三问工业互联网：工业互联网到底是什么?

工业互联网 你知道多少

编者按 工业互联网是未来制造业竞争的制高点，正在推动创新模式、生产方式、组织形式和商业范式的深刻变革，推动工业链、产业链、价值链的重塑再造。可以肯定地说，工业互联网必将对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性的变革，对社会生产力、人类历史发展产生深远影响。当今世界，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，工业互联网作为制造业与互联网深度融合的产物，已经成为新工业革命的关键支撑和智能制造的重要基石。
对工业互联网的意义怎么估计都不过分。但是，工业互联网到底是什么工业互联网如何改变我们的制造业中国在世界工业互联网格局中位列何处针对这些重大问题，本报记者深入采访了业内专家，一起探寻其中的答案。今天起，推出“工业互联网三问”系列报道，敬请关注。

在刚刚闭幕的两会上，“工业互联网”一词高频率地出现在各种讨论中，今年的《政府工作报告》更是特别强调要“发展工业互联网平台”。“工业互联网”已成为继物联网和智能制造之后“火”起来的又一个热词。那些耳熟能详的大型制造企业更是早早布局，谋求借助工业互联网重塑核心竞争力。

到底什么是工业互联网“通俗地说，工业互联网是实现人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式。”工信部信息通信管理局副局长刘杰如此解释。

智能制造的基础

谈起物联网和工业互联网的区别，或许容易理解。因为，从字面上看，物联网更强调物与物的“连接”，而工业互联网则要实现人、机、物全面互联。

事实上，物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术给制造业带来的红利都离不开工业互联网这个载体。在数据专家、算法专家等专业人才的努力下，许多成熟的互联网公司已经能够将这些新技术移植到工业企业。“工业互联网自身就是信息技术和工业技术深度融合的产物，背后蕴含着强大的推动跨界创新的力量。”刘杰说。

广东万和新电气股份有限公司应用了工业互联网平台后，用人工智能技术在不同制造基地间进行任务协调和过程管控，用大数据技术对每月150万条数据进行采集、归档、分析。借助这个平台，万和新电气整体效率提升30%以上，产品交付周期缩短20%，市场竞争力明显提升。年销售收入由30亿元增长到40亿元，同比增长33%，原材料库存由6700万减少到5200万，同比下降223%，取得了明显的经济效益，这就是工业互联网创下的“业绩”。

“大数据、物联网、人工智能等新技术都是工业互联网的支撑手段，如果没有近几年这些新技术的飞跃发展，也就没有全球范围内工业互联网的布局热潮。”工信部赛迪研究院软件所所长潘文说。

那么，工业互联网和智能制造之间是一种什么样的关系呢事实上，智能制造的实现主要依托两个基础能力，一个是工业制造技术，另一个就是工业互联网。

前者包括先进装备、先进材料和先进工艺等，是决定制造边界与制造能力的根本;后者包括智能传感控制软硬件、新型工业网络、工业互联网平台等，是充分发挥工业装备、工艺和材料潜能，提高生产效率、优化资源配置效率、创造差异化产品和实现服务增值的关键。

因此，工业互联网被视为智能制造的基础。“我们可以这样理解，智能制造是包括工业互联网、材料、设计、工艺等在内的智能工业生态系统。此前我国智能制造的蓬勃发展，为工业互联网发展打好了网络基础，提供了良好的发展环境。”潘文说。

实现高质量制造

中国第一汽车集团公司在服务化转型过程中曾面临一系列突出问题：一是旧系统无法满足高并发、高频率的接入需求，已经出现严重的性能瓶颈。二是运行10年的系统老旧，难以叠加新的业务，扩展困难。三是不同车型接入不同的业务平台，维护复杂，管理成本高。在应用了工业互联网平台后，不仅实现了对千万级车辆的有效管理，还得到了实时分析大数据处理能力的支撑，以及车队管理、共享租车等多种业务的支持。

显然，工业互联网能够解决中国制造发展中的问题，并推动其高质量发展。工业互联网从生产端入手，能提高供给体系质量和效率，扩大有效和中高端供给，增强供给侧结构对需求变化的适应性，推动我国经济朝着更高质量、更有效率、更加公平、更可持续的方向发展。

“工业互联网的主要作用是，在制造业企业数字化转型中发挥核心支撑作用，有效帮助企业提高生产效率、降低成本。”潘文分析说，一方面，工业互联网能推动传统工业转型升级，让各种资源更加优化配置，提升工业经济效益;另一方面，能加快新兴产业培育，催生智能化生产、网络化协同、服务化延伸、个性化定制的诸多新产业。

工业互联网的概念是美国通用电气公司(GE)于2012年提出的。而GE也认为，即使工业互联网只能让中国的特定行业生产率和能源效率提高1%，它也有潜力让中国的航空、电力、铁路、医疗、石油行业在未来15年节省约240亿美元的成本，到2030年将有潜力为中国经济带来3万亿美元的增长机遇。这将有力推动中国工业生产方式由粗放低效走向绿色精益、产业生态由低端初级走向高端完善，推动全产业链整体跃升。

“我们为什么要发展工业互联网因为工业互联网能为制造强国建设提供关键支撑，还能极大拓展数字经济发展新空间。”刘杰说。

平台体系是核心

业界流传着一句话，对于工业互联网来说，网络体系是基础，平台体系是核心，安全体系是保障。其中，网络体系和安全体系的意义都很容易理解，但为什么平台体系是核心

对此，工信部信息化和软件服务业司副司长安筱鹏回答说，工业互联网平台可以说是工业互联网的“ *** 作系统”，因为工业互联网平台连接的人、机、物的数量将远远大于各种单个 *** 作系统所连接的数量，其带来的价值也将远远超过这些 *** 作系统。

“工业互联网平台也是制造业新生态竞争的核心。”安筱鹏解释说，工业互联网平台具有显著的“马太效应”，当其工业APP和用户达到一定规模时，平台将会爆发式增长，形成赢者通吃的竞争局面。工业互联网平台还有显著的“替代效应”，能够极大降低企业信息化部署的成本和难度，推动制造业走向体系重构、动力变革和范式迁移的新阶段。

在中国信息通信研究院总工程师、工业互联网产业联盟秘书长余晓晖看来，我国工业互联网已初步形成三大应用路径，分别是面向企业内部生产率提升的智能工厂，面向企业外部价值链延伸的智能产品、服务和协同，面向开放生态的平台运营即工业互联网平台。前两者国外实践已比较多，而工业互联网平台在全球探索的时间并不长。

工业互联网平台正步入规模化扩张的战略窗口期。我国航天云网、三一、海尔、华为等企业依托自身制造能力和规模优势，已率先推出工业互联网平台服务，并在航空航天、工程机械、钢铁石化等很多领域得到广泛应用。

“工业互联网正催生新的产业体系。”潘文认为，移动互联网平台已经创造了应用开发、应用分发、线上线下等一系列新的产业环节和价值。当前，工业互联网平台在应用创新、产融结合等方面已显现出类似端倪，未来也有望发展成为一个全新的产业体系，促进形成大众创业、万众创新的多层次发展环境。

工业互联网不是工业的互联网，而是工业互联的网。它是把工业生产过程中的人、数据和机器连接起来，使工业生产流程数字化、自动化、智能化和网络化，实现数据的流通，提升生产效率、降低生产成本。

从技术架构层面看，工业互联网包含设备层、网络层、平台层、软件层、应用层以及整体的工业安全体系。与传统互联网相比，多了一个设备层。

工业物联网是工业互联网中的「基建」，它连接了设备层和网络层，为平台层、软件层和应用层奠定了坚实的基础。设备层又包含边缘层，总体上，工业物联网涵盖了云计算、网络、边缘计算和终端，自下而上打通工业互联网中的关键数据流。

工业物联网从架构上分为感知层、通信层、平台层和应用层。

工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段。物联网在工业领域的主要应用环保监测及能源管理、工业安全生产管理、制造业供应链管理、生产过程工艺优化、中国计算机报制图等等方面。物联网在工业应用领域的应用，构成了“工业物联网”，它是广域的物联网的具体化的实例，也是最容易被世人接受的物联网。工业物联网的核心理念是交叉学科的组合，涉及到信息安全、网络通信、自动化，是跨学科的，其特征为：嵌入式、互通和实时性、经济性和便利性。
工业用传感网络层：即以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”或环境状态的识别以及感知信号的摄入；
传输网络层：即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网(1Pv6)，实现数据的传输和计算，尤其是现在流行的概念：云计算：
应用网络层：即输入输出控制终端，包括电脑、手机等终端等等。
从整体上来看，物联网还处于起步阶段，而工业物联网的真正达到实用化、大规模应用，必须解决如下关键技术问题：
工业用传感器：工业用传感器是一种检测装置，能够测量或感知特定物体的状态和变化，并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。可以说，没有众多质优价廉的工业传感器，就没有现代化工业生产体系，更谈不上工业物联网。
工业无线网络技术：工业无线网络是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状(Mesh)网络，综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，具有低耗自组、泛在协同、异构互连的特点。工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域的又一热点技术，是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术，也是未来几年工业自动化产品新的增长点，已经引起许多国家学术界和工业界的高度莺视。
工业过程建模：没有模型就不可能实施先进有效的控制，传统的集中式、封闭式的仿真系统结构已不能满足现代工业发展的需要。工业过程建模是系统设计、分析、仿真和先进控制必不可少的基础。

首先要加上去的当然就是行业知识。不同的行业对物联网的可能应用都会不同。最基层的只是收集资料，了解状态。例如家电公司可以在冰箱上加侦测器，掌握冰箱的状态，这样的应用价值有限。
比较高级的是由状态信息结合其他相关信息，为用户解决问题提出好的方案。例如，冰箱可以侦测食物新鲜度，代为订货等。更有价值的则是整合相关信息创造全新的商业或生活模式。例如，除了自动订货之外，冰箱提供的信息可以如何跟医疗信息结合，提高平均的健康水平，透过这样的整合，才能够创造出更高的价值。
其次要加上去的是数据的分析。只有对象的数据并不能产生价值，能产生价值的是让数据找出更好的问题解方。由几百年前，数据分析就以数学及统计的名义成为一门学问，而现在面临快速暴增的数据，要如何找出有用的，并透过分析创造出价值，也是未来创新的一个重要方向。而在这个方向上，结合量化的统计与质化的人工智能是最有潜力的。
最后，物联网要加上的是和人所构成的互联网之间的信息整合。只有物物相连或是人人相连都无法掌握问题的全貌，如何让物联网所能收集的数据可以跟互联网上面的电子商务，以及社群媒体等人际互动的生活产生链接，更是创新模式能否成功的关键，否则科技如果无法融入人性，将无法真正提升人们的幸福。

物联网的发展前景很不错，具体如下：
1更安全的保护措施。在新技术出现之初，它的技术力量几乎都集中在创新上，导致监管水平低下，这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降，企业在物联网设备上的应用也越来越普遍，这种创新和应用一旦普及，各种新技术的风险也突显出来。
2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛，从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用，到私人智能家居、个人、智能汽车等应用，无论是降低成本，还是提高中国居民的生活质量，都将是中国居民生活质量的巨大提升。

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