人與機(jī)器數(shù)據(jù)互聯(lián),都聯(lián)啥?
繼在商務(wù)、金融等傳統(tǒng)行業(yè)引發(fā)巨變后,互聯(lián)網(wǎng)將觸角伸到了工業(yè)領(lǐng)域。通過大量運用感知器、控制器、人工智能等軟硬件系統(tǒng)和先進(jìn)技術(shù),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將人和機(jī)器,物理和虛擬世界連接起來,構(gòu)成一個智能的網(wǎng)絡(luò),為實現(xiàn)智能制造奠定了基礎(chǔ)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是橫跨通信、計算機(jī)和自動化等多個學(xué)科的技術(shù)融合,必將掀起新一輪的工業(yè)革命。
一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
工業(yè)異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)路的融合技術(shù)?,F(xiàn)代工業(yè)環(huán)境中包括多種異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò),從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪矸?,既有各種智能設(shè)備組成的專用協(xié)議局域網(wǎng),也有基于通用TCP/IP 協(xié)議的公共互聯(lián)網(wǎng);從網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)來分,既有各類無線傳輸網(wǎng)絡(luò)如Zigbee、WiFi 等,也有有線IP 網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)這些網(wǎng)絡(luò)間的互通協(xié)作,異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的融合是首先要考慮的問題。由于異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的融合具有高度的復(fù)雜性,不同的網(wǎng)絡(luò)在通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式、傳輸速率等方面的差異性,一些設(shè)備將作為通
信節(jié)點發(fā)揮智能路由器的作用,同時還需要一個統(tǒng)一的通信機(jī)制,將數(shù)據(jù)融合在IP 網(wǎng)絡(luò)中傳輸和控制,實現(xiàn)設(shè)備間的良性溝通,資源的合理配置以及生產(chǎn)效率的極大提高。工業(yè)裝備和產(chǎn)品的智商技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了智能設(shè)備之間的通信協(xié)作,大大提高了工業(yè)裝備的智商。生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品開始有了自己的“思維”,產(chǎn)品需要告訴生產(chǎn)設(shè)備關(guān)于自己的信息和制造細(xì)節(jié)以協(xié)助生產(chǎn),生產(chǎn)設(shè)備之間需要溝通來合理安排自己的時間和動作。同時,信息物理系統(tǒng)(CPS)通過無處不在傳感網(wǎng)絡(luò),將物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng),使之具備感知、通信、計算、遠(yuǎn)程控制、自我管理的功能,實現(xiàn)人、產(chǎn)品、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)之間新的互動關(guān)系,極大的提高了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能化水平。
工業(yè)大數(shù)據(jù)的存取和利用技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代,隨著傳感器的大量使用,智能設(shè)備的普及,這些設(shè)備生成了海量的數(shù)據(jù),與此同時,設(shè)計、研發(fā)、物流、供應(yīng)鏈、銷售、服務(wù)等各個環(huán)節(jié)也都在源源不斷的產(chǎn)生數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)的消化處理能力成為未來制造企業(yè)競逐的關(guān)鍵。首先,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能設(shè)備間需要頻繁的數(shù)據(jù)交互,對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性要求很高,這將大大促進(jìn)海量數(shù)據(jù)存取技術(shù)的進(jìn)步以滿足生產(chǎn)需求。其次,利用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息,并用于優(yōu)化生產(chǎn)流程,完善服務(wù)體系,是實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是多個系統(tǒng)的集成,就像很多人體器官組合在一起構(gòu)成健康的人體系統(tǒng),各個系統(tǒng)不是簡單的堆砌而是高度耦合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的集成包括橫向集成和縱向集成??v向集成是指制造企業(yè)內(nèi)部、智能工廠內(nèi)部的集成,包含從需求制定、設(shè)計、生產(chǎn)研發(fā)、物流、運營等各環(huán)節(jié)內(nèi)部的集成,也包括跨環(huán)節(jié)的集成。橫向集成是指企業(yè)間的集成、產(chǎn)業(yè)鏈的集成,通過企業(yè)間信息的共享,資源的整合,實現(xiàn)產(chǎn)供銷全流程的業(yè)務(wù)無縫對接。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成化的實現(xiàn),不僅需要標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)間接口,還需要一個統(tǒng)一的體系架構(gòu),為各個系統(tǒng)的集成化運作建立規(guī)范,就像馮諾依曼體系架構(gòu)之于計算機(jī)系統(tǒng)的作用一樣。
二、政策建議
加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定,以標(biāo)準(zhǔn)化推動工業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)的互通融合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合,系統(tǒng)的集成,設(shè)備的互聯(lián)互通以及安全性等問題,對標(biāo)準(zhǔn)化工作提出很高要求,各國都將標(biāo)準(zhǔn)化作為戰(zhàn)略重點優(yōu)先發(fā)展。比如德國制定了標(biāo)準(zhǔn)路線圖,為工業(yè)4.0 標(biāo)準(zhǔn)制定提供引導(dǎo)。我國應(yīng)借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗,高度重視標(biāo)準(zhǔn)化在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的引領(lǐng)作用,優(yōu)先制定標(biāo)準(zhǔn)路線圖,明確電子、裝備、網(wǎng)絡(luò)、軟件等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化需求,在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的
融合、系統(tǒng)集成、智能設(shè)備的交互、安全和服務(wù)規(guī)范等方面加快標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。同時,還要加快我國在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)方面的國際化步伐,提高國際標(biāo)準(zhǔn)制定的話語權(quán),在全世界范圍內(nèi)贏得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢。構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新體系,以協(xié)同化加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。美國、德國等發(fā)達(dá)國家在發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面高度重視產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同創(chuàng)新,通過持續(xù)的政策扶持和資金投入,逐步形成了政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和各種社會科研機(jī)構(gòu)相互合作的協(xié)同創(chuàng)新體系。
我國也應(yīng)該高度重視產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要促進(jìn)作用,加強(qiáng)頂層設(shè)計,通過政策引導(dǎo),資金支持大力推動協(xié)同創(chuàng)新體系的構(gòu)建。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重點領(lǐng)域和行業(yè),鼓勵建立以企業(yè)為主導(dǎo),聯(lián)合大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)力量的機(jī)構(gòu),將高校的科研成果及時產(chǎn)業(yè)化,產(chǎn)業(yè)的需求及時反饋給研究機(jī)構(gòu),形成良性互動,合力突破工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)難題,共同促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,以聯(lián)盟助推產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈式發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)跨界融合的產(chǎn)物。
2014 年AT&T、思科、通用電氣、IBM 和英特爾在美國宣布成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟,旨在打破技術(shù)壁壘,促進(jìn)物理世界和數(shù)字世界的融合。我國政府應(yīng)積極學(xué)習(xí)和借鑒發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟運作模式,組織建立跨行業(yè)的、公私合作的多樣化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,引導(dǎo)行業(yè)之間、企業(yè)之間、政府和企業(yè)之間加強(qiáng)交流合作,突破關(guān)鍵技術(shù)障礙,形成統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu),推動標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,共建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。加大政策扶持力度,營造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展良好政策環(huán)境。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的智能設(shè)備由于技術(shù)含量高,往往價格昂貴,這給中小制造企業(yè)打造智能化生產(chǎn)體系帶來很大資金風(fēng)險。
德國為了實現(xiàn)工業(yè)4.0的跨越,出臺了相關(guān)政策、稅收,幫助企業(yè)實現(xiàn)智能化生產(chǎn),分擔(dān)企業(yè)風(fēng)險,帶來了良好的社會效益。中國在學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗的同時需要注意到,我國工業(yè)基礎(chǔ)相較德國還有很大差距,制造企業(yè)在智能化升級改造過程中所需要承受更大的風(fēng)險。政府應(yīng)針對工業(yè)企業(yè)提供一系列政策傾斜和資金保障,建立國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投資基金和專項資金,探索工業(yè)企業(yè)智能化升級風(fēng)險管控模式,降低企業(yè)創(chuàng)新風(fēng)險,幫助企業(yè)穩(wěn)步提升智能化水平,加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣應(yīng)用
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