工业物联网是什么?

工业物联网是什么?,第1张

工业物联网是工业领域的的物联网技术,是指将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器或控制器,以及移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程中的各个环节,从而大幅提高制效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。
从应用形式上,工业物联网的应用具有实时性、自动化性、嵌入式(软件)、安全性、和信息互通互联性等特点。若想了解更多工业物联网相关资讯,可登录广州国际工业自动化技术及装备展览会官网。

数字化采购的定义

德勤

通过应用人工智能、物联网、机器人流程自动化和写作网络等技术,打造可预测战略寻源、自动化采购与前瞻性供应商管理,从而实现降本增效,并显著降低风险,将采购部门打造成企业的价值创造中心。

SAP

数字化采购包含五个方面的意义:建立数字化供应市场、链接供应商网络生态、构筑智慧供应链风险管理体系提升指出管理水平和合规性、最大化改善客户体验和服务效率。

麦肯锡

供应商与商业用户通过大数据、流程自动化和全新分析模型,提升采购环节效率,大幅度降低成本,从而实现更快捷、更透明的可持续采购,重点在于识别和创造价值以及防止漏损,分成四个模块-支出可视化、协作性先进采购、采购支付以及绩效管理。

国家工业信息安全发展研究中心

以提质降本增效为出发点,面向从寻源到合同、从订单到支付及供应商管理等采购全流程,应用互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,构建数据驱动型的新型采购体系,实现采购系统升级、业务创新、流程优化和管理变革,提升供应链响应速度和协同效率。
数字化采购与ERP-SRM-SCM的概念辨析

ERP -建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业员工及决策层提供决策手段的管理平台,其中采购管理模块具体有供应商信息查询、催货、 采购与委外加工、价格分析等功能。

SRM -改善与供应链上游供应商的关系,它是一种致力于实现与供应商建立和维持长久、紧密伙伴关系的管理思想和软件技术的解决方案,是数字化采 购的一个重要模块。

SCM -供应链管理指在满足一定的客户服务水平的条件下,为了使整个供应链系统成本达到最小而把供应商、制造商、仓库、配送中心和渠道商等有效 地组织在一起来进行的产品制造、转运、分销及销售的管理方法。

 数字化采购-是ERP采购管理模块的进一步延伸,不仅注重企业内部采购效率的提升,且通过SRM、供应商协同、战略寻源等模块,帮助企业寻找到更 优质的供应商,在线管理供应商,管控风险,形成“端到端”的采购管理体系。

数字化采购主要产品模块

在大数据、RPA、AI、物联网等技术的基础上,数字化采购产品模块分为两个部分:采购管理工具和第三方B2B采购平台。采购管理工具模块分 为战略寻源、采购执行、供应商管理和供应商协同,侧重于提高采购管理效率,提供相关工具的厂商本报告称为工具型厂商。从采购物资类型切入, 第三方B2B采购平台分为:非生产性物资B2B采购平台、生产性非原料物资B2B采购平台和原料物资B2B采购平台。
数字化采购产业图谱

工具型厂商

提供数字化采购软件(传统 or SaaS) 特点:(1)通常拥有ERP的基因 (2)提供服务具有同质化倾向,竞争激烈 (3)获客成本高,复购率较高 (4)客户基本为中大型客户 (单个模块的厂商没有覆盖采购管理核心流程,故 没有囊括在内,如发票管理厂商、订单管理厂商等)

第三方B2B采购平台

分为三类:(1)提供原料物资;(2)提供生产性 非原料物资;(3)提供非生产性原料物资 特点: (1)行业性:不同的垂直行业会产生不同的生产 性物资原料平台,且行业之间的壁垒很难打破; (2)盈利方式是通过差价和收取供应商的手续费; (3)细分赛道众多,僧少肉多,尚未出现激烈竞 争态势 (4)客户覆盖大中小不同体量的客户

目前,物联网技术在产品信息化、生产制造环节、经营管理环节、节能减排、安全生产等领域得到应用。

1、物联网技术在产品信息化领域的应用

产品信息化是指将信息技术被物化在产品中,以提高产品中的信息技术含量的过程。推进产品信息化的目的是增强产品的性能和功能,提高产品的附加值,促进产品升级换代。目前,汽车、家电、工程机械、船舶等行业通过应用物联网技术,提高了产品的智能化水平。

在汽车行业,物联网汽车、车联网、智慧汽车等逐渐兴起,为汽车工业发展注入新动力。2010年6月,针对物联网在汽车行业的应用,国际标准化组织提出了全网车(The
Fully Networked
Car,FNC)的概念,其目标是使汽车驾驶更安全、更舒适、更人性化。通用汽车推出了电动联网概念车EN-V,通过整合GPS导航技术、Car-2-Car通信技术、无线通信及远程感应技术,实现了自动驾驶。车主可以通过物联网对汽车进行远程控制。例如在夏季,车主可以在进入停车场前通过手机启动汽车空调。在车辆停放后,车载监控设备可以实时记录车辆周边的情况,如发现偷窃行为,系统会自动通过短信或拨打手机向车主报警。汽车芯片感应防盗系统可以正确识别车主,在车主接近或远离车辆时自动打开或关闭车锁。售后服务商可以监测车辆运行状况,对故障进行远程诊断。Car-2-Car通信技术可以使车辆之间保持一定的安全距离,避免对撞或追尾事故。

在家电行业,物联网家电的概念已经出现,物联网技术的发展将促进智能家电的发展。美的集团在上海世博会上展示了物联网家电解决方案。海尔集团推出了物联网冰箱和物联网洗衣机,小天鹅物联网滚筒洗衣机已进入美国市场。小天鹅物联网滚筒洗衣机专门针对美国新一代智能电网进行设计,能识别智能电网运行状态及分时电价等信息,自动调整洗衣机的运行状态以节约能耗。

在工程机械行业,徐工集团、三一重工等都已在工程机械产品中应用物联网技术。通过工程机械运行参数实时监控及智能分析平台,客服中心可以通过电话、短信等纠正客户的不规范 *** 作,提醒进行必要的养护,预防故障的发生。客服中心工程师可以通过安装在工程机械上的智能终端传回油温、转速、油压、起重臂幅、伸缩控制阀状态、油缸伸缩状态、回转泵状态等信息,对客户设备进行远程诊断,远程指导客户如何排除故障。

2、物联网技术在生产制造领域的应用

物联网技术应用于生产线过程检测、实时参数采集、生产设备与产品监控管理、材料消耗监测等,可以大幅度提高生产智能化水平。在钢铁行业,利用物联网技术,企业可以在生产过程中实时监控加工产品的宽度、厚度、温度等参数,提高产品质量,优化生产流程。在家电行业,海尔集团在数字化生产线中应用了RFID技术,提高了生产效率,每年可节省1200万元。

3、物联网技术在经营管理领域的应用

在企业管理方面,物联网技术主要应用于供应链管理、生产管理等领域。

(1)在供应链管理领域的应用

在供应链管理方面,物联网技术主要应用于运输、仓储等物流管理领域。将物联网技术应用于车辆监控、立体仓库等,可以显著提高工业物流效率,降低库存成本。海尔集团通过采用RFID提高了库存管理水平和货物周转效率,减少了配送不准确或不及时的情况,每年减少经济损失达900万元。鹤山雅图仕印刷有限公司的RFID应用项目实施3年来,成品处理效率提高了50%,差错率减少了5%,人力资源成本减少了2700万元。

(2)在生产管理领域的应用

在纺织、食品饮料、化工等流程型行业,物联网技术已在生产车间、生产设备管理领域得到应用。例如,无锡一棉开发建立了网络在线监控系统,可对产量、质量、机械状态等9类168个参数进行监测,并通过与企业ERP系统对接,实现了管控一体化和质量溯源,提升了生产管理水平和产品质量档次。此外,还可以及时、准确地发现某台(某眼、某锭)的异常情况,引导维修人员有的放矢地工作。

山东泓坤纺织有限公司车间温湿度监控物联网应用系统由前端设备、控制设备和管理后台组成。前端设备主要是各类温湿度传感器,负责实时采集车间环境数据并上传到控制设备;控制设备负责将各传感器数据通过GPRS网络上传到管理后台,并通过LED显示屏实时显示温湿度数据。如果环境数据超过既定的阀值,管理后台将通过短信等方式提醒相关工作人员,以便及时采取必要措施。该系统的应用使布机的作业效率从原先的70%左右提高到目前的90%。

4、物联网技术在节能减排领域的应用

物联网技术已在钢铁、有色金属、电力、化工、纺织、造纸等“高能耗、高污染”行业得到应用,有效地促进了这些行业的节能减排。智能电网的发展将促进电力行业的节能。江西电网公司对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置,对运行状态进行实时监测,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损12亿千瓦时。

利用物联网技术建立污染源自动监控系统,可以对工业生产过程中排放的污染物COD等关键指标进行实时监控,为优化工艺流程提供依据。

5、物联网技术在安全生产领域的应用

物联网已成为煤炭、钢铁、有色等行业保障安全生产的重要技术手段。通过建立基于物联网技术的矿山井下人、机、环监控及调度指挥综合信息系统,可以对采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产设备进行状态监测和故障诊断,可以监测温度、湿度、瓦斯浓度等。一旦传感器监测到瓦斯浓度超标,就会自动拉响警报,提醒相关人员尽快采取有效措施,减少瓦斯爆炸和透水事故的发生。通过井下人员定位系统,可以对井下作业人员进行定位和跟踪,并识别他们的身份,以便在矿难发生时得到及时营救。

二、工业领域物联网技术推广策略

物联网技术在工业领域具有广泛的应用前景,是建设“智慧企业”,发展“智慧工业”的关键技术。笔者认为,可以从以下几个方面推进物联网技术在工业领域的应用:

一是推进物联网技术在产品信息化中的应用。鼓励企业将物联网技术嵌入到工业产品中,提高产品网络化、智能化程度。重点在汽车、船舶、机械装备、家电等行业推广物联网技术,推动智慧汽车、智能家电、车联网、船联网等的发展。推进电子标签封装技术与印刷、造纸、包装等技术融合,使RFID嵌入到工业产品中。

二是在生产制造环节推广物联网技术,提高工业生产的自动化、智能化水平。通过进料设备、生产设备、包装设备等的联网,发展具有协作能力的工业机器人群,建设“无人工厂”,提高企业产能和生产效率。

三是在经营管理环节推广物联网技术,提高企业管理效率和智能化水平。在供应链管理、车间管理等管理领域推广物联网技术。

四是推进物联网技术在工业节能减排领域的应用。利用物联网技术对企业能耗、污染物排放情况进行实时监测,对能耗、COD、SO2等数据进行分析,以便优化工艺流程,采取必要的措施。

五是推进物联网技术在工业安全生产领域的应用。利用物联网技术对工矿企业作业设备、作业环境、作业人员进行实时监测,对温度、压力、瓦斯浓度等数据进行分析,当数据超标时自动报警,以便有关人员及时采取措施;或自动停机、切断电源、加大排风功率等,以避免重大安全生产事故发生。

通俗一点的看这里:物联网就是用互联网技术将我们的生活用品连接起来,构成物物相连的网站!生活场景的描述如下:
下班途中,望着长长的”车龙“,你内心的焦急在烈日的烤炙下是否变得更加烦躁。这时,您会情不自禁的想起你的物联网空调,于是,你打开手机给它发了一条短信:”工作吧!要自然风,25度“。想像着家中的凉爽,你的心情也爽了起来!唉,又一个红灯,你停下了车,多少有些无奈,这时手机来了新短信。奥,是你的物联网冰箱发来的,它说:”金华火腿没了,是否采购,场地-金华,生产日期·······“,你微笑的点了”确定“,愉快的归家途中。
到了家门口,你发现了已经等候多时的超市送货员,你接过火腿。随手掏出手机,输入密码,打开了物联无线锁,走进那早已调好了温度的房间,沐浴着自然清新的凉风。这时,肚子”咕咕”的 响声,让您走近了物联网冰箱,80、90后的你从小娇生惯养,对做饭很是厌烦,可自从有了物联网冰箱,你总是想迫不及待的漏一手。在冰箱显示屏上显示的菜谱的提示下,香气弥漫着你······
岗位:物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员、物联网应用系统开发工程师等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位。目前通信网络发展中就业前景看好。
专业的看下面:
什么是物联网?
有些人认为,顾名思义,”物联网是物物相连的互联网”,显然这是一个错误,这个顾着中文名思出来的义具有非常大的误导性。物联网的英文是”the internet of things”,仅对things进行翻译的话,指实体或者对象,技术人员比较容易理解实体或者对象的含义,它是将外在世界进行的数字化映射。当然,大家已经习惯叫做物联网。
 物联网专业究竟学什么?
然而,我们知道物联网技术不是对现有技术的颠覆性革命,而是通过对现有技术的综合运用。那么物联网专业究竟学什么?据了解,物联网工程专业开设基础课程和专业核心课程两大类,学生主要学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术,有着很强的工程实践特点。
物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各校都专门制定了物联网专业人才培养方案。学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程,同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外,优秀的外语能力也是必备条件,因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家,学生需要阅读外文资料和应对国际交流。
由于物联网涵盖的领域很多,而本科阶段学生可以学到的东西又较为有限,总的来说,各个学校的物联网工程专业是结合了学校自身长处与物联网某个领域的”定向专攻”。很多物联网工程专业的学生总是在说:”我们专业好像和计算机专业学的差不多”、”感觉就是把网络工程换了个名字”。其实在专业课程设置上,物联网工程专业和传统的IT专业还是有较为明显的差异的。
据了解,物联网工程专业的学生除了要学习编程语言、网络等IT基础知识之外(应用层和传输层),还需重点学习传感器、RFID、模式识别基础这些物联网感知层方面的知识。物联网本身是一个很大的圈子,而信息技术是物联网的基础和支柱,所以在大一大二的基础课程期间,物联网专业和计算机专业区别较小。而在后期专业方向上,物联网专业的学生接触的项目、课题会比计算机专业的更加宽泛、充实。
物联网专业就业
物联网工程专业从2011年才开始首次招生,目前为止还没有毕业生,所以,无法从往年的就业率来判断未来的就业情况,但我们可从行业的整体发展趋势和人才市场的需求等方面了解该专业未来的就业形势。
据北京科技大学物联网与电子信息系主任王志良教授介绍,该校第一批物联网专业的学生还没毕业,但已经得到了物联网行业企业的认可。有些知名企业向他们伸出了橄榄枝,邀请学生们进行实习。众所周知,去大企业实习,是很多应届毕业生进入名企的敲门砖。中科院院士、华东师大软件学院院长何积丰表示,未来的物联网技术要得到发展,需要在信息收集、改进、芯片推广、程序算法设计等方面有所突破,而做到这些的关键是如何培养人才。
因为物联网是个交叉学科,涉及通信技术、传感技术、网络技术以及RFID技术、嵌入式系统技术等多项知识,但想在本科阶段深入学习这些知识的难度很大,而且部分物联网研究院从事核心技术工作的职位都要求硕士学历,因此本科毕业生可从与物联网有关的知识着手,找准专业方向、夯实基础,同时增强实践与应用能力。

6月29日,由南京市人民政府与未来论坛共同主办,中国国际贸易促进委员会南京市分会、南京经济技术开发区管理委员会、南京市国际商会承办的 “2019未来论坛·南京峰会”正式 开幕,本次峰会的主题为 “同行・共创”

在开幕式上,南京市人民政府副市长胡洪,红杉资本中国基金合伙人、未来论坛理事周逵作为主办方代表分别对所有参会嘉宾表达了欢迎与感谢。南京经济技术开发区管委会副主任沈吟龙对人工智能产业新地标“中国(南京)智谷”的打造作出重点介绍。

在随后的大会主旨演讲环节上,浙江大学求是特聘教授、浙江大学医学院附属第一医院双聘教授、浙江大学应用数学研究所所长、浙江大学理学部图像处理研发中心主任、大数据算法与分析技术国家工程实验室杭州创新中心主任 孔德兴 ,元禾华创投委会主席、未来论坛理事 陈大同 ,英国帝国理工学院教授、中国人工智能产业创新联盟专业委员会主任委员及鲲云 科技 联合创始人及首席科学家、英国计算机学会(BCS)会士、英国皇家工程院院士、美国电子电气工程师协会(IEEE)会士 陆永青 ,地平线创始人兼CEO、未来论坛青年理事 余凯 ,为与会者带来了海内外最前沿的科研信息及成果转化经验。

在上午的论坛上,行业优秀的企业家、科学家与投资人围绕 工业物联网 中国芯片 两大热点 科技 领域主题进行了演讲和创新对话。

智能制造是振兴实体经济、加快工业转型升级的重要突破口。我国近年来相继推出一系列智能制造的战略规划,通过工业物联网实现数字化、网络化,能够提升企业的生产效率和产品附加值,缓解生产成本。

上海全应 科技 有限公司董事长兼CEO夏建涛 在“工业互联网技术及其在热电生产智能化中的应用”的主题演讲里带来了在工业互联网时代,关于热电产业化的观点。他认为我国工业主要有两大问题:

上海全应 科技 有限公司董事长兼CEO夏建涛

工业互联网平台出现能够解决上述问题,它对离散制造业来讲重点在于智能化的管理,对流程制造业重点在于工艺的控制。其在工业企业运用中主要有三个场景, 第一是在生产中运用,第二是对企业的数据进行管理和决策优化,第三是实现全产业链的资源优化配置与协同 。夏建涛以热能生产行业为例,分享了工业互联网在产业里如何使用及使用的效果。同时他还提到“海量数据+智能算法+超级算力”会产生超越人智力的智能化系统,将深刻改变人类 社会 。

会后,亿欧新制造频道与夏建涛进行了交流,他表示目前的工业互联网最终是要落实到具体的应用场景,企业采购任何一个设备或是系统,他需要计算投入产出比,需要能够切实地解决现有的问题,“一个工业互联网平台,或者一种技术能否说服客户,取决于你是否能为客户提供切实可计算的价值。”

玄羽 科技 董事长李鸿峰 在主题演讲“AI赋能3C制造”分享了在3C行业的智能制造。玄羽 科技 选择3C制造作为智能制造的一个切入点,是因为看到了3C制造在今天已经面临着 三大困境

玄羽 科技 董事长李鸿峰

当一个产业面临这些困境的时候,就必须考虑通过技术创新和成本优化进行转型升级,这就催生了他们对智能化制造的需求。3C制造行业的特点一是 高度 离散 ,二是 迭代非常快 ,这样的行业优势在于:通过 科技 手段能带来效率提升的价值空间很大。劣势在于:由于其太离散,改造的过程十分困难。在这一背景下,玄羽 科技 最开始选择的路径是以头部企业为主,它的特点是产线基础比较好,理念比较强,可以带动整个行业。

他表示 智能制造 并非是自动化,而是智能化 。在今天的技术上,智能制造一定是算法和算力的结合,通过数据和算法的方式,切入到智能制造,并且带来巨大的价值。

慧联无限首席科学家胡昱 在主题演讲“让产业动能更强劲——数字化产业园区20”中主要分享了工业物联网的工作场景之一“数字化产业园区”的具体应用。

慧联无限首席科学家胡昱

“数字化产业园区”的价值在于利用LPWAN技术帮助园区内管理者提高管理水平和对园区入驻企业提升服务质量,他详细介绍了智慧园区解决方案的架构、平台的概述以及在实际案例中利用数字化运营的方法,并分别概述了解决了来自园区不同角色的痛点问题,希望最终打造一个构建结合园区的开发商、运营商,地方政府还有行业协会综合的融合平台。

工业物联网的核心是信息智能与工业智能的融合。通过采用信息技术,例如物联网、大数据、人工智能、区块链、5G等实现以数据驱动的工业应用的信息化与智能化,进而提高产业效率,创造价值。协合新能源集团执行董事兼CTO、未来论坛青创联盟成员尚笠尚笠作为对话环节的主持人与各位企业领袖、科学家针对发展工业物联网,难度究竟在哪里?即将到来的5G网络时代将怎样推进工业和制造业的数字化变革?从工业自动化向工业智能化升级,产业和企业如何把握新机遇等问题展开了讨论。

科技 创新对话——工业物联网:“智造”升级

慧联无限首席科学家胡昱 认为工业物联网在中国会不断往前走,但是在这个过程中,有一些定数会被打破,包括我们的工业。他认为工业物联网的IT和OT的融合还需从组织架构和战略两方面来进行。另外,从工业物联网技术创新角度看,他认为传感器创新非常重要。

清华大学计算机系长聘副教授、博士生导师李丹 认为,现在工业物联网从概念到落地,已经在是在缓慢增长的阶段,后面会越来越好。这是因为技术上是成熟的,产业的需求也在。另外,他认为IT和OT的结合,本身就会催生出新的技术创新的机会。

玄羽 科技 董事长李鸿峰 认为工业物联网要有一个循序渐进的客观规律。工业物联网IT和OT的融合,就是两化的融合。这种融合依托的是“彼此理解”的融合,信息化的人一定要了解工业上的东西,工业人一定了解信息化的东西,在实际的项目上进行打磨、成长,这样才能在将来真正意义上增加两化人才。他认为工业物联网创新,数据是基础,没有数据就没有依托了,数据从量变到质变,就会衍生出应用的创新。

毕马威中国管理咨询服务主管合伙人刘建刚 认为工业物联网的应用现在不仅仅是一个概念的问题。怎么把概念落为实处?一是要从需求导向;二是战略驱动;三是企业本身的能力建设;四是必须要场景切入;五是生态系统协同的能力。从工业互联网行业发展来讲,要有标准:一是工业互联网接口开放的标准;二是融合后的IT架构的标准。

上海全应 科技 有限公司董事长兼CEO夏建涛 认为工业物联网只有正向、增强性的循环,这个产业才能真正落地。工业物联网要IT、OT深度在一起,认为云+端的创新,对工业物联网技术创新非常重要。

启明创投合伙人叶冠泰 认为,促进工业互联网的发展,非常必要的一点是IT和OT的紧密结合,但更为重要的关键点是缩短打通整个行业的利益链条。

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这还得从智能制造的起源说起。
智能制造源于人工智能的研究,人工智能是用人工方法在计算机上实现的智能。智能制造的概念提出于20世纪80年代,日本1989年提出智能制造系统,且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目,包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。
加拿大制定的1994—1998年发展战略计划,认为未来知识密集型产业是驱动全球经济和加拿大经济发展的基础,认为发展和应用智能系统至关重要,并将具体研究项目选择为智能计算机、人机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。
欧洲联盟的信息技术相关研究有ESPRIT项目,该项目大力资助有市场潜力的信息技术,1994年其启动的新的R&D项目,选择了39项核心技术,其中三项(信息技术、分子生物学和先进制造技术)中均突出了智能制造的位置。
我国80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,已在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。2015年,作为我国未来十年实施制造强国战略的行动纲领和未来三十年实现制造强国梦的奠基性文件的《中国制造 2025》明确提出:“智能制造是新一轮科技革命的核心,也是制造业数字化、网络化、智能化的主攻方向”。智能制造在我国获得了快速发展的新契机,已成为我国现代先进制造业新的发展方向。
智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是指一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。智能制造通过人和智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。智能制造不只是“人工智能系统,而是人机一体化智能系统,是混合智能”。智能制造系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰,本质是人机一体化。
智能制造的典型特征如下:(1)状态感知:准确泛在感知外部输入的实时运行状态;(2)实时分析:对获取的实时运行状态数据进行快速、准确的分析;(3)精准执行:对外部需求、企业运行状态、研发和生产等做出快速应对和准确执行;(4)自主决策:按照设定的规则,根据数据分析的结果,自主做出判断和选择,并具有自学习的能力。
“工业40”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。“工业40”的内涵是利用赛博物理系统CPS,将生产中的供应、制造和销售等信息数据化、智慧化,最后达到快速、有效、个性化的产品供应。“工业40”出现后,在欧洲乃至全球工业业务领域都引起了极大的关注和认同,德国学术界和产业界认为,“工业40”即是以智能制造为主导的第四次工业革命,它描绘了制造业的未来愿景,是继前三次工业革命后,人类迎来的以赛博物理系统(Cyber—Physical System,CPS)为基础的,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。
“工业40”有三大主题:(1)“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;(2)“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;(3)“智能物流”,主要通过互联网、物联网、务联网等,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。
智能制造和“工业40”异曲同工,“工业40”的本质是通过充分利用赛博物理系统CPS,将制造业推向智能化的转型。而智能制造是一种新的制造模式,从智能制造系统由低层级向高层级逐步演进发展的角度来看,智能制造的内涵包含了“工业40”的三大主题。
2014年2月,美国国防部牵头成立了“数字制造与设计创新机构”(Digital Manufacturing and Design Innovation Institute,DMDI)。2014年12月,美国能源部也宣布牵头筹建“智能制造的清洁能源制造创新机构”(Clean Energy Manufacturing Innovation Institute on Smart Manufacturing,CEMI)。为什么美国连续成立数字制造和智能制造两个机构,两个机构又是如何分工的,各自研究领域的主要区别在哪里?
首先,我们来理解什么是数字化制造?
数字化技术是指利用计算机软(硬)件及网络、通信技术,对描述的对象进行数字定义、建模、存贮、处理、传递、分析、优化,从而达到精确描述和科学决策的过程和方法。数字化技术具有描述精确、可编程、传递迅速、便于存贮、转换和集成等特点,因此数字化技术为各个领域的科技进步和创新提供了崭新的工具。数字化技术与传统制造技术的结合即数字化制造技术。
其次,让我们来分析美国数字制造机构DMDI和能制造机构CEMI的愿景:
(1)美国数字制造机构DMDI:①目标:在整个供应链中利用增强的、可互 *** 作的信息技术系统,全面改进产品的设计和制造过程。②专注:将来自于设计、生产和产品使用中的数据进行综合并加以运用,减少制造周期和成本;将制造过程全数字化,加强产品全寿命周期的建模与先进分析工具,提升产品性能、工艺效率和企业绩效。③核心技术:通过基于计算机的集成系统,将设计、制造、保障和报废系统的要求进行连接,完善成熟整条“数字线”。在实施设计时,综合利用智能传感器、控制器和软件来提升保障性,同时考虑系统的安全性。
(2)美国智能制造机构CEMI:①目标:从实时能量管理、能源生产率和过程能量效率的角度,降低制造成本。②专注:在整个生产运行中将效率信息实时集成,重点是将能量和材料使用降到最低;特别面向能量密集型的制造部门。③传感器——能够在高温高压环境中工作,控制系统——使用来自这些传感器的数据,计算模型——模拟传感器和控制系统的运行,开放式平台——验证这些技术的集成如何提升能效。
可以看出,美国DMDI和CEMI两个机构都不可避免地研究各类智能制造技术,其中美国数字制造机构DMDI的技术方向和研发内容更加贴合离散制造业的智能制造需求,而美国智能制造机构CEMI的技术方向和研发内容更加贴合流程制造业的智能制造需求。
因此,我们可以认为,传统的数字化制造技术与目前的智能化制造技术的侧重点不同,传统的数字化制造技术侧重于产品全生命周期的数字化技术的应用,而智能制造侧重于人工智能技术的应用,数字化制造技术是是实现智能制造的基础,同时智能化是数字化制造技术的发展方向之一,即采用智能方法,实现智能设计、智能工艺、智能加工、智能装配、智能管理等,进一步提高产品设计制造管理全过程的效率。
2015年5月,国务院正式发布了《中国制造2025》,明确提出要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向。“互联网+制造”,正在成为中国经济的下一个重要增长点。据估算,在未来20年中,中国工业互联网发展可带来3万亿美元左右的GDP增量。
那么“互联网+制造”与智能制造有什么区别?
可以说“互联网+制造”是我们实现产业升级的一种手段和方式,而智能制造是目标,我们把互联网技术引入到日常的生产制造中,逐步实现制造的自动化、网络化,最终实现制造的智能化。
ICT技术的发展引发了第四次工业革命,主要是指云、大数据、物联网三个技术领域的突破性发展。云数据中心使海量数据的存储成为可能,并且存储成本大幅度降低。大数据技术可以对工厂生产过程产生的大量数据进行深度的挖掘和利用,作出更加有利于管理者的商业洞察。物联网技术可以实现人与设备、设备与设备之间的互联与通信,使人机交互更加自由与可靠,推动生产自动化和柔性化的发展。“互联网+制造”其实就是讲前沿的ICT技术与传统的制造相结合,最终达到降低成本提升竞争力的作用。
毫无疑问,智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计,工艺过程设计,生产调度,故障诊断等。也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方,生产调度等,实现制造过程智能化。而人工智能技术尤其适合于解决特别复杂和不确定的问题。但同样显然的是,要在企业制造的全过程中全部实现智能化,如果不是完全做不到的事情,至少也是在遥远的将来。
实现智能制造是一个长期的过程,一般来说需要先实现制造的自动化、信息化,最终走向智能化。互联网+制造,是把互联网技术和思维模式引入到我们日常的生产组织当中去。在我们的日常生产中,人、设备、产品、物料等时刻都在产生海量的数据信息,互联网技术使得海量的数据信息传递、集成、挖掘成为可能。
具体措施上,首先是以既有的两化融合管理体系为抓手,通过标准化,特别是国际标准化的贯彻,引领制造业和互联网融合发展。
其次是以制造业为切入点,结合相关行业的配合共同推动“互联网+制造”。重点推动传统装备智能化改造升级,加强重点行业CPS(信息物理系统)应用水平和智能制造系统解决方案能力建设,积极培育工业生产新业态、新模式,推进制造业服务化转型和生产性服务业的发展。
第三是以创业创新为重点,加快推进“互联网+中小微企业”的发展。“这方面由工信部中小企业司来牵头,会同相关部门一起推动。这是国家层面的‘互联网+’行动方案部署的重点任务,将围绕着中小微企业的大众创业和万众创新来开展。”
其四是以高速宽带网络技术为支撑,提升基础设施的支撑水平,“这部分由通信司局(工信部信息通信发展司)为主,会同相关司局来推进,把我们的4G等信息基础设施做好,并且谋划研发好5G等下一代通信技术。”
第五,以关键技术、软件产业服务为突破口,提升信息技术产业支撑水平。这部分由工信部的电信司(电子信息司)和信息化司(信息化和软件服务业司)等部门一块牵头。重点是要夯实信息产业发展基础,实施“星火计划”,大力发展移动互联网、物联网、云计算、大数据等新一代技术产业,加快云计算+大数据基础设施的建设。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》。


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