FABIE观察 | 第四次工业革命的重要力量—工业互联网

1发布 · 2020-08-04 10:02 2

数字化、网络化、智能化

FABIE说


6月9日,阿里云于2020云峰会上正式发布“云上春雷”计划,升级阿里云工业互联网平台,未来3年内新增100万家企业上云,培养1000家行业服务商,助力10000家工厂完成数字化改造。


今年两会的政府工作报告明确指出,要加强新型基础设施建设,推动制造业升级和新兴产业发展,发展工业互联网,推进智能制造。


工业互联网是智能工业发展的基础设施,是工业向数字化、网络化、智能化发展的核心支撑,是工业变革创新的重要载体。推进工业互联网发展不是简单的网络和平台建设,是个系统性推进工程,需要统筹部署,从根本上解决工业软件、接口标准、工业网络、数字安全和商业模式等系列问题,才能确保工业互联网持续健康发展。


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一、工业互联网概念


 工业互联网服务对象是工业,互联网是服务的基础设施。其本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品及人之间的网络互连为基础,通过对工业数据深度感知、实时传输交换、快速计算处理及高级建模分析,实现智能控制、运营优化和生产组织方式的变革。


我们平常上的互联网是消费互联网,主要是进行大众消费,可以让衣食住行更加便捷。工业互联网是指工业企业在生产、经营、管理、销售等全流程领域,以构建互联互通的网络化结构、提升自动化和智能化水平为目的,对企业的生产设备、原材料等进行联网,提高生产效率,以及节约生产成本。



二、工业互联网产业链

要实现工业互联网,必须要实现三大建设才能实现:第一,网络层建设。构建工业互联网网络层,实现互联互通的功能。第二,平台层建设。通过搭建平台,实现行业平台和区域平台同步进行。第三,安全体系建设。确保商业机密不被泄露。其中,网络体系是基础,平台体系是核心,安全体系是保障。


工业互联网产业链上游主要是硬件设备,提供平台所需要的智能硬件设备和软件,主要有传感器、控制器、工业级芯片、智能机床、工业机器人等。


行业中游为互联网平台,从架构上可以分为边缘层、平台层和应用层。边缘层是工业互联网应用的基础,主要负责工业大数据的采集;平台层主要解决的是数据存储和云计算,涉及到的设备如服务器、存储器等。应用层主要是各种场景应用型方案,如工业APP等。


而下游应用场景是工业互联网典型应用场景的工业企业,如高耗能设备、通用动力设备、新能源设备、高价值设备和仪器仪表专用设备等。


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设备层

也叫边缘层,以可联网、具备通信功能的创新型硬件产品为主,包含传感器、边缘控制器、物联网设备、数字化工业装备等;


网络层

对于制造业企业而言,网络层面建设主要围绕线下设备线上化、线上设备互联互通开展,以现场总线、工业以太网、工业PON等工厂内网通信相关的软硬件解决方案提供商,以及工厂外通信连接解决方案提供商为主。网络层面需要在现场级和车间级实现底层设备横向互联以及与上层系统纵向互通的连接。主要包括:对现有生产装备的通信方式进行改造,对现有装备增加网络接口、附加传感器、执行器,部署新的监测设备、扫描设备,对采集的数据进行边缘处理和信息交互等等。工业互联网网络层参与方共有三类企业:通信企业、制造业头部企业、工业互联网平台企业。


平台层

平台体系是工业互联网的核心,它将物联网、大数据、人工智能及云计算等理念、架构和技术融入工业生产中,目前能提供工业互联网平台服务的国内外厂商已经超过150 家。工业互联网平台参与企业大致分为五类。

第一、头部制造企业。如航天科工、中船工业、三一重工、海尔、美的、富士康等制造企业,孵化出专业的工业互联网平台公司,建设运营平台,提升第三方平台服务能力。

第二、传统系统解决方案提供商(含传统机械和自动化企业):如华为、宝信软件、石化盈科、浙江中控、华龙讯达、浪潮等传统系统解决方案服务商向平台解决方案服务商转型。

第三、传统软件企业。如东方国信、用友软件、金蝶等软件企业。基于平台架构,加速软件云化发展,强化工业基地模型的开发部署。

第四、互联网企业。如腾讯阿里,百度等,在消费互联网向产业互联网转型中,纷纷向各工业领域拓展,或与传统制造企业合作共建工业互联网平台。

第五、单点突破的创业企业。如优也、寄云、天泽智云、昆仑数据等一批初创企业,重点围绕解决特定工业行业或领域业务痛点,提供平台解决方案服务。


应用层

主要指的是工业软件及工业APP开发者,代表性企业:用友、东方国信、赛意信息、宝信软件、汉得信息、今天国际、鼎捷软件、启明信息。


安全层

主要关注工控安全以及应用与工业网络的安全解决方案。


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三、工业互联网产业需解决的问题


一是:解决工业机理模型数字化问题

工业互联网平台是软硬融合平台,工业软件在工业互联网平台数字化、网络化和智能化控制以及商业模式创新中发挥着核心作用,工业产品的数字设计、验证和测试,工业装备的数字化控制,都离不开工业软件支撑。工业软件绝非一般的普通软件,是工业机理模型数字化封装和复用,需要对工业工艺、技术和机理等长期积累。


目前,国际主流常用的各领域工业软件有超过150余款,涵盖研发设计、生产控制、测试验证等环节,几乎都是国外企业提供,且软件封闭不开源不开放。我国工业各细分领域国产工业软件全链条缺失,影响了国内企业工业互联网集成工业软件,已经成为了我国企业部署工业互联网平台最大障碍。


二是解决数字工业设备集成互联问题

完善接口标准是工业互联网平台发挥平台系统集成、资源汇聚、信息共享等作用的关键。工业数字化设备网络接入、工业软件互联互通等标准不统一,不同厂商提供工业数字化设备、工业软件也就无法综合集成和互联互通,更无法建成一体化的工业互联网平台,互联工厂和智能工厂也就无从谈起。


例如,目前市场上常用工业现场总线种类就超过20多种,由不同国际主要工业数字化设备厂商主导着,工业数字化设备五花八门,严重地影响了工业互联网平台对工业设备的综合集成。


三是解决数字工业设备高速互联问题

提供满足工业应用场景需求的工业网络接入服务,是工业互联网平台畅通内外信息流通渠道必要保障。固定光纤网络无法解决工业设备移动化应用场景需求,传统室内WiFi无法满足海量设备接入、大场景移动漫游、多路数据高速率并发传输等需求,工业WiFi设备存在大场景部署无法弹性伸缩等问题。需要根据工业应用场景特殊需求,按照5G网络服务能力,为工业应用场景量身定制能解决网络接入痛点、技术切实可行、性价比高的5G专用网络部署方案。


四是解决工业网络化服务商业价值问题

商业模式创新是工业互联网平台发展的价值所在。企业数字化转型绝对不是简单的技术层面推动设备上云上平台,是通过商业模式创新来重塑工业企业在数字化条件下的物资链、服务链、价值链。没有商业模式重构的工业互联网平台建设,只能算是企业内部管理信息系统,难以从根本上推动企业数字化转型和变革。


五是解决数字工业设备可管可控问题

工业互联网平台遭受病毒等网络攻击,产生的危害更为巨大。当前工业互联网平台安全风险来自多个不同层次,需要保障来自不同工业互联网平台服务厂商的硬软件安全,确保不出现漏洞和后门;需要保障网络接入安全,确保接入安全可信网络;需要保障数据使用安全,严格按照工业数据分级分类要求管理和使用数据。


工业互联网作为新一代信息技术与工业技术深度融合产生的新工业生态、关键基础设施和新型应用模式,是实体经济数字化、网络化、智能化发展的途径,也是驱动第四次工业革命的重要力量。接下来,需要多措并举推进工业软件普及应用和跨越发展,加快建立涵盖工业软硬件的互联互通标准体系,制定工业软件关键数据共享标准,建立面向工业应用场景的网络接入服务,推进5G在工业应用场景的应用,满足中小工业企业应用场景接入需求,深化工业和互联网融合创新,构建企业大数据中心,统筹规划企业数据资源,为企业提供数字化、网络化和智能化服务。

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