工信部工業互聯網發展行動計劃;工信部工業互聯網發展行動計劃表
“工業互聯網”最早由美國通用電氣(GE)于2012年在《工業互聯網:打破智慧與機器的邊界》白皮書中提出。從2012年全球范圍內首次提出概念,到近6年連續寫入我國兩會政府工作報告,中國工業互聯網發展成果斐然?!笆奈濉币巹澓?035年遠景目標綱要中,工業互聯網被列為數字經濟重點產業。在國家政策加持、新技術發展和應用實踐推進的時代浪潮中,中國工業互聯網已由理念倡導加速走向創新發展,成為國民經濟中增長最為活躍的領域之一,對經濟社會發展的帶動作用日益彰顯。
政策視角:2018年至今連續6年寫入政府工作報告
2017年11月,《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》正式作為中國發展工業互聯網的綱領性文件。以這個時間為界限,我國工業互聯網的發展大體分為兩個階段:起步期(2017年以前)和快速發展期(2017年至今)。2017年以前,我國政府連續出臺關于“互聯網+”、智能制造、信息化和工業化融合發展的指導意見和發展規劃,標志著我國工業互聯網進入起步階段。2017年以后,隨著5G、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術與工業經濟的深度融合,以及政府大力加持,我國工業互聯網進入了快速發展階段。
我國對于工業互聯網的發展提供了強有力的政策支持。2017年的《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》形成了我國工業互聯網發展的頂層設計。2018年2月,為加快推動工業互聯網創新發展,在國家制造強國建設領導小組下設立工業互聯網專項工作組,統籌協調我國工業互聯網發展工作。2018年6月,工信部印發《工業互聯網發展行動計劃(2018—2020)》和《工業互聯網專項工作組2018年工作計劃》,提出到2020年底初步建成工業互聯網基礎設施和產業體系的行動目標。2019年11月,工信部印發《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》,提出到2022年打造5個產業公共服務平臺,內網建設改造覆蓋10個重點行業,形成至少20大典型工業應用場景。2020年12月,工業互聯網專項工作組印發《工業互聯網創新發展行動計劃(2021-2023年)》,指出2021—2023年是工業互聯網的快速成長期,力求推動工業互聯網新型基礎設施建設量質并進發展,大范圍推廣新模式、新業態,顯著提升產業綜合實力。
黨和國家高度重視工業互聯網發展,持續出臺政策對工業互聯網建設做出部署。2021年3月,《十四五規劃和2035年遠景目標綱要》發布,提出積極穩妥發展工業互聯網,并將工業互聯網作為數字經濟重點產業,培育形成具有國際影響力的工業互聯網平臺,推進“工業互聯網+智能制造”產業生態建設。2022年,作為數字經濟領域的首部國家級專項規劃《“十四五”數字經濟發展規劃》中兩次提到工業互聯網,工業互聯網基礎設施和產業供應鏈體系建設成為“十四五”期間數字經濟發展領域工作重點。2023年是全面貫徹落實黨的二十大精神的開局之年,是實施“十四五”規劃承上啟下的關鍵一年。為促進我國工業互聯網快速發展,6月,工信部印發《工業互聯網專項工作組2023年工作計劃》,圍繞政策體系、融合應用、產業生態等方面提出11項重點行動、54項具體舉措,加快推進工業互聯網創新發展。
技術視角:OT和IT技術的全面融合和升級
工業互聯網本質是OT和IT技術的全面融合和升級。OT就是操作技術,指用于控制和監控實際物理過程和設備的相關操作系統及運維運營技術,主要是管理工廠車間的硬件和軟件。OT技術用于連接、監視、管理和保護生產環境的工業操作,包括機器人、工業控制系統(ICS)、監控控制和數據采集(SCADA)系統、可編程邏輯控制器(PLC)和計算機數控(CNC)等工業自動化技術。
IT是信息技術,是用于管理和處理信息所采用的各種技術總稱,主要是指設計、開發、安裝和實施信息系統及應用軟件的計算機科學和通信技術,也常泛指信息和通信技術ICT。
從技術功能體系來看,工業互聯網包含了網絡、平臺、安全等體系,網絡是基礎、平臺是核心,安全是保障。
網絡是工業互聯網的基礎,實現工業體系內各系統、產業鏈、價值鏈泛在互聯。工業互聯網網絡體系包括網絡互聯、數據互通和標識解析三部分。網絡互聯實現要素之間的數據傳輸,包括Modbus、CAN、Profinet等工業通信協議,移動通信5G,IPv6,藍牙和WiFi等。數據互通是通過對數據進行標準化描述和統一建模,實現要素之間傳輸信息的相互理解,包括嵌入式過程控制統一架構(OPC UA)、消息隊列遙測傳輸(MQTT)、數據分發服務(DDS)等;自動化標記語言(Automation ML)、儀表標記語言(Instrument ML)等工程數據語義語法。標識解析體系實現要素的標記、管理和定位,由標識編碼、標識解析系統和標識數據服務組成,通過為物料、機器、產品等物理資源和工序、軟件、模型、數據等虛擬資源分配標識編碼,實現物理實體和虛擬對象的邏輯定位和信息查詢,支撐跨企業、跨地區、跨行業的數據共享共用。
平臺是工業互聯網的核心,構建基于海量數據采集、匯聚、分析的平臺能力。工業互聯網平臺包括邊緣層、IaaS、PaaS和SaaS四個層級,相當于工業互聯網的“操作系統”。工業互聯網平臺本質是工業云平臺,采用云計算技術構建,提供大數據、人工智能的算法分析模型和物理、化學等各類仿真工具,結合數字孿生、區塊鏈等技術,對海量數據進行挖掘分析,實現數據驅動的科學決策和智能應用。
安全是工業互聯網的保障,通過構建涵蓋工業全系統的安全防護體系,增強設備、網絡、控制、應用和數據的安全保障能力,識別和抵御安全威脅,化解各種安全風險。典型安全技術包括網絡隔離技術、入侵檢測技術、網關防病毒技術、數據加密技術等,以及近些年發展的原生安全技術、智能動態防護技術等。其核心任務就是通過監測預警、應急響應、檢測評估、功能測試等手段構建工業智能化發展的安全可信環境,確保工業互聯網健康有序發展。
應用視角:全面融入45個國家經濟大類
工業互聯網是行業數字化轉型的重要方法論和模型,通過將“人、機、物、系統”等進行全面連接,構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系,為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了實現途徑。
基于2019年末《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》,我國于2021年5月發布了第一批“5G+工業互聯網”優秀實踐成果,包括協同研發設計、遠程設備操控、設備協同作業、柔性生產制造、現場輔助裝配、機器視覺質檢、設備故障診斷、廠區智能物流、無人智能巡檢、生產現場監測十大應用場景,以及涵蓋電子設備制造、裝備制造、鋼鐵、采礦、電力等五大行業。同年11月,發布了第二批“5G+工業互聯網”十個典型應用場景,分別為生產單元模擬、精準動態作業、生產能效管控、工藝合規校驗、生產過程溯源、設備預測維護、廠區智能理貨、全域物流監測、虛擬現場服務以及企業協同合作;五大重點行業實踐分別為石化化工行業、建材行業、港口行業、紡織行業和家電行業。
自工業互聯網應用實踐以來,產業各方不斷推進技術、場景和賦能探索,培育了10大重點行業、20個典型應用場景,實現了從無到有、從小到大的快速突破。工業互聯網目前已全面融入45個國民經濟大類,涉及原材料、裝備、消費品、電子等制造業各大領域,以及采礦、電力、建筑等實體經濟重點產業,實現更大范圍、更高水平、更深程度發展,形成了千姿百態的融合應用實踐。今年,512升級版工作方案的發布將加快推進工業互聯網創新發展,進一步釋放數據要素在工業和實體經濟轉型領域的潛能。
隨著國家和地方政策的大力支持,工業互聯網與云計算、區塊鏈、數字孿生、人工智能等新技術的融合不斷提高,行業領域和應用場景不斷拓展和深耕,中國工業互聯網賦能實體經濟、服務社會、造福人民的重要作用日益凸顯。我國是全世界唯一擁有聯合國產業分類中全部工業門類的國家,進入工業互聯網的新階段,我國工業體量大、門類多、數字化水平不高、行業需求差異大、個性化需求繁雜等問題依然存在,中國工業互聯網將具有廣闊的發展空間。