工业互联网导论
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.2 工业互联网的发展规划、现状与趋势

1.2.1 各国的工业互联网发展规划

工业互联网作为新工业革命的关键和重要基石,日益成为世界各国实现新增长的共同选择。为抢抓工业互联网发展先机,主要国家纷纷围绕前沿技术、关键平台、行业应用等展开相关部署,并通过强化战略指引,加快产业生态构建,加强要素保障等营造发展环境。目前,美、欧、日、中等多极并进的总体格局正在形成,各主体间的竞合程度不断升级,全球工业互联网已进入加速发展期,各国都希望抓住这一新的机遇来推进制造业转型升级,推出专门的工业互联网战略规划,如表1-1所示。这些战略政策虽然名称各异,但核心目标都是推动以大数据、5G、人工智能、区块链为代表的新一代信息技术与制造业深度融合,大力加快制造业的数字化、网络化、智能化转型。

表1-1 各国关于工业互联网的战略规划

1.美国

美国依托工业软件领先优势着力推动工业互联网在各产业的横向覆盖。为了在新一轮工业革命中占领先机,美国一直在用政府战略推动先进制造业发展,并将工业互联网作为先进制造业的重要基础。美国通过“制造业复兴法案”,先后出台《先进制造伙伴关系计划》《先进制造业战略计划》《国家制造业创新网络计划》等战略和计划,对工业互联网关键技术的研发提供政策扶持和专项资金支持,确保美国先进制造业的未来竞争力。2018年10月5日,美国发布《美国先进制造领导力战略》,延续了大力推动智能制造和数字制造的顶层设计,强调通过不断增大资金投入、大力培育数字化人才、构建良好发展环境等举措,营造有利于工业互联网发展的大环境。

2.德国

为借力新一代信息通信技术崛起之势,实现制造业数字化、网络化、智能化升级,巩固高端制造优势地位,德国提出并实施了工业4.0战略。在新一轮技术革命和产业变革中,德国政府以工业4.0战略为核心,将工业互联网作为工业4.0的关键支撑。近年来,德国联邦和地方政府从政策、资金、人才等方面着手,多措并举加速推进实施工业4.0战略,带动工业互联网发展。从整体上看,德国政府通过协商干预的形式制定产业政策,推动形成有利竞争的市场环境。德国联邦政府负责提出工业4.0的政策框架,并从国家层面出台扶持办法;各州政府则为了促进本州的经济发展,联合协会、科研院所以及大企业不断推出扶持项目。2019年2月,德国联邦政府发布《国家工业战略2030》,明确提出将机器与互联网的互联作为数字化发展的颠覆性创新技术,以更好地提高德国工业的全球竞争力。

3.日本

日本以发展“互联工业”为核心进行本地化的工业互联网建设。进入21世纪以来,日本政府相继推出了e-Japan、u-Japan和i-Japan战略,为日本工业互联网的发展奠定了良好的信息技术及网络设施基础。到2015年,日本首次提出推动信息技术与制造业融合发展。2017年提出发展“工业互联”,积极融入新一轮全球工业互联网发展大潮中。2018年6月发布《日本制造业白皮书(2018)》,明确将“互联工业”作为制造业的发展目标。与美国、德国相似,完善要素保障、构建产业生态、优化发展环境,也成为日本布局工业互联网的重要着力点。

2020年日本发布《物联网安全架构》,2021年又发布《智能家居的网络/物理安全措施指南》,从智能家居延伸到其他领域,确保网络和物理安全。

1.2.2 我国工业互联网的发展现状

我国政府非常重视工业互联网的工作,在国家层面出台了多项政策。

2015年,国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,提出推动互联网与制造业融合,提升制造业数字化、网络化、智能化水平,加强产业链协作,发展基于互联网的协同制造新模式。

2017年,国务院正式发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,提出增强工业互联网产业供给能力,持续提升我国工业互联网发展水平,深入推进“互联网+”,形成实体经济与网络相互促进、同步提升的良好格局。

2020年3月,工信部印发《关于推动工业互联网加快发展的通知》,通知中要求各有关单位要加快新型基础设施建设、加快拓展融合创新应用、加快健全安全保障体系、加快壮大创新发展动能、加快完善产业生态布局、加大政策支持力度。

2020年12月,工信部发布《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》,提出了5个发展目标、11项重点任务和十大专栏,推动产业数字化,带动数字产业化。总体而言,我国工业互联网已从概念倡导进入实践深耕阶段,形成战略引领、规划指导、政策支持、技术创新和产业推进良性互动的良好局面。

目前,我国工业互联网已实现起步发展,在基础设施建设、公共平台打造、优质企业及供应商培育、新模式新业态发展方面初具成效。作为新一代信息技术与工业经济深度融合的产物,我国工业互联网的应用广度不断拓展,应用程度不断加深,应用水平不断提高,拓展出融合创新的广阔前景,正在赋能更多行业高质量发展。

1.2.3 我国工业互联网的发展趋势

工业互联网是第四次工业革命的重要基石,发展工业互联网是我国制造业数字化转型升级、实现高质量发展的基本路径,也是加快推进新型工业化历史进程的关键驱动力。当前,我国工业互联网创新发展取得初步成果,正处于从起步探索转向规模发展的关键期。党的二十大报告指出,坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、网络强国。这为工业互联网的发展指明了前进方向,提供了根本遵循。可以预见,未来工业互联网的发展活力将进一步释放,展现出勃勃生机和广阔前景。

(1)顶层布局形成共识,政策支持加力

目前,工业互联网产业发展迅速、前景广阔,但总量还不够大,存在一些需要引起重视的问题。例如在核心产业建设方面,工业互联网还没形成全国构架,标准规范缺失,一些关键核心技术受制于人,设备材料自给率较低。跨界融合不够、应用场景不多等,也制约着工业互联网的进一步发展。因此,工业互联网核心产业要抓好关键技术攻关,提升自主可控能力以及核心制造能力,积极有序推进数字基础设施建设。工业互联网发展要走深走实,地方要结合实际、因地制宜,离散式、流程式制造要因业施策,要坚持因企而异,注重基础能力再造。目前,运用工业互联网等新兴技术推动制造业数字化转型、培育产业竞争新优势,已成普遍共识。美欧各国持续推动数字技术与制造业融合发展,其中,美国连续10年推进先进制造国家战略,聚焦“再工业化”,加速数字制造应用;德国发力“工业4.0”,以智能工厂和智能产线为基础,巩固强化制造业竞争优势;欧盟实施“工业5.0”战略,推动数字化、绿色化转型,构筑更具韧性的产业体系。

此外,英法日等传统工业强国以及韩国、新加坡、印度等新兴经济体希望通过强化数字优势,巩固制造业领先地位。我国体系化推进工业互联网创新发展,在党中央、国务院的决策部署下,我国工业互联网顶层设计已经明确。2023年全国工业和信息化工作会议更是做出部署,要“完善工业互联网技术体系、标准体系、应用体系”。预计未来,我国将继续加大对工业互联网的支持力度,持续打出央地协同的政策“组合拳”。

(2)“平台+”集群式转型成为服务新模式

工业互联网作为推动数字经济深入发展的重要抓手,将进一步向区域产业集群规模化下沉。聚焦大中小企业数字化转型需求,以平台化、体系化的方式提供工业互联网新技术、新应用及解决方案,成为园区数字化转型的首选路径。行业头部企业经过多年先行先试,以供应链、产业链为牵引,以共性场景为突破点,通过提供全流程、全场景的咨询服务,以及构建“平台+服务”模式,由点到线至面带动更多区域产业集群协同转型。

未来,工业互联网服务体系将日益完善,中小企业的技术门槛与上云成本将大幅降低,工业互联网一体化进园区、进集群、进基地的步伐也将进一步加快。

(3)“链式”融合创新成为应用新路径

工业互联网发展将从关注供给侧的体系建设与技术迭代,向立足需求侧的用户价值与需求定义转移。数字化转型不再是单一业务环节上应用和业务系统间的综合集成,而是以数据为驱动的战略目标的实现和发展模式的创新。未来将以“链主”企业数字化转型为牵引,进一步强化链式发展,通过建设工业互联网平台带动全链数字化改造和上云上平台进程不断加快。除了资源、数据、业务的协同,场景、服务、生态的协同以及生产方式与管理模式的创新更加突出,推动供应链产业链上下游实现制造资源、制造知识、制造能力的跨企业协同协作。

(4)关键技术趋于开源化、生态化

开源开放是我国工业互联网构筑新优势的重要契机。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出,“要支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务。”关键技术的开源化可以使得创新链各主体低成本获取知识并提升技术能力,还可以提升共性知识的复用能力,有效降低中小企业工业互联网应用的成本。

目前,我国工业软件的开发环境已从封闭、专用的平台逐步走向开放和开源平台。部分厂商通过开发平台,聚集大量产业链企业,利用行业资源针对特定工业需求进行仿真软件的二次开发,从而再度扩展工业仿真功能。预计未来几年,开源生态的重点是软件开发生态建设,开源人才加快汇聚培育,一批具有自主可控技术和产品的工业软件企业加速孵化,围绕工业企业应用场景提供丰富的解决方案。通过工业软件新生态的建设,开源生态建设途径愈发清晰。

(5)工业数据智能技术步入规模化应用阶段

海量工业数据将通过技术创新与融合应用,释放更高的业务价值。当前,海量工业数据的价值通过工业数据智能技术逐步挖掘,并用于“预测性维护”“运行优化”“质量寻优”“能耗优化”等环节,取得了一定的效果,得到了行业用户的肯定。随着工业互联网从辅助环节向核心生产环节加速渗透,以数据模型驱动的创新场景越来越丰富,工业数据的智能化应用将成行业头部企业数字化转型的重要趋势。

在技术日趋成熟和内需逐渐释放的双重催化下,工业数据智能化应用将在更多的工业场景大规模落地。同时,据此研发出满足用户需求的各类应用也将成为服务商重点发力的方向。

(6)体系化安全布局推动内生安全加速实现

新型网络安全挑战正延伸至工业领域,网络安全技术创新、产品开发也不断向工业互联网领域布局。其中,工业应用安全、网络安全、工业数据安全以及工业智能产品的安全是重点环节。

未来,我国将进一步加强工业互联网安全领域的体系化规划和布局。在技术方面,监测感知、威胁防护、处置恢复等通用性安全技术将持续普及应用。“零信任”、人工智能、区块链、边缘计算安全等新理念、新技术持续完善工业互联网安全架构。在产品服务方面,工业安全硬件和软件产品、工业安全服务等种类将进一步丰富,工业互联网企业和服务对象的主体责任进一步落实。同时,相关标准组织、产业联盟及国家部门也将加速推动在总体规划、平台体系、接口规范、检测体系等方面的标准制定,引导工业互联网安全产业健康发展。

(7)生态体系化培育成为平台竞争新焦点

各国重点行业龙头企业持续布局工业互联网平台,平台生态建设持续深化。我国“综合型+特色型+专业型”平台体系进一步健全,企业竞争模式发生了显著变化。工业互联网企业加快从单一场景解决方案提供向生态资源聚合转型,依托平台整合研发资源、供应商资源和用户资源,构建基于平台的共赢生态系统,为产业链上下游企业和用户提供智能制造、协同制造、设备资产运维、供应链金融等综合服务。生态培育将成为工业互联网平台企业竞争的焦点。