工業(yè)數(shù)字化工程的內(nèi)涵剖析及體系建構(gòu)研究

毛光烈

(浙江省智能制造專家委員會，浙江 杭州 330108)

數(shù)字經(jīng)濟已成為帶動經(jīng)濟增長的核心動力。黨的十九大發(fā)出了建設數(shù)字中國的號召，浙江大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，以“數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化”為主線，全面實施數(shù)字經(jīng)濟“一號工程”。工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的主陣地，是突破傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的重要出路。在此背景下工業(yè)數(shù)字化工程應運而生，它是實現(xiàn)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手，一定程度上決定了工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的速度和質(zhì)量，具有重要的理論與實踐的研究價值。但作為初生于實踐的事物，工業(yè)數(shù)字化工程仍缺乏系統(tǒng)的理論框架解釋，更缺乏可指導實踐的研究。針對此，本文試圖從正確理解工業(yè)數(shù)字化工程內(nèi)涵和特征出發(fā)，再從實踐角度出發(fā)分析其工程體系，拋磚引玉，為后續(xù)實證研究和政策探討奠定基礎。

一、工業(yè)數(shù)字化工程的內(nèi)涵和特征

(一)數(shù)字化的內(nèi)涵

2012年維克托·邁爾-舍恩伯格(Viktor Mayer-Sch?nberger)和肯尼斯·庫克耶(Kenneth Cukier)提出一個與數(shù)字化相近的概念——“數(shù)據(jù)化”(Datalize)，他們認為數(shù)字化是為了方便計算機處理，用0和1來表示各種模擬數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)化是把現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)榭芍票矸治龅牧炕问降倪^程[1]。簡言之，數(shù)字化側(cè)重于技術(shù)變革，而數(shù)據(jù)化更關注信息本身，強調(diào)用數(shù)據(jù)挖掘巨大價值。

周濟院士結(jié)合我國信息化與制造業(yè)在不同階段的融合特征，歸納出被廣泛使用的“數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化”三個基本范式[2]，此處“數(shù)字化”強調(diào)的是信息應用的計算機化和自動化，指通過數(shù)字技術(shù)和制造技術(shù)的融合，對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進行數(shù)字化描述、分析、決策和控制，快速生產(chǎn)出滿足用戶要求的產(chǎn)品的過程。徐宗本院士探討“數(shù)字化”時也使用了“數(shù)據(jù)化”概念，但他認為數(shù)據(jù)化是數(shù)字化發(fā)展的一個階段[3]，當前數(shù)字化正從計算機化、自動化向數(shù)據(jù)化發(fā)展，突出數(shù)據(jù)的生產(chǎn)要素與生產(chǎn)力功能，強調(diào)對數(shù)據(jù)的收集、聚合、分析與應用。安筱鵬博士從“化解不確定性”角度對“數(shù)字化”進行深入剖析，提出了被廣泛認同與傳播的定義：數(shù)字化的本質(zhì)是“在數(shù)據(jù)+算法定義的世界中，以數(shù)據(jù)的自動流動化解復雜系統(tǒng)的不確定性，優(yōu)化資源配置效率，構(gòu)建企業(yè)新型競爭優(yōu)勢”[4]?？偟膩碚f，雖然不同學者對“數(shù)字化”有不同認識，但是在強調(diào)“數(shù)據(jù)的深度挖掘與應用”的這一點來看趨于一致。

信息經(jīng)濟向數(shù)字經(jīng)濟轉(zhuǎn)變的過程，凸顯了“數(shù)據(jù)”在生產(chǎn)生活中的特殊地位?，F(xiàn)代信息技術(shù)讓海量數(shù)據(jù)生成、存儲、計算成為了可能，但數(shù)據(jù)的價值源自于人類分析世界、預測未來、降低不確定性的渴望，數(shù)字經(jīng)濟強調(diào)數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素的深度應用[5]。我們認為，數(shù)字經(jīng)濟背景下，數(shù)字化是將大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等通用目的數(shù)字技術(shù)廣泛應用到經(jīng)濟社會各行各業(yè)，并通過數(shù)據(jù)的深度挖掘指導決策，促進生產(chǎn)生活全要素效率提升的過程。

(二)工業(yè)數(shù)字化工程的內(nèi)涵

基于上文分析，數(shù)字化就是通過對數(shù)據(jù)的深度挖掘化解產(chǎn)、供、銷、用等復雜系統(tǒng)的不確定性，優(yōu)化資源配置效率，構(gòu)建企業(yè)新型競爭優(yōu)勢。其核心是數(shù)據(jù)的深度應用，關鍵在于數(shù)字技術(shù)與人類活動的深度融合，目的是提高運行效率和效果。數(shù)字化簡單理解就是在工業(yè)領域深化數(shù)據(jù)采集、增加數(shù)據(jù)溝通、提高決策質(zhì)量，促進生產(chǎn)效率提升的過程。進一步講，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程就是運用現(xiàn)代科學與工程技術(shù)，解決數(shù)據(jù)怎么來、數(shù)據(jù)怎么聯(lián)、數(shù)據(jù)怎么用的問題[6]，而系統(tǒng)解決這些問題的復雜實踐活動，我們稱之為——數(shù)字化工程。通俗地說，當“化”字作為動詞來使用時，它是指通過數(shù)字化工程的建設模式(或工程的改造模式)來實現(xiàn)一個企業(yè)、一個單位、一個區(qū)域或某個領域(如交通領域)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方式。場景聚焦至工業(yè)領域，工業(yè)數(shù)字化工程則是在工業(yè)制造中融合運用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)與工業(yè)技術(shù)，解決“數(shù)據(jù)怎么來”“數(shù)據(jù)怎么聯(lián)”“數(shù)據(jù)怎么用”三大問題的工程實體。

1．數(shù)據(jù)怎么來。“數(shù)據(jù)怎么來”是工業(yè)數(shù)字化工程需要回答的第一個問題。工業(yè)數(shù)據(jù)的搜集和特征分析是世界各國工業(yè)數(shù)字化的實施基礎，不論數(shù)字工業(yè)發(fā)展到什么程度，數(shù)據(jù)采集都是生產(chǎn)中最實際、最高頻的需求，也是工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的先決條件[7]。數(shù)據(jù)采集工程解決的是數(shù)據(jù)來源問題，旨在低成本、高效率地建立全面、實時、高效的數(shù)據(jù)采集體系以保障數(shù)據(jù)來源。

2．數(shù)據(jù)怎么聯(lián)。實現(xiàn)萬物互聯(lián)是解決“數(shù)據(jù)怎么聯(lián)”問題的終極目標。萬物互聯(lián)是工業(yè)數(shù)字化的特征和基本要求，指人、機、物、應用等要素通過網(wǎng)絡連在一起，并通過有效的機制進行共享，實現(xiàn)互聯(lián)互通互操作，從而重構(gòu)整個生產(chǎn)方式、管理模式與服務模式。數(shù)據(jù)是人機物各要素之間合作生產(chǎn)作業(yè)的語言，一定程度上可以認為實現(xiàn)萬物互聯(lián)的過程實質(zhì)上就是打通數(shù)據(jù)應用的過程。數(shù)據(jù)互聯(lián)工程是滿足數(shù)據(jù)互聯(lián)應用的基本條件的舉措，任務是實現(xiàn)協(xié)議兼容，創(chuàng)造硬件、軟件間可對話與協(xié)同工作的環(huán)境，建立高效的數(shù)據(jù)共享機制和低延時、高可靠、廣覆蓋的數(shù)據(jù)傳輸與應用體系。

3．數(shù)據(jù)怎么用。通過數(shù)據(jù)應用創(chuàng)造數(shù)據(jù)價值是數(shù)字化轉(zhuǎn)型最關鍵也是最具價值的環(huán)節(jié)。解決“數(shù)據(jù)怎么用”問題的過程，是通過數(shù)據(jù)挖掘或知識發(fā)現(xiàn)，從大量數(shù)據(jù)中挖掘出隱含的、先前未知但潛在的有用信息與模式并指導決策、解決痛點、促進生產(chǎn)效率提升的一個工程化和系統(tǒng)化的過程[8]。

三個問題的回答，實質(zhì)是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)互聯(lián)、數(shù)據(jù)應用三個環(huán)節(jié)的實施。數(shù)據(jù)應用是三個環(huán)節(jié)的核心，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)互聯(lián)為數(shù)據(jù)應用奠定基礎。以數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)互聯(lián)、數(shù)據(jù)應用為主線的一系列邏輯、方法、模式與措施，描述了完整的工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程。

(三)工業(yè)數(shù)字化工程的特征

圍繞解決“數(shù)據(jù)”問題展開，是工業(yè)數(shù)字化工程的最大特點。而作為復雜的系統(tǒng)工程，在具體實施過程中工業(yè)數(shù)字化工程具有如下特征：

一是融合多學科多領域?qū)I(yè)知識。工業(yè)數(shù)字化工程強調(diào)大數(shù)據(jù)技術(shù)、計算技術(shù)與工業(yè)知識與技術(shù)相互集成、跨界融合并作為一個整體來使用，具體工程實施涵蓋系統(tǒng)及復雜系統(tǒng)工程的規(guī)劃及頂層設計方案編制、工程組織實施與管理、工程質(zhì)量監(jiān)管、工程運維等方面內(nèi)容。與此對應，工業(yè)數(shù)字化工程人才是復合型人才，新職業(yè)也是跨學科職業(yè)，需要設立專門的學科或?qū)I(yè)，進行學科與課程建設，加快科學人才與技能人才的培養(yǎng)，要求人才培養(yǎng)從專業(yè)分塊向?qū)I(yè)跨界融合轉(zhuǎn)變，從以學術(shù)為導向向工程實踐為導向轉(zhuǎn)變。

二是以系統(tǒng)解決問題為基本要求。“系統(tǒng)解決問題”是工業(yè)數(shù)字化工程最低的、最起碼的要求。如果數(shù)據(jù)能打通、智能體系能建成，數(shù)字化的生產(chǎn)、作業(yè)與服務的目的就能實現(xiàn)，反之數(shù)字化生產(chǎn)、作業(yè)與服務就實現(xiàn)不了，數(shù)字化工程的績效就是“零”。因此，要進行數(shù)據(jù)庫、云平臺等智能應用體系(包括生產(chǎn)、作業(yè)設備端物聯(lián)網(wǎng))的整體建設，不能缺腦無心、缺胳膊少腿、缺神經(jīng)傳導網(wǎng)絡系統(tǒng)。只有實現(xiàn)軟硬一體、物聯(lián)網(wǎng)應用端與互聯(lián)網(wǎng)平臺端為一體、數(shù)據(jù)傳感儲用為一體，才能構(gòu)成一個可實現(xiàn)某種人類智能、生物智能的自我感知、自我表達、自我學習、自主決策、相互協(xié)同工作的完整的整體。

三是以總包(或牽頭總包)為基本施工模式。系統(tǒng)解決問題的基本要求呼喚總包(牽頭總包)的施工模式。傳統(tǒng)分包模式造成“鐵路警察，各管一段”，采用的數(shù)字化接口、通信協(xié)議、數(shù)采模式不一，容易造成各個制造單元或每條生產(chǎn)線、每個車間的數(shù)據(jù)孤島；同樣，由于缺乏統(tǒng)一設計、統(tǒng)一開發(fā)選型與應用軟件的集成，又造成了應用軟件之間的不能互聯(lián)互通互操作，無法達成系統(tǒng)解決問題的基本要求?？偘?牽頭總包)的施工模式，統(tǒng)一規(guī)劃設計、統(tǒng)一標準的實施改造、統(tǒng)一集成的軟件開發(fā)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)的管理與應用，才能大幅提高改造效率，才可以實現(xiàn)系統(tǒng)解決問題的企業(yè)數(shù)字化工程的全面交付。

二、工業(yè)數(shù)字化工程的體系建構(gòu)

數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)互聯(lián)、數(shù)據(jù)應用是工業(yè)數(shù)字化的三大核心環(huán)節(jié)，其有效實施取決于科學的工程模式。從實際來看，工業(yè)數(shù)字化的工程體系是：智能硬件模塊積木式組裝+智能軟件模塊集成部署+先進網(wǎng)絡與云平臺的全程支持。智能模塊是工業(yè)數(shù)字化工程的最小組成單位，積木式組裝與集成部署是智能制造工程作業(yè)體系的組合方式，工業(yè)網(wǎng)絡與云平臺是智能制造工程作業(yè)體系發(fā)揮功效的基本支撐。

(一)智能模塊

智能模塊是工業(yè)數(shù)字化工程的基礎，也是數(shù)字化系統(tǒng)的最小構(gòu)成單元。具體可以分為智能硬件模塊與智能軟件模塊兩大類。

智能硬件模塊的特點是軟硬件一體化。根據(jù)使用功能分類，它可分為智能通用基礎硬件模塊、智能專用基礎硬件模塊、智能通用系統(tǒng)集成硬件模塊、智能專用系統(tǒng)集成硬件模塊等；根據(jù)適用對象分類，可分為智能裝備(數(shù)控機床)或智能產(chǎn)品類的模塊、智能裝備或產(chǎn)品的部件模塊、智能無線網(wǎng)絡模塊、智能云平臺模塊等。智能硬件模塊是軟硬件相結(jié)合的模塊，可以通過積木式組裝的工程模式讓其發(fā)揮作用。

智能軟件模塊是純軟件模塊，通過下載或集成的方式為數(shù)字化工程所使用。大數(shù)據(jù)(含文字數(shù)據(jù)、圖像視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù))的應用能力與大數(shù)據(jù)新一代人工智能的應用能力始終處于核心地位，是“解決問題、創(chuàng)造價值”的關鍵。要十分重視部署在邊緣計算與分布式云計算平臺之上的智能應用軟件模式的開發(fā)與應用，使之造福于企業(yè)與客戶。智能軟件模塊大體可以分為三類：智能單項應用軟件模塊、智能系統(tǒng)軟件模塊、智能大型軟件模塊。智能單項應用軟件模塊大多以APP的模式存在，是輕量化的應用程序；智能系統(tǒng)軟件模塊是數(shù)字化工程模塊的重要組成部分，如工業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)、企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、全生命周期產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)(PLM)、客戶關系管理系統(tǒng)(CRM)等；智能大型軟件模塊如工業(yè)操作系統(tǒng)，一般在云平臺上使用，可以大大提升云平臺的運營與服務水平，通常可通過移植的方式轉(zhuǎn)移到云平臺上。

智能硬件模塊與智能軟件模塊的特征是數(shù)字化、智能化，每個工程模塊具有對數(shù)據(jù)的自動控制功能，工程模塊之間具有自動互相通信的功能、系統(tǒng)與軟件之間具有自動適配與協(xié)同功能，數(shù)據(jù)分析、計算、決策、執(zhí)行等環(huán)節(jié)之間的運作具有自動化的功能。智能硬件模塊或智能軟件模塊的這些“自動化”的功能，都是通過事先設定的“嵌入式芯片+應用軟件”或“嵌入式芯片+軟件包”賦予的；不同智能硬件模塊的積木式組裝與智能軟件模塊集成部署，可以組合成不同的生產(chǎn)作業(yè)或服務流程，并形成各不相同的生產(chǎn)、管理與服務模式。

(二)構(gòu)建模式

數(shù)字化工程的“智能硬件模塊積木式組裝+智能軟件模塊集成部署”工程模式，源于工業(yè)化與工程化的實施模式。工業(yè)化的進程推動了產(chǎn)品或裝備制造的社會化分工與協(xié)作，產(chǎn)生了“模塊化生產(chǎn)的分工”與“積木式總(組)裝”的生產(chǎn)方式。積木式組裝與集成部署的核心在于“模塊化”。模塊化的基本思路是：把產(chǎn)品系統(tǒng)分解為模塊，建立模塊體系。不同模塊組合構(gòu)成多樣化、柔性化的產(chǎn)品，實現(xiàn)“以不變(模塊系列)應多變(用戶需求)”的產(chǎn)品開發(fā)模式。

模塊化的工程模式有快速、可靠、低成本的價值特征，能提高工程完成效率和質(zhì)量，增強客戶高滿意度，取得市場競爭優(yōu)勢。具體來講：

其一，模塊化開發(fā)基于模塊平臺，平臺資源共享、繼承性強，可減少低層次的重復勞動，因此研發(fā)、制造周期短，同時產(chǎn)品主要由通用模塊組成可快速上市；

其二，模塊經(jīng)反復優(yōu)化，多處應用，其設計可靠性得到多次驗證，且模塊批量生產(chǎn)，工藝穩(wěn)定，制造質(zhì)量有保證；

其三，相對穩(wěn)定的通用部件模塊可重復使用，能夠通過大規(guī)模生產(chǎn)降低成本，從而取得成批生產(chǎn)的效益，同時模塊化可最大限度減少零部件品種規(guī)格進而降低全流程成本；

其四，模塊化產(chǎn)品，易于拆裝和測試，便于產(chǎn)品的維修和升級，可滿足用戶的個性化定制需求，提高客戶滿意度；

最后，模塊化產(chǎn)品構(gòu)成模式有良好的規(guī)劃，可實現(xiàn)有序和持續(xù)發(fā)展，同時產(chǎn)品構(gòu)成還具有柔性，易于采用新技術(shù)、實現(xiàn)創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化，能夠適應變化的市場和機遇。

(三)網(wǎng)絡支持

工程模塊的積木式組裝與集成部署離不開先進網(wǎng)絡的全程支持。高效能的工業(yè)通信網(wǎng)絡可以幫助整個價值鏈不間斷地實施與數(shù)據(jù)實時交換，并且在所有企業(yè)層級實現(xiàn)縱向與橫向的數(shù)據(jù)交換。工業(yè)場景對網(wǎng)絡有嚴格的要求，需要滿足泛在性、實時性、可靠性、安全性。

1．泛在性。泛在性指無縫地激活位于網(wǎng)絡邊緣的設備或“物”，透過OT與IT的互聯(lián)，讓制造系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的信息可以被完整采集并無縫集成，從而實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型愿景。泛在性的意義是確保系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)的完整性，這是一個高優(yōu)先級事項。如果數(shù)據(jù)不完整、不準確，在此基礎上的智能分析結(jié)果是毫無價值的，甚至是會產(chǎn)生偏差、誤導決策，造成嚴重不良結(jié)果。

2．實時性。在工業(yè)監(jiān)控領域中，實時性問題具有十分重要的地位。制造端各裝備、設備之間數(shù)據(jù)的動態(tài)交互，只傳送與用戶需求有關的數(shù)據(jù)，且傳輸時延應當被控制在智能制造允許的時間內(nèi)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及時交互、遠程控制等，是工業(yè)通信網(wǎng)絡的最重要任務。缺乏了實時性，工業(yè)通信網(wǎng)絡將毫無意義。

3．可靠性。可靠性是對IT(信息網(wǎng)絡)與OT(生產(chǎn)網(wǎng)絡)要求的最大區(qū)別。OT系統(tǒng)主要為了滿足制造用途，而追求穩(wěn)定是生產(chǎn)的重要訴求之一，因此大部分的工業(yè)設備系統(tǒng)更新周期長(往往在7年以上)。更關鍵的是，工業(yè)用的通訊設備在設計上會更重視環(huán)境的適應度，包括溫度、濕度、防塵、防震等，比對IT的要求更嚴苛。工業(yè)用戶若盲目將一般IT設備使用于工業(yè)環(huán)境，可能因通信訊號傳遞出錯而導致生產(chǎn)設備宕機、生產(chǎn)線停滯，損失慘重。

4．安全性。工業(yè)網(wǎng)絡對安全性要求極高，工業(yè)網(wǎng)絡若被破壞，企業(yè)將付出高昂代價，包括對員工生命安全的威脅、生產(chǎn)過程中斷招致的客戶產(chǎn)品交付延誤違約，以及索賠或被損害的各方提起訴訟等。且工業(yè)數(shù)據(jù)還往往蘊涵著企業(yè)的核心技術(shù)，一旦泄漏將影響企業(yè)的生存，所以工業(yè)網(wǎng)絡的安全非常重要。

總的來說，在實踐中工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型一大部分難題來自于IT與OT的融合，OT的嚴格要求與IT有所區(qū)別，對于OT系統(tǒng)而言，確保OT網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和安全性是最重要的，IT不融合式的介入會對工業(yè)用戶造成困擾。此外，工業(yè)用戶的OT設備不像IT設備有比較統(tǒng)一的標準并已在市場上已經(jīng)形成比較成熟的規(guī)范，且許多OT設備來自于不同廠商。因此，只有統(tǒng)一規(guī)劃為先，打通數(shù)據(jù)接口，才能真正實現(xiàn)OT設備之間互聯(lián)互通，確保數(shù)據(jù)的一致性。

三、推進工業(yè)數(shù)字化工程的要點

(一)加快發(fā)展即插即用智能模塊

即插即用智能模塊是面向工業(yè)生產(chǎn)過程，將嵌入式技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)等融合并實現(xiàn)軟硬件一體化的集成組合，方便用戶按需配置使用的一種模式創(chuàng)新，具有模塊化、標準化、通用化等設計特點，企業(yè)數(shù)字化改造是其應用的重要場景。

目前傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化改造采用的是近乎“一企一策、一廠一案”的解決模式，受制于技術(shù)、時間、人員、成本的投入，這種模式存在著開放性差、缺乏標準、整體水平低、核心技術(shù)缺失等一系列問題，不能實現(xiàn)標準化開發(fā)、批量化生產(chǎn)、規(guī)?；氖袌龌瘧煤涂焖倩纳鷳B(tài)化發(fā)展。同時，這種模式難以推廣，并普及到廣大的中小企業(yè)。對中小企業(yè)來說，尤其關注投資小、見效快、實施便捷、部署靈活、簡單易用等模式。

從集成創(chuàng)新角度來看，即插即用工業(yè)智能模塊具有相對集成容易的優(yōu)點，同時還能高效低成本解決原有設備因無數(shù)據(jù)接口、通信協(xié)議不一造成的互聯(lián)不足問題。這對于企業(yè)尤其是中小型企業(yè)加快數(shù)字化改造具有重大意義。在加快統(tǒng)一標準規(guī)范的前提下，除少數(shù)部分要求較高的場景外，相當部分的可以使用中、低端水平的芯片(用以替代集成電路板)，各種適用軟件開發(fā)門檻并不高，我國有條件有能力率先實現(xiàn)規(guī)模應用的突破。應該說，做好這項工作我國已經(jīng)具備一定的基礎與條件。

(二)加快構(gòu)建工業(yè)APP發(fā)展生態(tài)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟對國內(nèi)外366個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用案例進行了分析，40%的平臺應用集中在產(chǎn)品或設備數(shù)據(jù)的檢測、診斷與預測性分析領域，而在涉及數(shù)據(jù)應用范圍更廣、分析復雜程度更高的經(jīng)營管理優(yōu)化和要素協(xié)同匹配等場景中，大多數(shù)平臺現(xiàn)有能力還無法滿足要求，還需要進一步推動數(shù)據(jù)分析技術(shù)創(chuàng)新與業(yè)務數(shù)據(jù)建模來實現(xiàn)長期的工業(yè)知識積累[9]。

工業(yè)APP是實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務的主要形式，是指面向特定工業(yè)應用場景，通過調(diào)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺的資源，推動工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗、知識與成功實踐模型化、軟件化、再封裝而形成的應用程序。工業(yè)APP以代碼和數(shù)字技術(shù)的形式封裝大量工業(yè)技術(shù)與作業(yè)原理、行業(yè)知識和基礎模型，將匯集的數(shù)據(jù)進行模型化處理，能夠極大優(yōu)化生產(chǎn)與經(jīng)營活動。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)APP開發(fā)與使用的載體，平臺向下連接海量設備，向上支撐工業(yè)應用，是工業(yè)全要素連接和工業(yè)資源配置的樞紐。平臺承載著工業(yè)知識的數(shù)字化模型和工業(yè)APP，是工業(yè)知識沉淀、傳播、復用和價值創(chuàng)造的重要載體。建設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、沉淀數(shù)字化模型、開發(fā)工業(yè)APP，是數(shù)據(jù)應用的三個關鍵步驟。應當以解決實際問題為導向，把工業(yè)機理與數(shù)據(jù)科學方法緊密結(jié)合，積累數(shù)字化模型，完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的工業(yè)APP開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具，加大工業(yè)APP與“智能+服務”產(chǎn)品的開發(fā)，真正把工業(yè)制造全程服務的“短板”補長起來，讓用好數(shù)據(jù)成為提升企業(yè)競爭能力的“殺手锏”。

(三)加快5G應用實現(xiàn)互聯(lián)互通

目前工業(yè)企業(yè)中存在著大量的聯(lián)網(wǎng)和通信需求，5G具備布線易、高速率、大連接、適應環(huán)境強、業(yè)務靈活等特性，能高效應用于工廠管理級、車間監(jiān)控級信息集成領域，實現(xiàn)企業(yè)管理的躍升。同時，低延時和超可靠特性，5G更能滿足對時效性有較高要求的工業(yè)設備應用場景，這是5G對工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新貢獻。

隨著5G網(wǎng)絡的應用，通過以時間敏感網(wǎng)絡(TSN)、工業(yè)無源光網(wǎng)絡(PON)、工業(yè)軟件定義網(wǎng)絡(SDN)、無線專網(wǎng)等為代表的新型網(wǎng)絡技術(shù)標準的應用探索，有望減少龐雜繁多的現(xiàn)場總線協(xié)議?？梢試L試通過5G的NB-IoT來加速生產(chǎn)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，進一步完善統(tǒng)一5G的NB-IoT通訊協(xié)議，著力開發(fā)“5G嵌入式芯片+NB-IoT通信協(xié)議軟件”的智能模塊。至少可以在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)移動場景多、柔性生產(chǎn)制造單元布局的離散型制造的工廠里，使用移動網(wǎng)絡與5G的NB-IoT統(tǒng)一通信協(xié)議的智能模塊，率先在小數(shù)據(jù)量、小速率的裝備上開展應用試點，并加快eMTC/5G技術(shù)的開發(fā)，待取得成效后再大面積推廣。

四、研究結(jié)論

目前，“大而不強”是我國工業(yè)的基本面，傳統(tǒng)工業(yè)用戶的數(shù)字化轉(zhuǎn)型受限于企業(yè)信息基礎差、人才少等條件，如同“帶著鐐銬跳舞”；而已經(jīng)開始數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的企業(yè)，又囿于可參照經(jīng)驗甚少，只能“摸著石頭過河”，各有各的困難。工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨人才、技術(shù)、裝備等多方面復雜問題，工業(yè)數(shù)字化工程的實施道路也滿是荊棘。工業(yè)數(shù)字化工程以“創(chuàng)造數(shù)據(jù)價值，推動工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為使命，是推動工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手。厘清工業(yè)數(shù)字化工程的結(jié)構(gòu)、邏輯、方法，準確認清智能模塊、構(gòu)建模式、網(wǎng)絡支持三大支柱的作用，并明確三者之間的協(xié)同關系，是順利開展傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化改造的重要前提，也是確保企業(yè)實現(xiàn)順利轉(zhuǎn)型的重要保證。