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物聯(lián)網(wǎng)

對制造業(yè)領域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的深度思考

2025China.cn   2016年09月18日

  隨著信息技術的高速發(fā)展和加速滲透,中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展繼PC互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)之后即將迎來物聯(lián)網(wǎng)時代,并推動消費型互聯(lián)網(wǎng)向生產(chǎn)型互聯(lián)網(wǎng)、服務型互聯(lián)網(wǎng)轉型。物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)4.0的核心技術之一,是推動先進制造技術發(fā)展、產(chǎn)品升級換代和新型制造模式應用的強大動力。當前,我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展剛剛起步,制造業(yè)智能化、服務化、綠色化的轉型任務艱巨,制造業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)融合蘊藏著巨大能量和潛力。基于物聯(lián)網(wǎng)的技術架構,賽迪顧問提出三點發(fā)展建議:在感知層,打好基礎;在網(wǎng)絡層,保障安全;在應用層,瞄準需求。

  物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后信息技術發(fā)展的第三次浪潮,正成為新一輪工業(yè)革命的主要推手。從信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程看,在消費服務領域,美國占據(jù)絕對優(yōu)勢地位,但在工業(yè)生產(chǎn)領域,正迎來群雄逐鹿的時代。德國已搶占先機,實施了以物聯(lián)網(wǎng)為技術核心的工業(yè)4.0戰(zhàn)略,中國也在奮起直追、精心謀劃和推動,以“制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合”推進制造強國建設,成為不容小視的角逐力量!

  一、物聯(lián)網(wǎng)時代悄然來臨

  1994年4月20日,中國通過一條64k的國際專線實現(xiàn)了與世界互聯(lián)網(wǎng)的全功能連接,正式開啟了中國的互聯(lián)網(wǎng)時代。22年來,中國互聯(lián)網(wǎng)沿著“PC互聯(lián)網(wǎng)→移動互聯(lián)網(wǎng)→物聯(lián)網(wǎng)”的進化方向,由小變大、由弱變強,網(wǎng)速越來越快,網(wǎng)民越來越活躍,“網(wǎng)羅”到的行業(yè)和事物也越來越復雜多樣。

  物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分,以數(shù)據(jù)的感知、傳輸和分析為核心。感知方面,隨著RFID、GPS、傳感器、激光掃描器等傳感技術的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的接入設備也變得多種多樣,包括手表、眼鏡、家電、汽車、機器等。傳輸方面,悄然興起的5G具有低時延高可靠特征,為物聯(lián)網(wǎng)提供了理想的、更高承載能力的人與物、人與人、物與物交互網(wǎng)絡。分析及應用方面,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉型升級為物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了廣闊的應用場景,數(shù)字醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智慧能源、智能交通、食品溯源等領域潛力巨大。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動消費型互聯(lián)網(wǎng)向生產(chǎn)型互聯(lián)網(wǎng)、服務型互聯(lián)網(wǎng)轉型,典型的模式是M2M(Man to Man、Man to Machine、Machine to Machine)等。

  二、物聯(lián)網(wǎng)牽手制造業(yè)引領變革

  新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正孕育興起,各國紛紛搶占制造業(yè)競爭制高點,無論是德國的工業(yè)4.0、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),還是“中國制造2025”,物聯(lián)網(wǎng)都被當做核心技術之一。比如,德國工業(yè)4.0的基礎是信息物理系統(tǒng)(CPS),通過3C(Communication、Computer、Control)技術的有機融合和深度協(xié)作,利用傳感器、發(fā)送器、控制器等設備,將資源、信息、機器以及人緊密聯(lián)系在一起,其實質就是物聯(lián)網(wǎng)。再比如,GE是美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的首倡者和推動者之一,其開發(fā)的Predix平臺通過把各種工業(yè)設備接入云端,實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的標準化、規(guī)范化處理,并提供隨時調(diào)取和分析的能力,這也是物聯(lián)網(wǎng)。

  物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的融合體現(xiàn)在三個層面:一是推動先進制造技術的發(fā)展,以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術與設計、加工、裝配等傳統(tǒng)制造技術的融合催生出計算機輔助設計、云制造、快速成型技術、虛擬制造等先進制造技術,提高了對動態(tài)多變市場的適應能力。二是推動產(chǎn)品的升級換代,將物聯(lián)網(wǎng)技術植入產(chǎn)品,通過“云+端”模式,形成數(shù)控設備、智能產(chǎn)品,從根本上提高了產(chǎn)品的性能、功能和市場競爭力。三是推動新型制造模式的應用,促進制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展,實現(xiàn)由生產(chǎn)型制造向服務型制造、由粗放制造向綠色制造、由傳統(tǒng)制造向智能制造轉變。

  物聯(lián)網(wǎng)所具有的大規(guī)模資源調(diào)度能力、海量信息分析和處理能力,為制造業(yè)的未來打下了堅實的基礎。將物聯(lián)網(wǎng)應用于制造業(yè)的生產(chǎn)、運維、采購等環(huán)節(jié)中,可實現(xiàn)設備的遠程監(jiān)控和維護、產(chǎn)品的即時跟蹤和反饋、供應鏈的信息共享和協(xié)同,從而大幅提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質量和響應速度。物聯(lián)網(wǎng)時代,越來越多的制造業(yè)企業(yè)以產(chǎn)需互動和價值增值為導向,將設備、產(chǎn)品、用戶、服務集成到云端,通過數(shù)據(jù)串聯(lián)起上下游合作伙伴和產(chǎn)品的全生命周期,使得智能制造“生態(tài)圈”不斷擴大。例如,通用電氣通過各種傳感器,實時采集飛機發(fā)動機的運轉情況、溫度和耗油量等數(shù)據(jù),實現(xiàn)航空發(fā)動機的在線維護,從制造公司向數(shù)據(jù)公司邁進;沈陽機床以i5智能機床為基礎打造出i平臺,搭建起“機床生態(tài)群”,通過融資租賃和回收再制造的方式,實現(xiàn)從生產(chǎn)制造商向工業(yè)服務商的轉型。

  三、對制造業(yè)領域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的思考

  中國制造業(yè)發(fā)展很不平衡,走的是工業(yè)2.0補課、工業(yè)3.0普及、工業(yè)4.0示范的并聯(lián)式發(fā)展道路。制造業(yè)領域物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也剛剛起步,正處在技術跟進、產(chǎn)品跟跑、模式跟隨的初級階段。從總體架構來看,物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡層、應用層三部分構成,相應地,全面準確感知、高速安全傳輸、智能高效處理成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。

  (一)在感知層,打好基礎

  感知層是物聯(lián)網(wǎng)的“皮膚和五官”,承擔著物體識別和信息采集工作。RFID、GPS、傳感器等傳感技術是感知層的核心,也是實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的基礎。與消費服務領域相比,生產(chǎn)制造領域的環(huán)境具有特殊性(強腐蝕、高低溫、電磁干擾等),這就對感知設備的性能、體積、材質等提出了更高的要求,以保證數(shù)據(jù)采集的高可靠性和強穩(wěn)定性。目前,國內(nèi)傳感技術的發(fā)展水平與發(fā)達國家仍有較大差距,尤其是在高端產(chǎn)品市場,被國外高價產(chǎn)品長期控制和壟斷,較大程度制約著我國制造領域物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

  (二)在網(wǎng)絡層,保障安全

  隨著越來越多的終端接入物聯(lián)網(wǎng),對網(wǎng)絡帶寬和傳輸質量提出了更高的要求,網(wǎng)絡世界的安全威脅也與日俱增。無處不在的傳感器實時監(jiān)控著汽車、飛機、生產(chǎn)設備、智能產(chǎn)品的“一舉一動”,接入網(wǎng)絡之后將數(shù)據(jù)上傳到云端,進行信息交換和通信,實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,小小的安全漏洞也可能造成不可估量的損失。例如,已有多家智能網(wǎng)聯(lián)汽車因黑客攻擊,導致汽車駕駛系統(tǒng)陷入癱瘓。人類是向往自由和崇尚秩序的,如何保證信息傳輸和存儲的安全,不給黑客和其他網(wǎng)絡犯罪分子進入企業(yè)網(wǎng)絡以及竊取個人隱私留下可乘之機,是需要物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)者認真考慮的問題,也是制造業(yè)領域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最大挑戰(zhàn)。

  (三)在應用層,瞄準需求

  智能化、綠色化、服務化是制造業(yè)轉型升級的三大方向,也是物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的重要結合點和突破口。我國制造業(yè)門類眾多、涉及面廣,不同領域的傳感器接口不一樣,物聯(lián)網(wǎng)標準也不統(tǒng)一。因此,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須要面向行業(yè),以市場需求為牽引,找準切入點,選擇轉型升級迫切、技術標準成熟、發(fā)展?jié)摿Υ蟆幽芰姷男袠I(yè)進行重點研究和示范應用,包括車聯(lián)網(wǎng)、智能工廠、環(huán)保監(jiān)測、能源管理、食品溯源等領域。例如,智能電網(wǎng)是起步較早、發(fā)展較快的物聯(lián)網(wǎng)建設領域,將物聯(lián)網(wǎng)技術應用在電子資產(chǎn)管理、電力設備狀態(tài)監(jiān)測、用電信息采集等方面,可以全面提高電力系統(tǒng)的智能化水平和可靠性程度,特別是在負荷預測、錯峰用電、電動汽車管理信息化、分布式電源接入等方面有著巨大的潛力和發(fā)展空間。

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