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信通院: 2020年,工業互聯網的任務是“實踐是檢驗真理的可行標准”
2020-1-10
來源:控制工程網
點擊數:  360        作者:北京華人開創
  •        工業互聯網作爲我國實體經濟轉型發展重要基礎和支撐,其發展正呈現加快態勢。邊緣計算、人工智能、數字孿生、AR/VR等關鍵技術融合創新,進一步驅動工業互聯網平台核心服務能力的提升,經信通院工業互聯網産業監測平台綜合測算,2018年全國工業互聯網産業規模超過7000億元,複合增長率超過11.5%。
      在日前舉辦的中國信通院第12屆ICT深度觀察大會期間,中國信通院信息化與工業化融合研究所副所長劉默表示,工業互聯網經過理念和技術的驗證,以及局部場景下的試點,逐漸走向落地部署階段,從2020年開始,工業互聯網將在垂直行業應用中進一步推廣並落地。

      2020年,工業互聯網落地垂直行業
      “實踐是檢驗真理的******標准”,工業互聯網平台的推廣和落地一直是傳統行業所期待的事情之一。
      行業數字化轉型經過幾年探索,目前初步形成兩種路徑:
      一是企業基于現有業務,通過運用物聯網、大數據、人工智能等新技術,提升現有業務的智能化水平。
      二是在行業層面通過對各種生産要素和資源的連接及優化配置,變革業務流程,形成新的商業模式。雖然基于現有業務的優化提升仍是當前數字化轉型的主要方向,但行業層面的模式創新也在不斷湧現。
      從當前工業互聯網應用實踐看,主要呈現以下幾個特點:
      一是應用場景不斷豐富,以前工業互聯網很多應用都是圍繞設備的,比如設備預測性維護或健康管理,現在可以看到在工藝優化、原料配比、質量優化、能耗管理、供應鏈管理等諸多領域都開始廣泛應用。
      二是結合垂直行業特點開展系統性推廣,2019年以來,石化、鋼鐵、家電、電子信息等多個行業的系統集成商正通過工業互聯網來改造和提升其現有産品和解決方案,並由此實現工業互聯網在行業中的深入應用。
      三是模式創新,共享制造、規模化定制、産融結合等,以前還是個別企業開展點狀的嘗試,這一年在很多行業得到了更大規模的應用,也切實爲企業帶來了經濟價值。
      如何通過工業互聯網解決行業深層次問題,並實現商業價值將是未來産業發展關注的重點。
      劉默指出,形成商業閉環對于工業互聯網的發展非常重要,商業閉環可以支撐工業互聯網能夠有一個長期可持續的發展,所以我認爲從整個階段來講2020年是從一個理念技術的驗證走向一個行業的系統性推廣和應用的規模化推廣這樣一個關鍵的節點。
      5G+工業互聯網,開啓融合創新之路
      對于5G對工業互聯網的影響,劉默從網絡變革和應用創新兩個方面給出解答,他表示,工業互聯網最底層的需求就是連接和數據回傳,因此在網絡方面,正向高帶寬、低時延、高可靠、大連接、靈活配置去進行演進。
      今年從工業網絡格局中已經發生了很大的變化,工業以太網規模超過了工業總線。此外網絡技術還在快速的創新,TSN實現了産業化,5G、WIFI6、SDN、NFV等也更好支撐行業下一步轉型的技術層面。此外,技術正通過組合來實現更靈活的連接方案,比如TSN和OPC-UA的結合、5G和TSN的結合,TSN和Profinet、Ethernet/IP等傳統工業協議的結合等。
      5G很大的作用在于如何更好的服務行業,其本身高帶寬、低時延和廣連接的技術特性,與當前工業互聯網網絡改造的需求不謀而合,而5G與邊緣計算、人工智能、AR/VR等技術的融合應用,將可以帶來衆多創新性的應用模式。從2019年我國制造業在5G+工業互聯網方面的探索看。
      重點聚焦在了五個場景:
      一是基于5G的高清圖像回傳與質量缺陷判別。
      二是基于5G的設備數據采集。
      三是基于5G+AR/VR輔助裝配和設備維修。
      四是基于5G的移動巡檢。
      五是基于5G+AI的車輛遠程操控,總體上發揮的還是5G高帶寬和移動性特點。
      未來,隨著uRLLC和mMTC兩項標准凍結和産業化完成,5G在工業領域將有更廣闊的應用前景。比如發揮5G低時延特性,實現群體裝備協同調度、毫秒級高頻掃描預警、工業自動化應用等,發揮廣連接特性,實現零部件追蹤、産品全生命周期動態追蹤、複雜裝備大批量數據回傳等。
      而面向複雜應用場景,綜合運用5G的三種不同技術特性,將會催生更多類型的應用模式,比如用戶參與式生産、基于多源數據的設備維護等,這將爲制造業帶來更大的提升效能。
      劉默表示,就5G産業發展而言,目前還處在發展初期。目前已有十余家廠商提供了5G模組,但總體成本較高,且缺少面向行業和應用場景的二次開發。在網絡設備方面,目前還缺乏面向行業或企業應用的核心網設備與配套系統。在系統集成方面,目前主要還是有通信設備商或電信運營商提供基于5G的行業解決方案,未來還需要更多工業系統集成商的參與。
      工業互聯網驅動數字孿生爆發
      過去兩年,數字孿生已經成爲産業界創新探索的重點領域,劉默表示數字孿生的提出已有十幾年的時間,但是它的爆發式發展是在最近幾年,其核心原因在于數據采集與集成、工業大數據分析、工業互聯網平台等工業互聯網關鍵技術這些年快速發展,從而爲數字孿生的工程化探索提供了強有力的工具支撐。
      他進一步介紹,數字孿生內涵上是體現各種工業模型、數據的集成,通過構建對物理對象精准的描述,在此基礎上再通過分析預測和智能化的決策,實現智能化的閉環。
      數字孿生有兩個特點:
      一是可組合性,可以從零配件的數字孿生構建起組合成一個設備的數字孿生再組合成系統甚至是企業的數字孿生。
      二是數字孿生是貫穿全生命周期、全價值鏈的。
      數字孿生要依托大量基礎性技術去構建,包括傳感、測量、控制、數據集成、工業建模、數據科學、可視化等。
      數字孿生也有兩個關鍵的核心技術:
      一是數字線程,實現工業數據跨業務、跨流程和全生命周期的深度集成,從技術實現路徑上,主要是在PLM和BPM基礎上,通過IoT和工業互聯網平台實現全面集成。
      二是模型的融合,目前還沒有形成通用化的模型融合工具,更多是結合具體場景和具體問題,采取不同的模型融合方面。目前産業界在模型融合方面的一個重要探索方向是在仿真的基礎上,疊加大數據分析和人工智能。
      目前數字孿生初步形成了由數字線程工具提供商、建模工具提供商和孿生模型提供商構成的産業體系。
      從産業的主要參與主體看:
      一是部分國際巨頭,正在形成從數字線程、建模工具到孿生模型的一體化解決方案服務能力。
      二是衆多的專業技術提供商圍繞數字線程或建模工具,提供自己的産品或解決方案,並積極通過合作的方式提升服務能力。
      三是裝備制造商是目前孿生模型及相關服務的主要提供者。
      劉默表示,數字孿生的工程化應用還處于早期階段。就孿生應用而言,按照成熟度分五層,最基礎的是數字化描述,二級是虛實影射、三級是診斷、四級是預測、五是自適應調整,目前大部分集中在數字化描述或虛實影射,在個別行業和個別領域,目前有少部分應用可以達到模型自主診斷或預測的程度,但能夠做到******級的自適應的目前幾乎沒有。除制造業以外,數字孿生在交通、醫療各個領域也有廣闊的應用前景。
      劉默總結稱,伴隨著行業的數字化轉型,未來整個産業會走向融合,信息技術的巨頭會通過信息技術行業的滲透走向更多的領域,傳統行業的巨頭會通過吸納和運用信息技術,重構自己的産品和服務體系,此外在各行業各領域也會出現大量初創企業,以及通過與金融服務結合、或立足于數據分析的初創企業。
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