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工業互聯網構筑第四次工業革命的基石
作者:【】 來源:【人民郵電報-中國信息產業網】 瀏覽:【361】發布時間:【2019/3/4】
 

當前,工業互聯網正成為世界各國關注的熱點、發展的重點、競爭的焦點。從各國戰略支持重點、企業創新轉型方向、產業生態發展趨勢看,工業互聯網正在超越以網絡、平臺和安全三大體系為代表的數字空間維度,向傳統生產單元、系統、設備、車間、工廠等物理實體維度加速擴展,工業互聯網產業體系與工業體系深度疊加,涵蓋工業數字化轉型的各個方面,加速工業數字化、網絡化、智能化轉型升級的歷史進程,展現出難以估量的潛力空間。工業互聯網日益成為第四次工業革命的基石。發展工業互聯網是搶占這一輪工業革命制高點和主導權的必由之路。

一、主要國家以戰略規劃為統領,加大整體推進力度

世界主要國家搶抓“再工業化”與信息化交匯的重要機遇,紛紛出臺工業互聯網相關戰略,著力形成多層次、全方位的政策推進機制,系統促進工業互聯網技術創新和應用推廣,加快推動制造業數字化轉型,搶占新工業革命制高點。

(一)美國工業互聯網突出信息技術驅動的創新引領

美國政府認為,以工業互聯網為基石的先進制造業是推動國家未來經濟發展的引擎。2008年國際金融危機以來,美國持續推出先進制造業戰略行動,高度重視充分發揮信息技術優勢,積極探索制造業與互聯網等信息技術融合創新發展路徑,以工業互聯網為抓手,強化創新驅動的前沿引領優勢,確保全球領先地位。

美國通過“制造業復興法案”,先后出臺“先進制造伙伴關系計劃”“先進制造業戰略計劃”“國家制造業創新網絡計劃”等戰略和計劃,2018年10月5日,又發布《美國先進制造領導力戰略》,開發和轉化涵蓋半導體、人工智能、先進材料、工業機器人、數字制造等的新型制造技術,加快以工業互聯網為關鍵支撐的先進制造業發展。

國家科學基金會(NSF)連續14年將工業互聯網核心使能技術——信息物理系統(CPS)研發納入國家科學基金會資助范圍,2019年預計投資8228萬美元。國防部牽頭成立數字制造與設計創新中心(DMDII),通過制定標準,建設測試平臺,開發新型軟件工具、模型和生產方法,拓展人工智能、區塊鏈等新興技術應用,重點支持先進制造工廠、智能機器、先進分析、信息物理系統安全等相關技術研發與產業化。

(二)德國工業4.0全面加強信息物理系統創新應用

德國政府強調,當今最重要的顛覆式創新是數字化,而工業互聯網是一個改變游戲規則的關鍵因素。近年來,德國持續升級相關戰略計劃,為工業互聯網體系化建設和持續性推進提供政策保障,大力支持工業4.0(被譽為第四次工業革命),保持和擴大制造業高端競爭優勢。

2013年以來,德國相繼發布《新高科技戰略(3.0)》《數字議程(2014—2017)》《數字化戰略2025》《德國工業戰略2030》等,將信息物理系統(CPS)作為工業4.0的核心技術,并在標準制定、技術研發、驗證測試平臺建設等方面做出了一系列戰略部署。2019年,《德國工業戰略2030(草案)》指出,機器與互聯網互聯(工業4.0)是極其重要的突破性技術,機器構成真實世界和互聯網構成的虛擬世界之間的區分正在消失,工業中應用互聯網技術逐漸成為標配,這一變化才剛剛開始。明確提出將機器與互聯網互聯(工業4.0)作為數字化發展的顛覆性創新技術加速推動,通過政府直接干預等手段確保掌握新技術,保證在競爭中處于領先地位。

德國聯邦教育與研究部累計撥付上億歐元經費支持工業4.0技術研發項目,德國經濟與能源部出資5600萬歐元建立10個中小企業數字化能力中心。德國地方政府也積極籌措配套資金加大工業4.0落地。

(三)其他國家工業互聯網突出應用導向的融合轉型

法國、英國、日本等發達國家均發布了制造業數字化轉型及工業互聯網發展計劃,并成立由產學研用各方組成的跨部門、跨領域統籌機構,協調相關推進工作。日本經濟產業省在2018年5月設立數字化轉型研究組,討論數字化轉型面臨的挑戰和應對措施,同年6月發布《2018年度制造業白皮書》,進一步明確“互聯工業”戰略。依托工業價值鏈促進會(IVI)等組織,匯聚豐田、三菱、日立等一大批知名企業,共同推動工業互聯網應用落地。

世界經濟論壇創始人兼執行主席克勞斯·施瓦布指出,第四次工業革命的核心是互聯網與各項技術的融合。越來越多的發展中國家意識到工業互聯網的重要性,加快相關部署。印度總理莫迪指出,利用工業互聯網,加快第四次工業革命將印度推向新高度。印度建立了第四次工業革命中心,印度尼西亞、泰國、越南等國也先后發布工業互聯網/工業4.0發展路線圖,通過資金支持、國際合作引導產業轉型。

二、領先企業以跨界融合為主線,加快產業創新步伐

面對新工業革命的歷史性契機,領先企業充分發揮信息技術和先進制造技術綜合優勢,通過工業互聯網強化發展主導權和競爭力。同時越來越多的企業參與到工業互聯網創新中,給工業互聯網產業發展注入強勁勢頭,全球企業正在共同打造新一代信息技術與工業深度融合的關鍵基礎設施和新型應用模式,促進人、機、物全面互聯,努力實現全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連接,推動形成平臺支撐、數據驅動、智能增值的工業生產制造和服務體系,不斷培育新增長點、形成新動能。

(一)美國企業持續鞏固綜合領先優勢

美國受益于GE、PTC、羅克韋爾、思科、IBM、微軟等諸多領軍企業的帶動,云計算、大數據、人工智能等強大技術能力,以及企業強烈的工業互聯網應用意識,多層次產業群體加快形成,工業互聯網發展主導地位突出。

工業巨頭堅定發力重點方向。GE公司將工業互聯網平臺作為應對未來工業挑戰的核心力量,率先布局并大力推動工業互聯網業務創新。2017年由Predix平臺直接驅動的訂單漲幅達到150%,GE Digital收入已達40億美元。2018年12月,GE宣布投資12億美元,將Predix在內的GE Digital部門獨立出來,構建GE全資擁有、獨立運營的公司,并將擁有獨立的品牌和標識、股權結構和董事會,整合GE數字集團領先的工業互聯網解決方案,包括Predix平臺、資產績效管理、自動化、制造執行系統、運營績效管理。

信息產業巨頭加快突破關鍵技術。PTC公司憑借ThingWorx平臺被多家研究公司評為2018年全球工業互聯網市場技術領導者。羅克韋爾在推出FactoryTalk平臺的基礎上,嘗試將人工智能應用于工業互聯網。霍尼韋爾發布ICSShield軟件解決方案,為管理多種過程控制網絡的工業客戶提供工業互聯網服務。微軟Azure IoT平臺不斷豐富遠程設備監控、預測性維護、工廠聯網與可視化等功能。英特爾推出邊緣計算相關芯片和處理器,將云計算、大數據、人工智能技術優勢下沉到設備終端。思科將推出支持NB-IoT技術的Jasper Control Center,從各種工業以太網和現場總線中獲取實時生產數據。

初創企業創新創業活力強勁。更多初創企業獲得資本青睞,2014年成立的Uptake公司,通過發展工業互聯網平臺,在短短四年間獲取超過2.5億美元融資,市場估值高達23億美元。提供邊緣智能軟件的FogHorn公司目前累計融資4750萬美元,僅2017年B輪融資就獲取3000萬美元。Particle公司推出工業互聯網硬件、軟件及連接平臺,全球已有8500家公司使用。C3IoT提供設備預測維護、能源管理等應用,獲得多家行業巨頭及政府訂單,年收入超5000萬美元。

(二)德國企業進一步彰顯高端融合優勢

在制造業自動化領先基礎上,以西門子、SAP等為代表的德國企業巨頭不斷強化信息技術應用,加快數字化工業布局。

打造平臺新生態。西門子將工業互聯網平臺作為數字化轉型的關鍵杠桿,2017年數字化業務收入超過140億歐元。從2007年開始,在數字化領域開展了一系列并購,致力于實現信息系統與自動化控制系統集成。在《愿景2020 》中,明確將數字化工業作為未來三大業務方向之一。聯合庫卡、費斯托、艾森曼集團等18家合作伙伴共同創建“MindSphere World”,打造MindSphere平臺的生態系統。最新發布MindSphere平臺3.0版本,強化工業App開發與應用服務能力,通過大數據分析做出性能數字化雙胞胎,優化產品設計,實現閉環生產。博世融合Eclipse開源組織,打造從數字雙胞胎到嵌入式編程的邊緣開放生態,博世IoT平臺集成了10余種工業協議,基于模塊化OSGi架構下發至網關設備上進行靈活配置。

加強應用技術創新。軟件企業方面,SAP在HANA平臺基礎上,進一步推出涵蓋邊緣計算、大數據處理與應用開發功能的Leonardo平臺。通過數字化雙胞胎網絡,橫跨企業研發、生產、供應、銷售、服務全價值鏈,連接產業鏈利益相關方,主要在物聯網、數字雙胞胎、企業資產管理、數字化實時工廠、機器學習、區塊鏈透明交易等六大領域,支持企業全方位的數字化轉型。裝備企業方面,KUKA推出一系列產品布局智能生產,基于KUKA Connect云平臺,客戶能夠隨時隨地訪問自己的 KUKA 機器人,運用大數據和云計算技術進行預測分析,持續提高生產率、質量和靈活性。

投資并購補充短板。領先巨頭借助資本優勢收購新興技術公司,彌補軟件開發、數據分析、安全等弱勢領域。西門子花費6億美元并購低代碼應用開發平臺Mendix,其工業App開發及部署時間有望縮短十倍。收購UGS公司獲得Teamcente軟件,實現實時動態的調整產品設計乃至整個價值鏈。投資工業互聯網安全初創公司Claroty,提供威脅檢測和監控軟件。

推動工業互聯網與5G融合創新應用。倍福(Beckhoff)、博世、德國電信、愛立信等歐洲企業聯合成立工業互聯與自動化5G聯盟(5G-ACIA),推動5G在工業生產領域的落地。弗勞恩霍夫與愛立信等企業合作,開展智能工廠、航空發動機制造、智能工業機器人等場景的5G技術驗證。

(三)其他國家先進企業著力加快趕超

瑞士、法國等歐洲發達國家立足自身領先制造業基礎優勢,持續加大工業互聯網平臺的投入力度;日本企業也積極部署工業互聯網產業,在平臺研發與應用探索并取得顯著成效;此外,印度等新興經濟體的工業化需求持續促進亞太地區工業互聯網平臺快速發展。

加強工業互聯網平臺創新。瑞士ABB集團在未來發展中將重點推動四大領先業務與其Ability平臺的融合,為工業客戶提供數字化產品解決方案。ABB進一步擴展與IBM的合作,提升ABBAbility平臺的工業數據計算和分析能力,目前已經匯聚210多個數字化解決方案。法國施耐德EcoStruxure平臺部署在全球超過48萬個安裝現場,得到了超過2萬名開發者和系統集成商的支持,管理超過160萬份資產,推動4000多家工業系統集成商將行業知識轉化為工業App。

加強工業互聯網產業應用。在自動化領域,安川MMcloud平臺等嶄露頭角,成為各家企業圍繞產品提供增值服務的良好載體。在生產制造領域,日立、東芝分別構建了Lumada平臺和SPINEX平臺,在優化自身價值鏈和降低運營成本的同時,為客戶創造新價值。

三、有關各方以產業聯盟為紐帶,加快完善生態體系

工業互聯網具有全要素連接、全鏈條融通、全主體協同的顯著特征,要求建立生態化、全球化的產業組織,促進各方面各領域各環節全面融合。近年來,新型工業互聯網產業聯盟蓬勃發展,匯聚政產學研用各方力量,加速技術創新突破與擴散滲透,加速模式培育和應用推廣,推動工業互聯網產業生態迅速聚合壯大。

(一)美國工業互聯網聯盟不斷匯聚優勢力量

積極吸納各類企業巨頭和頂尖機構加盟,突出體系架構和測試床建設,加快互聯模式推廣和市場布局。

全球影響力不斷擴大。2018年年底,IIC成員有246家,包括北美、歐洲和亞洲在內的30余個國家和地區的產業和企業代表,覆蓋工業互聯網全生態鏈。美國國家標準研究院(NIST)、約翰-霍普金斯大學、賓夕法尼亞大學等頂尖科研機構,英特爾、思科、AT

 
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