工业互联网为制造业带来哪些变革2017/02/15
来源：中国信息通信研究院
导读：工业互联网是人类生产力再度飞跃的关键基础。网络化、智能化推动人类生产力再上一个台阶已经成为全球共识。根据德国国家科学和工程院研究，基于工业4．0将使生产效率和能源利用率分别提升40％和50％。而这一巨大变革的基本前提在于将工业各类信息孤岛连线成网，形成支撑工业大数据流动的“高速公路网”。
一、工业互联网的重大意义
当今世界，网络信息技术加速向实体经济领域渗透融合，深刻改变着各领域的生产理念、生产工具、生产方式。网络空间与物理实体融为一体，加速了新工业革命的到来，推动着数字经济的繁荣。在网络信息技术与工业深度融合的孕育下，在数字化、网络化、智能化新型工业形态的驱动下，以泛在互联、智能控制、安全可靠为特征的工业互联网蓬勃兴起。
工业互联网是人类生产力再度飞跃的关键基础。网络化、智能化推动人类生产力再上一个台阶已经成为全球共识。根据德国国家科学和工程院研究，基于工业4.0将使生产效率和能源利用率分别提升40％和50％。而这一巨大变革的基本前提在于将工业各类信息孤岛连线成网，形成支撑工业大数据流动的“高速公路网”。从信息和控制两个角度来看，民用／商用互联网基于“尽力而为”的传输方式无法满足工业生产高可靠、高稳定的要求，工业控制网则由于传输距离短、扩展性弱、互联互通能力不足的因素，制约了数据的跨系统、跨区域流动，因此都无法满足这张“高速公路网”在安全、功能、性能等方面的高要求。在各类网络基础上叠加、融合、创新，打造全新的工业互联网，成为决定工业智能化发展水平的关键。换句话说，未来制造业必将构筑在工业互联网之上，工业互联网将像蒸汽机、电力、计算机一样给人类劳动生产效率带来又一次飞跃。
工业互联网是加快经济转型升级的重要动力。工业互联网首先是多领域科技的复杂融合，继而引发一批新技术的裂变式创新，抓住时机发展工业互联网，将使我国能够掌握一批支撑未来高端制造的基础技术、非对称技术、杀手锏技术，推动我国产业跃上全球竞争新的制高点。工业互联网是服务工业实体背后的新型网络空间，使各类工业大数据资源被充分挖掘、传输和利用，实现生产要素的优化配置，支撑智能化生产、大规模个性化定制、网络化协同制造、服务型制造等一系列新模式新业态，有力促进产能优化、存量盘活、绿色生产和质量提升。工业互联网还将打破创新个体的封闭围墙，为分布全国乃至全球的智力资源、制造能力提供汇聚平台，推动企业从封闭式创新走向开放式创新，从而加速制造业领域的大众创新万众创业，为制造业乃至整个经济发展增加新动力、注入新活力。
工业互联网是确保我国产业安全乃至国家安全的应有之义。一方面，美、德、法、日等制造强国为巩固全球高端制造既有霸主地位，并进一步形成智能时代新的压倒性优势，都在依托强大的技术、市场能力，由龙头企业为牵引，由产业合作为抓手，面向全球市场加紧工业互联网布局。我国制造业关键技术设备对外依赖严重，自主产品生态不健全，如果国外企业率先构建起互联互通的工业互联网，形成“知名品牌＋高端产品＋先进网络”的立体优势，那么国产品牌和生态很可能将不可逆的失掉打赢“翻身仗”的机会，同时作为国家战略资产的海量工业数据也将难以掌控在我们自己手中。另一方面，制造业网络化的大趋势将网络空间的边界大大拓宽，网络安全、网络治理的外延进一步扩大。没有网络安全就没有国家安全，积极发展工业互联网是提升主动安全保障能力、构建全面网络安全体系的重要一环。
二、工业互联网的全球发展态势
1、工业互联网内涵理解形成新认识
对于什么是工业互联网，事实上国际上并未形成严格统一的概念，不同国家、行业基于不同的发展基础和需要，说法并不统一，有工业互联网，有信息物理系统（CPS），还有工业物联网（IIoT）等等。但随着人们认识的加深，不同说法逐渐呈现殊途同归的态势，在基本要素和发展目标上形成了统一。一是强调以网络为基础，构建工业全系统、全价值链、全产业链和产品全生命周期异构集成、深度互联的网络体系。二是强调以数据为核心，围绕工业大数据的存储集成、建模分析和智能反馈，形成线上数据流动分析与线下生产经营活动的无缝对接与同步映射。三是强调以安全为前提，将连接安全、数据安全、应用安全等线上“网络安全”与功能安全、设备安全、控制安全等线下“物理安全”全盘考虑，并将这种要素更广泛、要求更严格的安全作为产业部署的首要前提。四是具有鲜明的共同目标，即都是打造工业高端化、智能化、绿色化、服务化发展的新型信息基础设施，形成工业数字经济的产业新生态。
从国内外相关组织发布的体系架构和企业实际案例来看，可以通过“三个是否”来区分工业互联网与传统网络。一是工业设备或工业物联网装置是否可以通过网络介质发送数据。这是工业互联网与互联网或其他领域物联网的区别。二是是否有基于这些数据的云平台计算和服务。这是工业互联网与传统工业控制网的区别。三是计算结果是否可以通过网络介质反馈到设备现场对生产和运行起到优化作用。这工业互联网能够形成闭环的保证，也是工业互联网的直接目标。而网络介质的种类、网络速度、网络规模等，都会随着技术的进步不断升级，这与互联网发展类似，并非工业互联网的本质特征。
2、工业互联网全球推进呈现新特点
美国、德国是全球工业互联网推进最为活跃的国家，这也与两国作为最积极的“再工业化”和新工业革命发起国相一致。在两国产业合作组织和龙头企业的带动下，全球工业互联网发展呈现两强引领、多国共进、强强联合的新特征。
一是国际工业互联网联盟（IIC）的全球影响力持续扩大。美国主导的IIC是目前全球推动工业互联网（包括CPS、工业物联网等）发展最具影响力的产业组织，吸纳了全球各国家数百家企业、研究机构和非营利性组织，包括GE、IBM、Intel、Oracle、SAP、博世、华为、海尔等一大批具有国际影响力和地区影响力的企业，得到了美、德、欧盟等政府的关注与支持，与ISO、IEC、3GPP等国际标准化组织建立合作，目前已建立了23个测试床，参与测试床建设会员覆盖全球41家企业。该联盟在推动技术创新合作的同时，非常重视标准化、商业模式和大中小企业联合，未来随着其成员的进一步增加、成果的不断发布、联合的不断加强，其国际影响力将进一步增强。
二是美德强强联合不断加深。美国与德国的发展曾呈现各自不同的发展路径，美国依托信息技术优势着力推动工业互联网在各产业的横向覆盖，范围涉及制造业、能源、交通、运输、医疗、城市建设各领域；德国则重在强化本国高端制造优势，推进工业互联网在智能制造领域的纵向延伸。2016年德国汉诺威工业博览会上，在奥巴马和默克尔的共同见证下，美国IIC与德国工业4．0平台实现对接，通过“架构对接”、“测试床协作”、“标准与互操作”等六个联合工作组的深入合作，形成广度与深度上的“T”型互补。
三是新的竞争者不断涌现。我国工业互联网推进步伐显著加快，中国工业互联网产业联盟已吸纳各领域成员近300家，发布了我国首个工业互联网指导性文件《工业互联网体系架构》以及14个验证示范平台，同时我国企业在IIC中的数量与活跃度不断提升。日本在产经省的推动下成立了工业价值促进联盟，囊括了几乎所有著名的日本制造企业，聚焦工业互联网研发与合作，并积极与IIC对接，另一个相关组织日本物联网促进联盟也与IIC建立合作。法国企业积极引入GE工业互联网解决方案在本土落地，法国著名自动化巨头施耐德成为IIC指导委员会主席。印度企业软件巨头印孚瑟斯成为IIC测试床建设参与最多、活跃度最高的企业之一。
