:优制云

来源:智慧交通网

数字经济是新一代信息技术与实体经济深度融合产生的一个新的经济形态,它是我们新时代、新经济的一个显著的特征。


数字经济主要包括数字产业化和产业数字化两个方面:数字产业化,也称为数字经济基础部分,即围绕数据归集、传输、存储、处理、应用等数据链各环节,形成的技术、产品和服务等有关产业,主要包括电子信息制造业、软件和信息服务业、信息通信业,以及大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术产业;


产业数字化,也称为数字经济融合部分,即信息通信技术与传统产业广泛渗透融合,促进产出增加和效率提升,催生新产业新业态新模式,主要包括以智能网联汽车、智能无人机、智能机器人等为代表的制造业融合新业态,以移动支付、电子商务、共享经济、平台经济为代表的服务业融合新业态。


工业一直是全世界经济发展的重要支撑,从人类社会自农耕逐步走到工业化后,工业革命大幅促进了工业在人类社会中的发展和地位,影响了欧洲国家的快速发展。回到现在,虽然第三产业的经济占比往往高于工业所属的第二产业经济占比,但工业仍是不可或缺的一大支柱。


而面对21世纪的发展挑战,尤其是2008年金融危机以后,随着以物联网、云计算和大数据为代表的新一代信息技术迅速发展,美国提出了“工业物联网”,德国提出了“工业4.0”,我国也提出了“中国制造2025”。同时,随着工业发展的需要,工业互联网的概念也被提上日程。


01工业互联网发展历程


工业互联网是新一代信息技术与工业系统深度融合形成的产业和应用生态,通俗来说就是通过互联网将工业产业链条上的每个节点连接起来,以形成大范围、高效率的生存状态。


工业互联网的本质和核心是通过工业互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来。可以帮助制造业拉长产业链,形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通,从而提高效率,推动整个制造服务体系智能化。还有利于推动制造业融通发展,实现制造业和服务业之间的跨越发展,使工业经济各种要素资源能够高效共享。


2012年美国通用电气公司(GE)发布《工业互联网:打破智慧与机器的边界》白皮书,确定工业互联网概念。而在我国,工业互联网发展也有十个年头了。


  • 工业互联网萌芽期(2010年以前):2009年,阿里公司率先开展云平台的研究,并逐步与制造、交通、能源等众多领域的领军企业合作,成为一些工业企业搭建云平台的重要推手。


  • 发展初期(2010年—2014年):2010年,腾讯开放平台接入首批应用,腾讯云正式对外提供云服务。2011年,华为公司依托其资本和云计算研发实力,发布华为云平台,面向互联网增值服务运营商、大中小型企业、政府、科研院所等广大企事业用户提供包括云主机、云托管、云存储等基础云服务、超算、内容分发与加速、视频托管与发布、企业IT、应用托管等服务和解决方案。


  • 快速发展期(2015年—至今):2015年以后,国内企业积极开展布局,航天云网、三一重工、海尔、富士康等企业依托自身制造能力和规模优势,推出工业平台服务,并逐步实现由企业内应用向企业外服务的拓展;和利时、用友、沈阳机床、徐工集团等企业则基于自身在自动化系统、工业软件与制造装备领域的积累,进一步向平台延伸,尝试构建新时期的工业智能化解决方案。当然,客观地说,目前中国工业互联网云平台产业的发展仍处于初级阶段


02工业互联网发展挑战


随着个人计算机数量的增加,网络连接成本的下降推动了互联网的发展。现如今,传感器的成本越来越低,性能越来越高,具备了更好的数据采集和存储能力,同时,工业控制系统需要也逐步朝处理大量信息的实时数据的方向发展,大数据的分析工具将日趋成熟,技术方面的进步使得工业互联网展现出优秀的发展前景。但同时,工业互联网也面临如下的问题和挑战。


(一)政策环境有待建立  以物联网为例,2009年从中央到地方一系列重要指示的出台使得物联网产业获得了良好的宏观政策环境。对于工业互联网,从概念的辨析到发展前景的预测,政府和企业都是摸着石头过河,我国虽然已经出台部分引导政策,但发展仍不完善,仍需时间来补充、细化。


(二)行业壁垒需要打破  工业互联网应用的大部分场景和传统工业密切相关。对于某些领域,其自身信息化程度较高,采用行业私有标准的信息采集终端和应用管理平台,行业封闭性强,与外部网络的互联互通性差。而某些行业由于信息保密等原因,不愿开放内部资源,也不愿采用第三方信息系统,无法纳入到工业互联网框架。  


(三)应用模式需要探索  工业互联网将充分利用传感技术和物联网,实现人与机器、机器与机器的连接,那么如何利用云计算实现海量数据的存储,如何结合大数据进行数据挖掘和分析,如何使得生产与消费对接,如何发展出基于互联网的按需制造和定制化生产。工业互联网的应用需要技术的支撑,更需要业务模式的创新,如何创造更多更新的应用模式,是决定工业互联网发展速度的核心要素。  


(四)安全问题亟待关注  从工业互联网本身来看,工业互联网的发展意味着工业控制系统将更加复杂化、IT化和通用化,不同工业控制系统互联互通,内部将越来越多采用通用软件、通用硬件和通用协议,这将增加信息安全隐患。


03工业互联网产业分析


工业互联网既能满足工业智能化发展需求,具有低延时、高可靠、广覆盖特点的关键网络设施,也是新一代通信技术与工业领域深度融合所形成的新型应用模式,更是在此基础上形成的全新工业生态体系。在工业互联网整个体系中,包含三大核心体系:网络体系、平台体系和安全保障体系。

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网络体系是工业互联网的基础,工业互联网将连接对象延伸到工业全系统,将产业链、价值链全要素各环节的泛在深度互联与数据的顺畅流通,是实现工业全要素各环节泛在深度互联的前提。


平台体系是工业互联网的核心,是面向制造业数字化、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、高效配置的工业云平台。


安全体系是工业互联网的保障,工业互联网打破了传统工业系统与互联网天然隔离的边界,互联网安全风险渗透到制造业关键领域,网络安全与工业安全风险交织,直接影响工业、经济安全乃至国家总体安全。


04工业物联网未来展望


纵观全球各主要国家的工业互联网实践,基本形成了一条“政府引导、市场主导、企业主体、联盟支撑”的发展道路,在技术攻关、产业布局、资本服务等方面,加大产学研用合作力度,形成合力共同推动工业互联网创新发展。


工业革命创造了各种机器、设备、机组和基础设施,互联网革命带来了信息技术的飞速发展,工业互联网汇集了两大革命的成果,必将进一步促进经济发展。工业是我国国民经济的主体,是促进国民经济发展的重要引擎,现正值我国工业转型发展的攻坚时期,如何利用工业互联网为我国经济发展创造新的增长机遇对经济发展十分重要。


(一)充分利用工业互联网带来的工业革命,推动我国经济结构调整  我国曾经依靠人力成本低、资源成本低取得了巨大的工业成就,但如今产能过剩、耗能过大等现状意味着这种粗放型的工业发展模式是无法长期支持我国经济高速增长的。


在这个背景下,通过机器、设备组、设施和系统网络组成的工业互联网,在更深的层面将连接能力、大数据分析能力完美结合,并贯穿于设计、生产、流通、消费、分配等各个环节之中,可大幅提高工业生产的效率、缩短产品的设计和流通周期、增加制造的灵活性、降低生产能耗,必将提高工业发展的质量和效益。


不仅如此,工业互联网发展将在创新工业要素配置、生产制造和产业组织方式中带来更多的创新,从大规模生产到定制化生产的模式,将加快工业生产向网络化、智能化、柔性化和服务化转变,从而推进我国制造业和信息业的融合、制造业和服务业的融合。


(二)制定我国工业互联网扶持政策,创建工业互联网发展环境  工业互联网的发展依靠三项关键技术,一是各种传感器的普及;二是强大的计算与存储能力;三是不断延伸的网络。随着我国基础设施建设的不断投入,中国的航空、电力、铁路、医疗、石油天然气等重点领域为工业互联网的发展提供了广阔的平台。选择重点行业、关键领域先期发展工业互联网,提前规划和布局、充分利用工业互联网的优势,辅以政策支持,才能更好更快的发展工业互联网。


(三)以应用为先导,循序渐进打造多层次平台体系  从应用场景出发,找到真实工业场景的现实瓶颈问题,自下而上形成实际可操作、可复制的一系列系统解决方案,并以工业APP、工业微服务等形式逐渐沉淀到工业互联网平台上,由单点应用到多点推广,由特定行业、特定区域推及至跨行业跨领域,建立起涵盖生产全流程、全环节的一系列平台解决方案,形成多层次平台发展体系。


(四)重视工业互联网信息安全问题,保障工业互联网安全发展

比起传统工业控制系统,工业互联网的信息安全问题将更加凸显,一旦出现安全问题,工业网络信息的保密性、完整性、可靠性、可控性、可用性遭到破坏,将造成不可估量的损失。


因此,必须关注工业互联网信息安全问题,从工业互联网基本结构、系统特点、面临的主要安全威胁入手,在工业互联网实际应用中的管理控制、运行控制以及技术控制等安全控制方面着力,保障工业互联网安全发展。



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