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全球工業(yè)互聯(lián)網(IIoT)發(fā)展實踐及啟示

2019-02-22 09:15 中國工業(yè)新聞網

導讀:要打造富有活力的新增長模式,挖掘各國和世界經濟增長新動力,必須變革傳統(tǒng)的增長方式,在創(chuàng)新中尋找出路。工業(yè)互聯(lián)網一頭連著制造,一頭連著網絡,既通過技術創(chuàng)新促進了生產力的發(fā)展,又通過模式創(chuàng)新豐富和重塑了生產關系,成為各國爭相投入、不容有失的共同選擇。

人類社會經歷了農業(yè)革命、工業(yè)革命,正在經歷信息革命。互聯(lián)網、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術與經濟社會各領域的全面深度集成,正在催生以線上線下一體、信息與物理融合為特征的新產品新模式新業(yè)態(tài),推動全球產業(yè)數字化、網絡化、智能化變革,為世界經濟打造新動能、開辟新道路、拓展新邊界。國際金融危機發(fā)生以來,發(fā)達國家高度重視虛擬經濟和實體經濟的協(xié)調發(fā)展,紛紛實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略,重塑制造業(yè)競爭新優(yōu)勢。一些發(fā)展中國家也在加快謀劃和布局,積極參與全球產業(yè)再分工。工業(yè)互聯(lián)網作為新一代信息技術與制造業(yè)深度融合的產物,日益成為新工業(yè)革命的關鍵支撐,對未來工業(yè)發(fā)展產生全方位、深層次、革命性影響。

工業(yè)互聯(lián)網,新增長模式

圖片來源:圖蟲創(chuàng)意

一、發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網是各國面向未來的共同選擇

近年來,世界經濟陷入低迷,全球增長動能不足,傳統(tǒng)增長引擎對經濟的拉動作用減弱,但新的經濟增長點尚未形成。要打造富有活力的新增長模式,挖掘各國和世界經濟增長新動力,必須變革傳統(tǒng)的增長方式,在創(chuàng)新中尋找出路。工業(yè)互聯(lián)網一頭連著制造,一頭連著網絡,既通過技術創(chuàng)新促進了生產力的發(fā)展,又通過模式創(chuàng)新豐富和重塑了生產關系,成為各國爭相投入、不容有失的共同選擇。

一是工業(yè)互聯(lián)網是新工業(yè)革命的關鍵基礎設施。工業(yè)互聯(lián)網本質上是基于云平臺的制造業(yè)數字化、網絡化、智能化基礎設施,為企業(yè)提供了跨設備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的全面互聯(lián)互通平臺,使企業(yè)可以在全局層面對設計、生產、管理、服務等制造活動進行優(yōu)化,為企業(yè)的技術創(chuàng)新和組織管理變革提供了基本依托。同時,企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網平臺,獲得了在更大范圍內打破物理和組織邊界的能力,便于打通企業(yè)內部、供應鏈上下游、供應鏈之間的數據孤島,實現(xiàn)資源有效協(xié)同,形成無邊界組織,實現(xiàn)價值創(chuàng)造從傳統(tǒng)價值鏈向價值網絡拓展。

二是工業(yè)互聯(lián)網成為制造業(yè)轉型升級的現(xiàn)實路徑。工業(yè)互聯(lián)網是新一代信息技術與現(xiàn)代工業(yè)技術深度融合的產物,是一套涵蓋數字化、網絡化、智能化等通用目的技術的綜合技術體系。工業(yè)互聯(lián)網的本質是通過構建精準、實時、高效的數據采集互聯(lián)體系,實現(xiàn)工業(yè)經濟全要素、全產業(yè)鏈、全價值鏈的資源優(yōu)化配置,提高全要素生產率,推動經濟發(fā)展質量變革、效率變革、動力變革。一方面,工業(yè)互聯(lián)網可挖掘傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展?jié)摿?,通過引入新技術、新管理、新模式,為制造業(yè)插上互聯(lián)網的翅膀、注入信息化的基因,加快傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級步伐。另一方面,工業(yè)互聯(lián)網加速先進制造業(yè)發(fā)展步伐,催生了智能化生產、網絡化協(xié)同、個性化定制、服務化衍生、數字化管理等新型制造模式,推動制造業(yè)開啟智能化進程。

三是工業(yè)互聯(lián)網有助于各國獲得競爭新優(yōu)勢。基于平臺的贏者通吃競爭模式正在加速從消費領域向制造領域演進,誰能在工業(yè)互聯(lián)網的競爭中占得先機,誰就能夠把握住未來的主動權,重構制造業(yè)研發(fā)模式、生產方式和組織形態(tài),以工業(yè)互聯(lián)網為核心的生態(tài)之爭正成為主要國家競爭的新焦點。美國工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟、德國工業(yè)4.0平臺組建的主要目的在于,通過整合產學研用各方資源突破核心技術、開展測試驗證、制定行業(yè)標準和推廣解決方案,打造制造業(yè)新生態(tài),不斷強化制造業(yè)競爭優(yōu)勢和壟斷地位。

在全球新一輪科技革命和產業(yè)變革中,信息技術與各行業(yè)各領域的融合發(fā)展具有廣闊前景和無限潛力,已成為不可阻擋的時代潮流。除了德國的“工業(yè)4.0”、美國的“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”、日本的“機器人新戰(zhàn)略”等國家級戰(zhàn)略外,英國、法國、韓國、印度、俄羅斯等眾多國家也推出了一系列戰(zhàn)略,雖然名稱各異、側重點不同,但是推動新一代信息技術和制造業(yè)的深度融合,大力加快制造業(yè)的數字化、網絡化、平臺化、智能化轉型則是這些戰(zhàn)略的共同核心,各國都期望通過技術革命減少對人的依賴,更好發(fā)揮人的價值,實現(xiàn)各自國家向高質量、高效率、綠色高端方向發(fā)展。

二、各國發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的主要歷程和做法

在上一輪全球化發(fā)展熱潮中,美、德、日為首的發(fā)達國家紛紛實施“去工業(yè)化”戰(zhàn)略,將價值鏈中附加值較低的加工、組裝等環(huán)節(jié)轉移到低成本國家和地區(qū),在本國主要聚焦研發(fā)、關鍵零部件生產及品牌營銷等高附加值環(huán)節(jié),通過全球資源的整合分工實現(xiàn)最大收益。但隨著全球競爭和分工的形勢變化,尤其是國際金融危機的發(fā)生,使發(fā)達國家重新意識到制造業(yè)的重要性,急需在新興國家不斷成長和數字化轉型需求高漲的情況下尋找新出路,建立新優(yōu)勢。這種戰(zhàn)略轉向需求與各國的產業(yè)實際相結合,形成了各具特色的不同發(fā)展路徑。

(一)美國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展持續(xù)領跑全球

自2014年美國GE、IBM、Cisco等龍頭企業(yè)主導的工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟(IIC)成立以來,美國政府及聯(lián)盟組織成員動向一度成為全球工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的風向標。在推進策略上美國更加注重以創(chuàng)新為驅動,發(fā)揮互聯(lián)網、信息通信、軟件等優(yōu)勢,利用信息技術“自上而下”重塑制造業(yè)。

一是政府大力實施再工業(yè)化戰(zhàn)略。2008年國際金融危機之后,美國意識到“去工業(yè)化”所帶來的“產業(yè)空心化”問題,將重振制造業(yè)作為長遠發(fā)展的重要戰(zhàn)略,密集而持續(xù)地出臺了一系列政策措施。美國政府組織實施了“先進制造業(yè)伙伴計劃”,構建“國家制造業(yè)創(chuàng)新網絡”,重點突破信息物理系統(tǒng)、先進傳感與控制、大數據分析、可信網絡、高性能計算、信息安全等工業(yè)互聯(lián)網關鍵技術,為工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展和應用提供有力支撐。通過這些措施,意在通過生產關系、生產方式以及技術革新,使工業(yè)重新煥發(fā)強大生命力和競爭力,并通過新一輪技術革命的成果引領和改造其他產業(yè),推動產業(yè)優(yōu)化升級,加速第四次工業(yè)革命進程。

二是領軍企業(yè)引領美國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展。GE作為美國傳統(tǒng)制造業(yè)的巨頭,率先意識到數字化轉型的重要性,于2013年推出Predix工業(yè)互聯(lián)網平臺,大力推動工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展。隨后GE投入大量資源以Predix為核心成立新的業(yè)務部門GEDigital,將其作為GE戰(zhàn)略的關鍵部分。GE還與微軟、思科、IBM等巨頭建立合作關系,共同推動工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展,強化平臺服務能力。2018年12月GE正式宣布將向私募基金公司銀湖出售部分GEDigital業(yè)務,并將投入12億美元成立新的工業(yè)互聯(lián)網公司,獨立運營Predix平臺及相關數字化業(yè)務,在工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展道路上進行新一輪的嘗試。此外,美國參數技術公司(PTC)憑借ThingWorx平臺被多家研究公司評為2018年全球工業(yè)互聯(lián)網市場技術領導者,已成為全球應用最為廣泛的工業(yè)互聯(lián)網平臺企業(yè)。

三是優(yōu)秀初創(chuàng)企業(yè)獲得資本青睞。2014年成立的Uptake公司在短短4年間獲取超過2.5億美元融資,市場估值高達23億美元。提供邊緣智能軟件的FogHorn公司目前累計融資4750萬美元,僅2017年B輪融資就獲取3000萬美元。獨角獸企業(yè)C3IoT基于工業(yè)互聯(lián)網平臺開發(fā)了一系列工業(yè)APP,目前接入設備數已超過7000萬,四輪累計融資1.1億美元,估值達14億美元。

四是積極打造工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展生態(tài)。2014年3月,GE、AT&T、Cisco、IBM、Intel等5家企業(yè)聯(lián)合成立工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟(IIC),推動工業(yè)互聯(lián)網技術標準化和試點應用,打造工業(yè)互聯(lián)網生態(tài)體系。2015年IIC發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網參考架構,系統(tǒng)性界定工業(yè)互聯(lián)網架構體系。2016年3月,工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟和“工業(yè)4.0”平臺代表在瑞士蘇黎世探討分別推出的工業(yè)4.0參考架構模型和工業(yè)互聯(lián)網參考架構的潛在一致性。截至目前,美國工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟已有來自全球33個國家的260余家成員單位,致力于開展測試驗證、標準制定、國際合作等工業(yè)互聯(lián)網生態(tài)建設。

(二)德國工業(yè)互聯(lián)網建設步伐不斷加快

德國制造業(yè)裝備領先全球,為應對新一輪科技和產業(yè)革命帶來的挑戰(zhàn),德國更加注重發(fā)揮自身在制造裝備、自動化系統(tǒng)、工藝流程等方面優(yōu)勢,利用互聯(lián)網等信息技術“自下而上”改造制造業(yè),提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略,其本質也是通過連接打通生產機器構成的“真實”世界和互聯(lián)網構成的“虛擬”世界,基于工業(yè)互聯(lián)網重塑新型生產制造服務體系,提高資源配置效率。

一是政府出臺一系列戰(zhàn)略部署。在德國國家工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會等研究機構的推動下,德國政府將工業(yè)4.0上升為國家戰(zhàn)略,試圖通過信息網絡與工業(yè)生產系統(tǒng)的充分融合,打造數字工廠,實現(xiàn)價值鏈上企業(yè)間的橫向集成,網絡化制造系統(tǒng)的縱向集成以及端對端的工程數字化集成,強調機器與互聯(lián)網的相互連接以改變當前的工業(yè)生產與服務模式。2019年德國進一步提出“國家工業(yè)戰(zhàn)略2030”發(fā)展戰(zhàn)略,并將中美兩國在“平臺經濟互聯(lián)網公司全球獨攬”作為德國工業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)之一,意在通過加大政府政策的附加力量,鞏固新形成的相對優(yōu)勢。從德國系列戰(zhàn)略部署來看,其目的是進一步打造工業(yè)生產全要素、全價值鏈、全產業(yè)鏈全面連接的生產制造服務體系。

二是領先企業(yè)積極推動工業(yè)互聯(lián)網布局。西門子數字化業(yè)務年收入高達140億歐元,在其剛剛發(fā)布的《愿景2020+》戰(zhàn)略中將“數字化工業(yè)”作為未來三大運營方向之一,并啟動“火箭俱樂部”全球初創(chuàng)企業(yè)計劃,推出MindSphere平臺3.0版本,聯(lián)合庫卡、Festo、艾森曼集團等18家合作伙伴公司共同創(chuàng)建“MindSphereWorld”,打造圍繞MindSphere平臺的生態(tài)系統(tǒng),并擴展其全球影響力。西門子近期還收購了低代碼技術公司Mendix,大幅降低應用開發(fā)門檻,將會使基于平臺的工業(yè)APP開發(fā)效率大幅提升。SAP將在HANA平臺基礎上構建涵蓋邊緣計算、大數據處理與應用開發(fā)功能的Leonardo平臺。

(三)其他國家和地區(qū)緊跟推出發(fā)展戰(zhàn)略

其他國家和地區(qū)結合本國制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢,也紛紛出臺工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展戰(zhàn)略。

一是各國打造本土工業(yè)互聯(lián)網體系。英國出臺制造2050,法國制定“新工業(yè)法國”戰(zhàn)略,緊跟全球工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展動向,加大對本國工業(yè)互聯(lián)網技術突破、產業(yè)布局、金融服務的支持力度。日本提出了“互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略,試圖將人、設備、系統(tǒng)、技術等相互連接起來,以創(chuàng)造新的附加值和解決相關的社會問題。韓國將機器人、人工智能、自動駕駛和3D打印確立為智能制造產業(yè)發(fā)展的主攻方向。

二是國際合作與交流日趨緊密。2019年初工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟與澳大利亞物聯(lián)網聯(lián)盟(IoTAA)達成協(xié)議,共同協(xié)調工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展,幫助改善數字經濟。2018年,印度尼西亞與新加坡實施第四次工業(yè)革命締結合作,支持印尼工業(yè)4.0振興食品和飲料、紡織品和服裝、汽車、化工產品等五個領域。此外,印度的印孚瑟斯、塔塔等幾大軟件企業(yè)與美、德、日等多國制造企業(yè)廣泛合作,深度參與工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟等國際組織。

縱觀全球各主要國家的工業(yè)互聯(lián)網實踐,基本形成了一條“政府引導、市場主導、企業(yè)主體、聯(lián)盟支撐”的發(fā)展道路,在技術攻關、產業(yè)布局、資本服務等方面,加大產學研用合作力度,形成合力共同推動工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展。

三、對我國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展啟示

建設發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網是順應新工業(yè)革命演進的歷史趨勢,是大勢所趨。但新生事物的推進沒有坦途,世界各國在工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的推進過程中,進行了有益的探索,也暴露出一定的問題。對我國而言,要充分把握當前工業(yè)互聯(lián)網建設的重要機遇期,充分吸收國外發(fā)展的經驗教訓,結合我國自身制造業(yè)基礎和產業(yè)結構,打造中國工業(yè)互聯(lián)網平臺體系。

一是要以平臺為中心,輻射帶動工業(yè)互聯(lián)網全鏈條發(fā)展。從國外領先工業(yè)互聯(lián)網企業(yè)實踐看,德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略以及美國工業(yè)互聯(lián)網都提出了打造一個平臺的重要實踐,工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的核心載體是工業(yè)互聯(lián)網平臺,一方面平臺聚集了整個工業(yè)生產制造各個環(huán)節(jié)的要素信息,掌握住平臺就掌握了主動權,另一方面通過平臺的建設迭代能夠牽引數據采集、網絡接入、安全防護、應用開發(fā)等各產業(yè)鏈條協(xié)同發(fā)展,帶動提升平臺供給能力。

二是要以應用為先導,循序漸進打造多層次平臺體系。發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網平臺不是單純的建幾個平臺,而是要從應用場景出發(fā),找到真實工業(yè)場景的現(xiàn)實瓶頸問題,自下而上形成實際可操作、可復制的一系列系統(tǒng)解決方案,并以工業(yè)APP、工業(yè)微服務等形式逐漸沉淀到工業(yè)互聯(lián)網平臺上,由單點應用到多點推廣,由特定行業(yè)、特定區(qū)域推及至跨行業(yè)跨領域,建立起涵蓋生產全流程、全環(huán)節(jié)的一系列平臺解決方案,形成多層次平臺發(fā)展體系。

三是要以合作為基礎,積極構建開放共享的協(xié)同生態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網需要高額持續(xù)的投入和長時間的積累,從GE最近工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務短期內經歷了從“出售”到“剝離”的波折,以及德國及時調整戰(zhàn)略出臺《國家工業(yè)戰(zhàn)略2030》加大政府支持力度來看,工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展不僅需要龍頭企業(yè)引領,更加需要政府、企業(yè)、聯(lián)盟、科研院所等多方力量協(xié)同,科技、產業(yè)、金融等各領域融通。這樣充分印證了我國始終堅持“產學研用政”相結合,著力打通科技創(chuàng)新、產業(yè)發(fā)展、金融服務生態(tài)鏈的工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展模式的正確性,進一步打造更具活力的生態(tài)體系,推動工業(yè)互聯(lián)網應用落地。