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新技術(shù)加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用落地

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，是當(dāng)前全球范圍內(nèi)正在進(jìn)行的人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、機(jī)器實體與數(shù)字虛體全面連接的新一輪技術(shù)革命。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，構(gòu)建起連接全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的新型工業(yè)生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，成為支撐第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)設(shè)施。美國、德國、中國、日本等主要工業(yè)國家依據(jù)各自的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)優(yōu)勢，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)沿著不同的演進(jìn)路徑迅速發(fā)展，并促進(jìn)全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場快速擴(kuò)散，逐步呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢。

同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)與綜合集成、海量工業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘分析等技術(shù)在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，特別是 5G、新一代人工智能、數(shù)字孿生等數(shù)字化技術(shù)的深度應(yīng)用呈現(xiàn)出更為多樣的工業(yè)系統(tǒng)智能化特征，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實踐正日漸豐富。此外，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式與管理創(chuàng)新而形成的產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在促進(jìn)構(gòu)建新型生產(chǎn)組織方式，也在不斷提升產(chǎn)品的技術(shù)品質(zhì)、生產(chǎn)效率，改變服務(wù)模式，并將加速改變制造業(yè)的發(fā)展模式和進(jìn)程。

新一代信息通信技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用極大地推動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地。隨著 5G、邊緣計算、人工智能等技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)同時應(yīng)用在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)服務(wù)場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)采集和傳輸、海量數(shù)據(jù)計算處理速度、行業(yè)知識模型化等方面的技術(shù)瓶頸被打破，應(yīng)用范圍不斷拓展，極大地加速了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展和落地應(yīng)用。主要表現(xiàn)在以下四個方面：“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”促進(jìn)新模式與新業(yè)態(tài)、人工智能技術(shù)全面提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化水平、邊緣計算技術(shù)促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣服務(wù)能力、數(shù)字孿生技術(shù)提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價值創(chuàng)造能力。

1.1“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”促進(jìn)新模式與新業(yè)態(tài)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化技術(shù)的融合催生了各行業(yè)的不斷創(chuàng)新，而實現(xiàn)企業(yè)要素及其產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)體系互聯(lián)互通的關(guān)鍵是通信網(wǎng)絡(luò)。5G 由于具有高帶寬、低時延、廣覆蓋等特點，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將使得工業(yè)場景突破原有局限，催生諸多產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新模式與新業(yè)態(tài)。例如，利用基于 5G 的VR/AR 遠(yuǎn)程協(xié)助，可以實現(xiàn)現(xiàn)場人員和遠(yuǎn)程專家的“零距離”溝通，提高工業(yè)生產(chǎn)、設(shè)備維修、專業(yè)培訓(xùn)等價值鏈的效率；基于5G的遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以使工廠大件貨物或港口集裝箱裝卸作業(yè)等工作實現(xiàn)機(jī)器替代；5G 與無人機(jī)的結(jié)合，可以擴(kuò)大資產(chǎn)巡檢范圍，提高資產(chǎn)巡檢效率。在5G應(yīng)用的大量場景下，可以顯著提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行品質(zhì)，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。

人工智能技術(shù)正在以前所未有的發(fā)展速度展示其巨大的潛力，在涉及人類活動和機(jī)器操作的諸多方面，大有代替人工和自動控制的趨勢。工業(yè)系統(tǒng)中的人工智能技術(shù)受到企業(yè)和創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的高度關(guān)注，從智能機(jī)器到智能系統(tǒng)都有開發(fā)應(yīng)用的成功案例，已經(jīng)被冠以普遍認(rèn)可的“智能制造”的標(biāo)簽，其和互（物）聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通信等新興信息通信技術(shù)相互融合，成為產(chǎn)品增值、產(chǎn)業(yè)賦能的最重要手段。

1.2人工智能技術(shù)全面提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化水平

人工智能技術(shù)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展同樣具有難以估量的促進(jìn)作用，能夠有效提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在實時感知、動態(tài)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行和優(yōu)化迭代等方面的能力，更好地服務(wù)于企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與政府?dāng)?shù)字化治理。通過搭建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的知識圖譜、專家系統(tǒng)等認(rèn)知算法體系，可以提升設(shè)備故障預(yù)測準(zhǔn)確率、優(yōu)化工藝參數(shù)、對產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行分析優(yōu)化等。如應(yīng)用語音識別、機(jī)器視覺等技術(shù)，可以提升控制裝備在復(fù)雜工作環(huán)境下的感知和反饋能力；應(yīng)用協(xié)作機(jī)器人、仿生工位等技術(shù)，可以拓展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)協(xié)同能力。

1.3邊緣計算技術(shù)促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣服務(wù)能力

針對工業(yè)應(yīng)用在控制和執(zhí)行時對計算處理有實時性、可靠性和安全性等苛刻要求的工業(yè)場景，傳統(tǒng)的云計算技術(shù)已經(jīng)無法滿足終端現(xiàn)場實時與安全方面的需求，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)裝備實時控制、流程檢測、自動化流程生產(chǎn)控制等現(xiàn)場執(zhí)行操作應(yīng)用場景下受到很大限制。邊緣計算技術(shù)通過協(xié)同終端設(shè)備與邊緣服務(wù)器，發(fā)揮本地計算的優(yōu)勢，實現(xiàn)生產(chǎn)裝備自動控制、檢測，可讓系統(tǒng)呈現(xiàn)分散、遞階結(jié)構(gòu)，完成分級分配數(shù)據(jù)處理和控制操作任務(wù)，減少非必要的數(shù)據(jù)傳輸，有效減小計算系統(tǒng)的延遲與數(shù)據(jù)傳輸帶寬，及時響應(yīng)生產(chǎn)控制與服務(wù)的實時要求，同時保護(hù)數(shù)據(jù)安全與隱私。

1.4數(shù)字孿生技術(shù)提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價值創(chuàng)造能力

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的場景下，數(shù)字孿生技術(shù)支持在信息與物理融合空間進(jìn)行產(chǎn)品全生命周期建模仿真與分析、預(yù)測和優(yōu)化。企業(yè)通過數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，在研發(fā)設(shè)計階段便可以對產(chǎn)品的功能、性能、行為和可制造性、可使用性進(jìn)行全面的仿真、分析、預(yù)測與優(yōu)化；在生產(chǎn)制造階段可以根據(jù)數(shù)字孿生技術(shù)及時調(diào)整生產(chǎn)工藝、優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率；在設(shè)備運(yùn)行維護(hù)階段可以通過與大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的結(jié)合，進(jìn)行產(chǎn)品的預(yù)測性維護(hù)和運(yùn)營優(yōu)化。

2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響與滲透

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新型基礎(chǔ)設(shè)施，利用新一代信息技術(shù)，滿足了制造業(yè)亟須提升效率、優(yōu)化資產(chǎn)和運(yùn)營的迫切發(fā)展需求，促進(jìn)了全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的資源整合與優(yōu)化，形成了新型業(yè)務(wù)模式，改變了工業(yè)的生產(chǎn)模式，在產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理等方面提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持和伴隨服務(wù)，對于社會經(jīng)濟(jì)的影響已經(jīng)越來越深入。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響將滲透制造業(yè)的各個維度，概括起來有交互智能化、產(chǎn)品個性化、制造服務(wù)化、組織分散化、網(wǎng)絡(luò)生態(tài)化五個方面。

交互智能化：信息智能化交互技術(shù)，將成為未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要模式。

產(chǎn)品個性化：客戶對產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)出多樣化特征，并且不斷發(fā)展變化，客戶直接參與“共創(chuàng)”和新產(chǎn)品開發(fā)的快速迭代。

制造服務(wù)化：市場競爭的激烈和同質(zhì)化，產(chǎn)品本身已經(jīng)不能夠完全滿足客戶的需求，更重要的是通過產(chǎn)品的最終價值來吸引客戶。

組織分散化：生產(chǎn)方式由大規(guī)模集中式轉(zhuǎn)向分布式，中小企業(yè)獲得廣闊的發(fā)展空間，個體制造正在借助互聯(lián)網(wǎng)崛起。

網(wǎng)絡(luò)生態(tài)化：通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的搭建和資源的匯聚，形成面向不同行業(yè)的產(chǎn)業(yè)整合、面向不同企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈整合、跨越時空地域的產(chǎn)業(yè)布局、跨越行業(yè)的融合創(chuàng)新，最終實現(xiàn)社會資源的高效利用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)的滲透不僅直接催生了智能制造、個性化定制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、服務(wù)型制造等制造新模式，而且為交通、能源、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等各個行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提供了網(wǎng)絡(luò)連接和計算處理平臺。同時，包括金融、教育、物流在內(nèi)的服務(wù)業(yè)都在探索利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行服務(wù)模式創(chuàng)新，如基于數(shù)據(jù)的信貸服務(wù)、押品管理、保險定價、設(shè)備增信等產(chǎn)融結(jié)合模式，以及基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、實訓(xùn)基地、真實與虛擬結(jié)合場景和新教具開展的產(chǎn)教融合模式等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展，對經(jīng)濟(jì)和社會產(chǎn)生方方面面的影響。