海外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展鏡鑒

尹峰

作為實(shí)現(xiàn)智能制造關(guān)鍵使能技術(shù)、通用目的技術(shù)和開放價(jià)值平臺，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸成為全球制造業(yè)的競爭焦點(diǎn)，美國、德國等主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家，圍繞核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、平臺加速布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，夯實(shí)智能制造發(fā)展基礎(chǔ)，并對我國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有著一定的借鑒意義。

隨著新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，全球興起了以智能制造為代表的新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命。作為實(shí)現(xiàn)智能制造關(guān)鍵使能技術(shù)、通用目的技術(shù)和開放價(jià)值平臺，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸成為全球制造業(yè)的競爭焦點(diǎn)，美國、德國等主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家，圍繞核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、平臺加速布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，夯實(shí)智能制造發(fā)展基礎(chǔ)。西門子、GE等國際領(lǐng)軍企業(yè)紛紛基于各自基礎(chǔ)和優(yōu)勢搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，圍繞智能裝備、云平臺、工業(yè)APP的功能架構(gòu)，整合平臺供應(yīng)商、應(yīng)用開發(fā)者和最終用戶等生態(tài)資源，搶占工業(yè)數(shù)據(jù)入口主導(dǎo)權(quán)、培育海量開發(fā)者、提升用戶黏性，不斷強(qiáng)化以平臺為載體、以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的智能制造發(fā)展優(yōu)勢。

美國：政府注重關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新，領(lǐng)軍企業(yè)和行業(yè)組織共同推進(jìn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念是由美國GE公司最先提出的，目標(biāo)是通過信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，采集海量工業(yè)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)創(chuàng)造新的附加值。在推進(jìn)策略上，美國更加注重以創(chuàng)新為驅(qū)動，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)、信息通信、軟件等優(yōu)勢，利用信息技術(shù)“自上而下”重塑制造業(yè)。

一是領(lǐng)軍企業(yè)引領(lǐng)美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。2012年GE公司發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：突破智慧和機(jī)器的界限》白皮書，首次提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，隨后在2013年推出Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)企業(yè)的應(yīng)用。2016年，GE將完善后的Predix平臺正式開放，并建成4個(gè)云計(jì)算中心，聚集20000開發(fā)者。預(yù)計(jì)到2020年，Predix平臺將有50萬全球開發(fā)者和工業(yè)App，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在更廣泛范圍內(nèi)得到推廣應(yīng)用。

二是政府重點(diǎn)推動關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)。2008年國際金融危機(jī)之后，美國意識到“去工業(yè)化”所帶來的“產(chǎn)業(yè)空心化”問題。為此，美國政府組織實(shí)施“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃”，構(gòu)建“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”，重點(diǎn)突破信息物理系統(tǒng)CPS、先進(jìn)傳感與控制、大數(shù)據(jù)分析、可信網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算、信息安全等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用提供有力支撐。

三是組建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，打造生態(tài)系統(tǒng)。2014年3月，GE、AT&T、Cisco、IBM、Intel5家企業(yè)聯(lián)合成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和試點(diǎn)應(yīng)用，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)，定義從傳感器、數(shù)據(jù)分析到商業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和功能范圍。截至目前，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟已有來自全球33個(gè)國家的260余家成員單位。

德國：政府實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，大型企業(yè)打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

德國裝備制造業(yè)領(lǐng)先全球，長期專注于復(fù)雜制造系統(tǒng)的優(yōu)化和創(chuàng)新。為應(yīng)對新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命帶來的挑戰(zhàn)，德國更加注重發(fā)揮自身在制造裝備、自動化系統(tǒng)、工藝流程等方面優(yōu)勢，利用信息技術(shù)“自下而上”改造制造業(yè)，提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略。與美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不同，德國工業(yè)4.0更加關(guān)注通過生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化提高效率。

一是政府實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會等研究機(jī)構(gòu)的推動下，德國政府將工業(yè)4.0上升為國家戰(zhàn)略，納入《德國2020高技術(shù)戰(zhàn)略》的十大未來項(xiàng)目之中。2015年3月，德國經(jīng)濟(jì)與能源部、教育與研究部宣布接管由德國信息經(jīng)濟(jì)、電信和新媒體協(xié)會，德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)協(xié)會，德國電氣電子工業(yè)協(xié)會三大行業(yè)組織共同發(fā)起成立的“工業(yè)4.0平臺”，聚焦標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)創(chuàng)新、信息安全、人才培養(yǎng)和法律框架等課題，構(gòu)建工業(yè)4.0在線圖書館、工業(yè)4.0地圖、工業(yè)4.0測試臺等措施促進(jìn)工業(yè)4.0的發(fā)展和應(yīng)用。在政府、學(xué)界和行業(yè)組織的共同推動下，工業(yè)4.0已經(jīng)得到全球制造業(yè)界的廣泛認(rèn)同，成為德國的標(biāo)簽之一。

二是大型企業(yè)打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。西門子集團(tuán)是全球電子電氣工程領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，在數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制、自動化系統(tǒng)等方面具有深厚的積淀。從2007年開始，西門子先后并購了UGS、Innotec、Vistagy、IBS、Vrcontext、LMS、TESIS等企業(yè)，補(bǔ)齊仿真與測試、3D可視化、工業(yè)軟件等數(shù)字化能力。2016年，西門子正式推出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺MindSphere，憑借獨(dú)樹一幟的開源性和兼容性，以及出色的數(shù)據(jù)采集和分析能力，MindSphere為客戶提供數(shù)據(jù)挖掘、工業(yè)APP開發(fā)等增值服務(wù)。

日本：政府和行業(yè)組織聯(lián)合實(shí)施“互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略

日本制造業(yè)在生產(chǎn)管理、工藝流程、關(guān)鍵零部件以及核心材料等方面具有優(yōu)勢。為解決國內(nèi)人口老齡化、勞動力短缺等問題，應(yīng)對美國、德國先進(jìn)制造業(yè)的挑戰(zhàn)，日本提出了“互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略，試圖將人、設(shè)備、系統(tǒng)、技術(shù)等相互連接起來，以創(chuàng)造新的附加值和解決相關(guān)的社會問題。與美國、德國注重企業(yè)內(nèi)的互聯(lián)與智能化不同，日本產(chǎn)業(yè)界卻另辟蹊徑，重點(diǎn)關(guān)注企業(yè)之間的互聯(lián)互通從而提升制造業(yè)的整體效率。

一是政府實(shí)施“互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略。2017年3月，在德國漢諾威信息通信博覽會CeBIT上，日本首相安倍晉三首次提出“互聯(lián)工業(yè)”的概念，作為日本制造業(yè)的戰(zhàn)略舉措。2018年6月，日本經(jīng)產(chǎn)省發(fā)布了《日本制造業(yè)白皮書（2018）》，也明確提出要“推動互聯(lián)工業(yè)，創(chuàng)造價(jià)值”?；ヂ?lián)工業(yè)具有三大核心理念：人與設(shè)備、系統(tǒng)之間并不是對立關(guān)系，而是合力實(shí)現(xiàn)新型數(shù)字社會;通過企業(yè)之間、產(chǎn)業(yè)之間以及國與國之間的緊密協(xié)作解決復(fù)雜問題;貫徹以人為本的理念，積極推進(jìn)與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合的人才培養(yǎng)。

二是行業(yè)組織發(fā)布“互聯(lián)工業(yè)”發(fā)展指南。與美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA、德國工業(yè)4.0架構(gòu)RAMI4.0類似，日本工業(yè)價(jià)值鏈促進(jìn)會IVI也于2016年12月發(fā)布了自身的互聯(lián)工業(yè)參考架構(gòu)IVRA，提出了企業(yè)之間如何實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的頂層指導(dǎo)思路。2018年3月，工業(yè)價(jià)值鏈促進(jìn)會IVI又提出了新一代工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)IVRA-Next。IVRA-Next將智能制造單元SMU作為互聯(lián)工業(yè)的基本單元，SMU通過PDCA循環(huán)（計(jì)劃Plan、執(zhí)行Do、檢查Check和行動Act）和EROR循環(huán)（發(fā)現(xiàn)問題System Exploration、共享問題System Recognition、確立課題System Orchestration、解決問題System Realization）實(shí)現(xiàn)自主進(jìn)化，解決生產(chǎn)現(xiàn)場、組織結(jié)構(gòu)、工作流程等問題。IVRA還提出了“寬松定義標(biāo)準(zhǔn)”，建立企業(yè)間易于互聯(lián)互通的寬松接口，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)間互聯(lián)互通的同時(shí)保證各家企業(yè)的競爭優(yōu)勢不受影響，以當(dāng)下可行的方法推動互聯(lián)工業(yè)的發(fā)展。

中國：加快推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展

2018年，工業(yè)和信息化部組織實(shí)施了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從政策文件制定進(jìn)入具體實(shí)施的新階段。借鑒美國、德國、日本工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展舉措，提出如下建議：一是補(bǔ)齊數(shù)據(jù)采集能力短板。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，但與美國、德國相比，我國制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)比較薄弱。2017年，我國制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率為44.8%、關(guān)鍵工序數(shù)控化率46.4%、數(shù)字化設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率為39%，尤其是中小企業(yè)的基礎(chǔ)更加薄弱，設(shè)備數(shù)字化改造和數(shù)據(jù)采集的難度較大，為此應(yīng)加快企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化改造、企業(yè)內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)升級改造，提升數(shù)據(jù)采集能力，夯實(shí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基礎(chǔ)。二是將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型的重要抓手。在做好生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造的基礎(chǔ)上，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為制造業(yè)企業(yè)提供生產(chǎn)過程可視化、數(shù)據(jù)分析與挖掘、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控管理、軟件工具共享等服務(wù)，促進(jìn)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型。三是推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。結(jié)合中國制造實(shí)際需求，研究完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)體系，明確標(biāo)準(zhǔn)研制的主要范圍和重點(diǎn)方向。同時(shí)，開展數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)接口、應(yīng)用接口、服務(wù)對接等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制和試驗(yàn)驗(yàn)證，促進(jìn)不同領(lǐng)域、不同平臺之間互聯(lián)互通和共享合作。

總之，圍繞核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、平臺加速布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，夯實(shí)智能制造基礎(chǔ)成為全球制造業(yè)的競爭核心，而我國正充分借鑒國際經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新發(fā)展，力爭在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代走在前沿。