工業互聯網，融合創新亮點多

日前，由國家制造強國建設戰略諮詢委員會指導、中國工業經濟聯合會等單位主辦的2022年（第四屆）全球工業互聯網大會暨工業行業數字化轉型年會在浙江桐鄉烏鎮舉辦。大會聚焦數字化轉型在工業企業中的實際應用等問題，邀請多位院士專家共同探討工業互聯網發展的新趨勢、新路徑。

工業互聯網是以互聯網為代表的新一代信息技術在工業領域的應用和發展，是造就數字工業的基礎工具。數據顯示，我國工業互聯網已融入45個國民經濟大類，產業規模邁過萬億元大關。截至目前，“5G+工業互聯網”建設項目超過3100個，具有一定行業和區域影響力的特色平台超過150家，其中重點平台的工業設備連接數超過7900萬台、工業APP數量28萬餘個。新一代信息技術在工業互聯網領域有哪些新的應用？融合創新又取得了哪些新進展？記者採訪了多位專家。

應用廣度不斷拓展，程度不斷加深，水平不斷提高

數字地質、牙輪導航鑽孔、智能配礦等模塊，用三維數字孿生技術進行1∶1還原，十里礦山，盡收眼底；選礦環節，利用邊緣計算技術對工藝進行優化控制；安全中心負責統一分析、統一報警，保障中心對設備在線感知、在線檢查……這是“鞍鋼礦業智慧採選工業互聯網平台”項目打造的智慧礦山生產場景。

在巨石集團，“玻璃纖維未來工廠集成應用”項目對窯爐、拉絲機、絡紗機等核心生產設備進行3D仿真建模，在虛擬環境中重現製造工藝全過程、展現產品全生命週期，並引入全流程物流系統、自運行機器人等技術，實現生產運營的數字化和智能化。

近年來，我國工業互聯網建成網絡、平台、安全三大體系，體系化發展位居全球前列。在支撐實體經濟數字化轉型、帶動產業融合應用發展方面，取得了重要進展。

在中國工業經濟聯合會會長李毅中看來，當前，工業互聯網發展具有三個方面的特徵：一是新一代信息技術的綜合集成並與工業製造技術深度融合；二是製造並應用了各類信息通信技術產品，構築服務於工業製造業的數字基礎設施；三是由工業互聯網支撐的數字工業與數字經濟同族，內核相容、“基因”相同。

工業互聯網是工業企業開展數字化轉型的基本路徑和方法。目前，工業企業數字化轉型主要有數字化研發設計、大數據市場細分、個性化規模定製、智能化精準製造、網絡化協同運作、信息化運營管理、製造業服務延伸等形態。

當前，我國經濟社會發展越來越呈現出數字化特徵，正在進入以數字化生產力為主要標誌的新階段。中國工業經濟聯合會執行副會長路耀華説：“作為新一代信息技術與工業經濟深度融合的產物，我國工業互聯網的應用廣度不斷拓展，應用程度不斷加深，應用水平不斷提高，拓展出融合創新的廣闊前景，正在賦能更多行業高質量發展。”

新技術在工業互聯網領域應用日漸廣泛，進一步推動融合創新

近年來，數字孿生、信息物理系統、低代碼等新技術在工業互聯網領域應用日漸廣泛，進一步推動工業互聯網在更廣範圍、更深程度、更高水平上開展融合創新。

開發普通產品時，工程師們還可以通過實物試驗來測試產品性能，修改設計方案、迭代優化，但如果是像“天問一號”這樣的火星探測器，就無法在真實的應用場景進行實物試驗。這時，就需要對“天問一號”的各個子系統，以及從地球飛向火星的軌跡、火星大氣和着陸區環境等，建立數字孿生模型，開展仿真試驗。

中國工程院院士李培根認為，數字化向深層次發展，需要解決大量的不確定性問題。利用數字孿生集合各類新興技術，將數字世界與物理世界融合，為工業設備等提供完整的生命週期數據，已逐漸成為工業互聯網發展的一個重要趨勢。

製造企業研發新產品時，可藉助產品數字孿生模型來優化設計方案、進行工藝規劃；在製造過程中可實現高效排產，一些企業還利用數字孿生技術建設柔性自動化生產線；在產品服役階段，數字孿生技術還可以通過監測運行狀況，來進行故障預測和預測性維修維護。

工業互聯網不僅需要解決感知問題，更需要解決對物理對象的操控問題。這就需要進一步發展信息物理系統。信息物理系統是一個綜合計算、網絡和物理環境的多維複雜系統，能夠實現對大型工程系統的即時感知、動態控制和信息服務，在工業互聯網領域發揮着重要的作用。

中國工程院院士王國棟以鋼鐵行業舉例説：“冶金研究的是材料，輸入的是成分、工藝，輸出的是材料的性能、尺寸、表面質量以及消耗成本等，它們之間是相關的。這個過程可能很複雜，但是我們可以在生產過程中建立數字孿生模型，用大數據、機器學習等手段，對大量的輸入數據、輸出數據進行處理，來找到這個複雜過程的內部關係。”

“有了數字孿生模型，就可以動態調整成分、工藝，使其達到目標值。這樣就構成了一個‘基礎設施’。”王國棟進一步解釋，“這個‘基礎設施’如果裝在生產線旁邊，就是一個原位分析系統。加上大數據狀態感知、即時分析，又可以用來進行科學決策，最終我們反饋到生產線去，利用其來精準地執行，就成為一個信息物理系統。”

專家認為，信息物理系統是一個具有控制屬性的網絡。它不僅僅是將現有的設備簡單地連在一起，還會催生出眾多具有計算、通信、控制、協同等性能的設備。隨着信息物理系統的發展和普及，將進一步推動工業產品和技術的升級。

工業互聯網帶動的數字化轉型不僅發生在大企業，也給廣大中小企業帶來新的發展機遇。“以智能數控為例，過去需要數控系統廠家來輔助用户編程。現在只需要開放接口和低代碼平台，就可以直接服務用户。一些中小企業即使不懂人工智能技術，也能開發出適合的數控應用程序。”李培根説。

廣州里工實業有限公司是一家生產機器人的中小企業，產品主要應用在航空機械零件、醫療器械的生產線上。這家企業利用低代碼平台搭建了一套製造執行系統，同步工廠的生產經營數據；機器故障可以“一鍵填報”。由此，原來手工操作的生產員工升級為操控工程師。去年，機器人和數字化改造為這家企業帶來了35%的產能增長。

工業互聯網核心產業要抓好關鍵技術攻關

目前，工業互聯網產業發展迅速、前景廣闊，但總量還不夠大，存在一些需要引起重視的問題。李毅中舉例，在核心產業建設方面，工業互聯網還沒形成全國構架，標準規範缺失，一些關鍵核心技術受制於人，設備材料自給率較低。跨界融合不夠、應用場景不多等，也制約着工業互聯網的進一步發展。

李毅中建議，工業互聯網核心產業要抓好關鍵技術攻關，提升自主可控能力以及核心製造能力，積極有序推進數字基礎設施建設。“工業互聯網發展要走深走實，地方要結合實際、因地制宜，離散式、流程式製造要因業施策，要堅持因企而異，注重基礎能力再造。”

李培根表示，企業數字化轉型需要數字化思維，要重視技術意識轉變和理念轉變。在技術意識轉型上，數據已不只是發生在核心數據庫、業務系統中，而是無時無刻不在身邊產生，企業需要有從海量數據來源中獲取有價值信息的能力。在理念轉型上，應看到客户體驗管理是企業獲取差異化競爭的重要戰略。

不少大企業在完成自身數字化轉型後，轉型為平台服務商，帶動中小企業進行智能化改造。國家制造強國建設戰略諮詢委員會委員熊夢表示，工業互聯網創新應用已經從龍頭企業內部擴展到了產業鏈的上下游，正在推動形成大中小型企業融通創新發展的格局。

“工業互聯網的主戰場在實體經濟，特別是工業領域，面向工業、立足工業、服務工業。從去年開始，中國工業經濟聯合會聯合開展‘工業互聯網融合創新應用·行業推廣行動’，已彙集全國各工業行業數字化領域具有代表性的應用案例近千個。”熊夢認為，工業互聯網多元性、專業性、複雜性高，發展要與各行業各領域技術、知識、經驗、痛點緊密結合，推動工業互聯網融合應用需要持續發力、久久為功。