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新技術加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術發(fā)展和應用落地

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術與制造業(yè)深度融合的產物，是當前全球范圍內正在進行的人與機器、機器與機器、機器實體與數(shù)字虛體全面連接的新一輪技術革命。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過人、機、物的全面互聯(lián)，構建起連接全要素、全產業(yè)鏈、全價值鏈的新型工業(yè)生產制造和服務體系，成為支撐第四次工業(yè)革命的基礎設施。美國、德國、中國、日本等主要工業(yè)國家依據(jù)各自的產業(yè)基礎、技術優(yōu)勢，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)沿著不同的演進路徑迅速發(fā)展，并促進全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用市場快速擴散，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)挖掘分析等技術在工業(yè)系統(tǒng)中的應用，特別是 5G、新一代人工智能、數(shù)字孿生等數(shù)字化技術的深度應用呈現(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)新而形成的產業(yè)生態(tài)正在促進構建新型生產組織方式，也在不斷提升產品的技術品質、生產效率，改變服務模式，并將加速改變制造業(yè)的發(fā)展模式和進程。

新一代信息通信技術的出現(xiàn)和應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、人工智能等技術與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)同時應用在工業(yè)企業(yè)的生產服務場景中，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瓶頸被打破，應用范圍不斷拓展，極大地加速了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術發(fā)展和落地應用。主要表現(xiàn)在以下四個方面：“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”促進新模式與新業(yè)態(tài)、人工智能技術全面提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化水平、邊緣計算技術促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣服務能力、數(shù)字孿生技術提升工業(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)”促進新模式與新業(yè)態(tài)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化技術的融合催生了各行業(yè)的不斷創(chuàng)新，而實現(xiàn)企業(yè)要素及其產業(yè)鏈和生態(tài)體系互聯(lián)互通的關鍵是通信網(wǎng)絡。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)的結合將使得工業(yè)場景突破原有局限，催生諸多產業(yè)發(fā)展的新模式與新業(yè)態(tài)。例如，利用基于 5G 的VR/AR 遠程協(xié)助，可以實現(xiàn)現(xiàn)場人員和遠程專家的“零距離”溝通，提高工業(yè)生產、設備維修、專業(yè)培訓等價值鏈的效率；基于5G的遠程控制技術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)機器替代；5G 與無人機的結合，可以擴大資產巡檢范圍，提高資產巡檢效率。在5G應用的大量場景下，可以顯著提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的運行品質，擴大應用領域。

人工智能技術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)中的人工智能技術受到企業(yè)和創(chuàng)新機構的高度關注，從智能機器到智能系統(tǒng)都有開發(fā)應用的成功案例，已經(jīng)被冠以普遍認可的“智能制造”的標簽，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相互融合，成為產品增值、產業(yè)賦能的最重要手段。

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

人工智能技術對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展同樣具有難以估量的促進作用，能夠有效提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在實時感知、動態(tài)分析、科學決策、精準執(zhí)行和優(yōu)化迭代等方面的能力，更好地服務于企業(yè)數(shù)字化轉型與政府數(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)等認知算法體系，可以提升設備故障預測準確率、優(yōu)化工藝參數(shù)、對產業(yè)鏈進行分析優(yōu)化等。如應用語音識別、機器視覺等技術，可以提升控制裝備在復雜工作環(huán)境下的感知和反饋能力；應用協(xié)作機器人、仿生工位等技術，可以拓展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生產協(xié)同能力。

1.3邊緣計算技術促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣服務能力

針對工業(yè)應用在控制和執(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)在生產裝備實時控制、流程檢測、自動化流程生產控制等現(xiàn)場執(zhí)行操作應用場景下受到很大限制。邊緣計算技術通過協(xié)同終端設備與邊緣服務器，發(fā)揮本地計算的優(yōu)勢，實現(xiàn)生產裝備自動控制、檢測，可讓系統(tǒng)呈現(xiàn)分散、遞階結構，完成分級分配數(shù)據(jù)處理和控制操作任務，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，及時響應生產控制與服務的實時要求，同時保護數(shù)據(jù)安全與隱私。

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

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的場景下，數(shù)字孿生技術支持在信息與物理融合空間進行產品全生命周期建模仿真與分析、預測和優(yōu)化。企業(yè)通過數(shù)字孿生技術的應用，在研發(fā)設計階段便可以對產品的功能、性能、行為和可制造性、可使用性進行全面的仿真、分析、預測與優(yōu)化；在生產制造階段可以根據(jù)數(shù)字孿生技術及時調整生產工藝、優(yōu)化生產參數(shù)，提高產品質量和生產效率；在設備運行維護階段可以通過與大數(shù)據(jù)和機器學習技術的結合，進行產品的預測性維護和運營優(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)作為新型基礎設施，利用新一代信息技術，滿足了制造業(yè)亟須提升效率、優(yōu)化資產和運營的迫切發(fā)展需求，促進了全產業(yè)鏈、全價值鏈的資源整合與優(yōu)化，形成了新型業(yè)務模式，改變了工業(yè)的生產模式，在產品設計、制造、管理等方面提供了關鍵的數(shù)據(jù)支持和伴隨服務，對于社會經(jīng)濟的影響已經(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、產品個性化、制造服務化、組織分散化、網(wǎng)絡生態(tài)化五個方面。

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

產品個性化：客戶對產品的需求呈現(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)”和新產品開發(fā)的快速迭代。

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

組織分散化：生產方式由大規(guī)模集中式轉向分布式，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)絡生態(tài)化：通過系統(tǒng)結構的搭建和資源的匯聚，形成面向不同行業(yè)的產業(yè)整合、面向不同企業(yè)的產業(yè)鏈整合、跨越時空地域的產業(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)絡協(xié)同、服務型制造等制造新模式，而且為交通、能源、醫(yī)療、農業(yè)等各個行業(yè)的數(shù)字化轉型升級提供了網(wǎng)絡連接和計算處理平臺。同時，包括金融、教育、物流在內的服務業(yè)都在探索利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行服務模式創(chuàng)新，如基于數(shù)據(jù)的信貸服務、押品管理、保險定價、設備增信等產融結合模式，以及基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、實訓基地、真實與虛擬結合場景和新教具開展的產教融合模式等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在推動數(shù)字經(jīng)濟加速發(fā)展，對經(jīng)濟和社會產生方方面面的影響。