一、工業互聯網的概念、意義
1.工業互聯網的概念
工業互聯網指的是新一代信息通信技術與傳統工業的深度融合,通過物聯網、云計算、大數據等現代信息技術手段,實現工業系統的智能化和優化升級。它的核心是實物世界的網絡化,基于互聯網技術重構工業系統的連接、運營與優化。工業互聯網使得制造業從過去相對封閉的狀態,轉變為開放互聯的新模式。它通過構建端云協同的新一代工業系統架構,實現制造業的智能化升級和業務模式創新。
2．工業互聯網的意義
(1)提升產業競爭力
工業互聯網大幅提高制造業自動化、信息化和智能化水平,輔以新商業模式的運用,將顯著提升企業運營效率、產品質量、響應速度等,增強企業核心競爭力。
(2)促進行業升級
基于工業互聯網帶來的供應鏈優化、質量控制改善、研發設計協同等效益,將加速推動傳統產業智能化升級,實現中高端產業鏈的延伸。
(3)創造新型商業模式
工業互聯網不僅改造傳統工業形態,也將孕育數據驅動的新商業模式,如基于使用而非購買的模式等,形成新的經濟增長點。
(4)提高勞動生產率
工業互聯網下, 以數據、信息和通信技術為基礎,實現設備、產品、流程、服務等各個環節的信息化和智能化，部分替代人力從事重復性工作,大幅提升勞動生產率,降低生產成本。同時也將創造新類型的工作崗位。
(5)促進產業融合發展
隨著新一輪科技革命和產業變革迅速發展，工業互聯網對拓展數字經濟空間、推動傳統工業轉型升級起著重要作用。工業互聯網通過將信息技術與傳統工業深度融合,加速信息化產業和制造業的互動合作,形成新興的融合產業，推動制造業加速向數字化、網絡化、智能化發展。
二、全球主要國家工業互聯網發展狀況對比
1.美國:以 GE、AWS、Cisco等大公司為代表,整體支持力度大。
美國工業互聯網發展以GE、AWS、Cisco等大公司為代表。GE提出“工業互聯網”概念,并積極應用于航空發動機、醫療設備等領域,通過收集和分析海量數據實現產品優化和服務創新。AWS、Cisco等公司提供云計算、通信等基礎技術支持。奧巴馬時期,美國政府就提出制造業復興計劃,大力支持工業互聯網發展。
2.德國:積極推進“工業4.0”,自動化水平較高。
德國是推進“工業4.0”戰略的先行國家,強調生產系統數字化、網絡化和智能化。德國自動化和機器人技術位居世界前列,大力發展工業大數據、物聯網、人工智能等新技術在智能制造中的應用。德國政府、企業和研究機構形成合力,共同推動工業互聯網建設。
3.日本:注重工業機器人和傳感器技術研發。
日本也較早布局工業互聯網,著力提升制造業信息化和智能化水平。日本工業互聯網的特點是機器人和傳感器技術研發實力強。日本政府制定“Connected Industries”戰略,與企業界合作開展智能工廠試點項目。日本工業互聯網應用中,工業機器人占很大比重。
4.中國:力爭趕超發達國家。
我國高度重視工業互聯網建設。我國推動新一代信息技術與制造業深度融合,著力打造智能制造和數字化工廠。目前我國工業互聯網正處于快速發展階段,相關政策、投入持續增加。“互聯網+”成為我國經濟發展的重要引擎。
三、中國工業互聯網現狀
1.政策環境:從中央到地方政府大力支持,出臺諸多政策。
我國從國家層面高度重視工業互聯網,先后發布《國家制造強國建設綱要》《“互聯網+”制造業行動計劃》等政策,大力推動工業互聯網建設。此外,地方政府也積極出臺扶持政策,如工業互聯網試點示范區、專項資金等。政策上全面推進工業互聯網發展。
2.關鍵技術:5G、物聯網、大數據云等技術不斷成熟。
5G網絡具有高速率、大連接、低延時的技術特性,可以為工業互聯網提供高質量的無線接入能力。5G的高速率確保了工業互聯網對海量數據的聚合傳輸需求;大連接能力可以滿足未來數以億計的工業互聯網設備接入;低延時滿足實時控制和操作的需求。以上特性讓5G成為連接工業互聯網核心技術之一。
物聯網技術通過RFID、傳感器、北斗/GPS等廣泛裝置的連接,實現機器與機器,人與機器,生產系統與信息系統的交互,是工業互聯網實現物理世界感知的關鍵技術。工業傳感器的廣泛部署實現對工業環境的全面監測。
云計算通過提供可擴展、彈性的IT資源,解決工業大數據的存儲和計算難題,并可按需提供IT服務。大數據分析技術實現對海量工業數據的挖掘應用,提供生產層面的優化決策。云計算與大數據的融合是工業互聯網的“大腦”。
3.應用場景:智能制造、智慧能源、智能物流等領域應用突出。
智能制造是工業互聯網的主要應用場景之一,通過工業互聯網技術的應用,傳統制造業實現由固定裝配線向柔性化智能工作站的轉變,實現產線的柔性重構，如中國聯通助力施耐德工廠基于5G+開放自動化系統構建柔性產線，通過快速、靈活重構生產線，快速調整生產任務和流程。在裝備層面,應用工業機器人、自動導引車等,提高生產自動化和精準化水平。在系統層面,通過數字化設計、虛擬仿真、工業大數據等技術,進行全生命周期管理。綜合來看,智能制造實現了制造業的數字化、網絡化、智能化。
除智能制造外,智慧能源、智能物流、智能醫療和車聯網也成為工業互聯網的重要應用領域。在能源領域,應用以大數據分析為支撐的智慧能源管理系統,進行智能化能源調配、節能監測等。在物流領域,利用RFID、GPS等技術實現實時監控物流狀態。在醫療領域,應用互聯網技術提高醫療質量和效率。在交通運輸領域,應用車聯網提升汽車智能化。總體上看,工業互聯網規模化應用場景初步形成。
4.問題與挑戰:標準不統一、安全性需要提高等。
統一標準缺失，我國工業互聯網發展仍然缺乏統一的技術標準體系,如設備連接互操作標準、數據采集格式、平臺接口等均缺乏統一規范,使得不同供應商的設備和平臺存在互不兼容的情況,制約了規模化應用；核心技術依賴進口，部分核心技術如工業互聯網操作系統、工業互聯網芯片等仍然依賴進口,存在被“卡脖子”風險。自主創新力度需要加強；數據安全與隱私保護，在海量工業數據應用中,如何保證數據安全和隱私保護也是一個巨大挑戰,涉及數據加密、訪問控制等多方面技術。應用和商業模式，當前多數應用仍停留在概念驗證和小規模試點階段,成功商業模式還需進一步探索實現可復制可擴展。應用落地和商業化仍需跨越的鴻溝。
四、運營商發展工業互聯網的重要性
1.運營商在通信建設、網絡運維等方面具有先天優勢。
運營商長期從事通信網絡建設和運維,在通信基礎設施和網絡優化方面具有獨特競爭優勢。工業互聯網對網絡質量要求較高,運營商可以提供具備高可靠性、低時延的專線和5G網絡,滿足工業互聯網對實時可靠通信的需求。同時,運營商也可利用網絡運維優勢,提供工業企業安全可控的專屬網絡。
2.可提供全面的信息化解決方案,助力企業數字化轉型。
運營商可以整合自身的云計算、大數據、物聯網等ICT能力,并與合作伙伴形成生態,向企業客戶提供從基礎網絡、云平臺、工業軟件到數據分析和行業應用的一站式全面解決方案,幫助其實現數字化轉型。
3.工業互聯網市場空間廣闊,是重要的增長動力。
以智能制造為例,其市場規模估計到2025年可達萬億級。運營商可在連接管理、工業軟件、數據應用等領域開拓新的市場機會。工業互聯網將成為運營商商業模式轉型后的重要增長引擎。
五、運營商發展工業互聯網的思路
1.加強與行業龍頭企業的合作,提供一站式解決方案。
運營商應以工業互聯網解決方案提供商的定位,深入重點行業領域,與具有典型應用場景的龍頭企業建立戰略合作關系,合作模式可以采取產業化合作、技術授權等多種形式。通過與行業導向型企業的深度合作,可以使解決方案更好地針對該行業的應用需求進行定制化設計。解決方案應涵蓋工業互聯網平臺、規范標準、網絡架構、行業應用軟件等全面內容。運營商要發揮自身整合能力優勢,與伙伴形成端到端的產業鏈閉環。在合作的整個過程中,要形成標準化的解決方案產品,并快速復制到更多客戶,實現規模復制和業務拓展。
2.依托5G等網絡優勢,大力發展智能制造、車聯網等業務。
運營商在通信網絡建設和運營方面具備顯著的技術積累和管理經驗優勢。運營商應充分利用5G等網絡在高速率、寬連接、低時延等方面的技術強項,打造融合有線無線的工業園區專網和車聯網解決方案。通過與智能制造和車聯網領域的頭部企業合作,共同設計針對行業應用方案,提供泛在化、高可靠、低延遲的網絡連接服務。網絡解決方案要考慮確定性時延、網絡切片等需求。運營商還可以依托MEC邊緣計算、RedCap等新技術,在智能制造等場景提供低延時、輕量化的應用服務。
3.培育工業互聯網生態,與更多創業公司達成戰略合作。
運營商要充分發揮平臺支撐作用,采用開放思維,打造支持創新的工業互聯網生態體系。可以建設面向第三方的工業互聯網開放平臺,通過開放API等方式,吸引創業公司基于運營商平臺開發創新應用和服務。還可以設立專門的工業互聯網創新孵化基金,通過創業投資的方式,培育初創公司,豐富解決方案供給。通過制定利益共享機制,與創業公司形成合作共贏局面。
4.加大創新力度,推進關鍵核心技術自主研發與應用。
運營商要持續加大工業大數據、5G制造等前沿技術的自主創新力度,重點布局工業互聯網操作系統、工業APP開發平臺、數字孿生等方面的技術創新。要加強與高校、科研機構的緊密合作,整合創新資源。還應推動加入相關標準化組織,推動所創新技術的標準制定。在自主創新技術應用上,要選擇有影響力的示范項目進行先行開發驗證,積累經驗并復制推廣。
六、運營商發展工業互聯網的前景與建議
工業互聯網將開啟新一輪產業變革,運營商須抓住機遇。
工業互聯網標志著新一代信息通信技術與實體經濟的深度融合,必將引領實體產業向智能化、服務化、綠色化轉型升級。它將以網絡化、數字化、智能化為特征,顛覆傳統產業形態和競爭格局。
作為數字基礎設施提供商,運營商必須準確判斷工業互聯網的發展方向,把握這一難得的歷史性機遇,主動適應形勢,順應大勢,推動自身完成商業模式創新轉型,向提供數字化解決方案的角色轉變,在新一輪信息化浪潮中占據戰略制高點。具體來說,運營商要充分利用在通信網絡、云計算、大數據分析等方面的技術積累,通過提供切合實際的工業互聯網解決方案,幫助傳統企業實現數字化、網絡化、智能化轉型,賦能實體經濟中發揮關鍵作用。
1.通過整合內外資源,爭當工業互聯網排頭兵。
為適應工業互聯網發展所帶來的形勢變化,運營商必須不斷整合內外部資源,全面提升自身的核心競爭力。
(1)在內部,要加大投入,布局工業APP、5G制造等前沿技術的自主研發,防止過度依賴進口技術。還要建立激勵機制,充分調動員工的技術創新激情。
(2)在外部,要加強與高校、科研院所的深度合作,整合創新資源。還要與工業互聯網重點行業的頭部企業達成戰略合作,獲得商業場景和技術能力。此外,運營商要構筑開放的生態體系,吸引初創企業進行業務和應用創新。
2.運營商可在某些細分領域尋求突破,走差異化發展道路。
運營商可以選擇工業互聯網關鍵細分領域進行差異化競爭,尋求突破與領先。可以選擇智能制造、智慧物流等某個細分領域進行專項布局,通過在該領域的成功商業案例,再帶動全局業務規模化發展。或者可以通過并購的方式,獲得該細分市場的核心技術及場景資源,實現快速滲透。
3.提升企業數字化轉型服務能力,是運營商的核心競爭力。
面向工業互聯網發展階段,運營商最核心的競爭力在于提供面向制造業的數字化轉型綜合解決方案。運營商要發揮生態伙伴資源優勢,與合作企業共同向客戶提供網絡架構、工業軟件、數據分析等全面系統的數字化轉型解決方案,引領客戶完成從傳統產業到智能制造的轉變,這將是運營商的核心競爭力所在。
