工业互联网+的执行路线图

发布时间：2015-07-13 作者：李正海来源：搜狐科技

关键字：互联网+ 工业互联网+ 工业4.0”

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"工业互联网＋”不仅包含工业的升级，也包括互联网的升级，在工业和互联网深度融合后，还要进一步发展。

“工业互联网＋”不仅包含工业的升级，也包括互联网的升级，在工业和互联网深度融合后，还要进一步发展。

当前有几个热词，按时间顺序来讲，分别是“互联网+”、“工业4.0”、“两化深度融合”、“智能制造”和“工业互联网”。“工业互联网”这个概念由美国提出，其核心是发挥数据采集、互联网、大数据、云计算的作用，为工业企业节约至少1%的成本，而“工业4.0”则由德国提出，已上升至德国的国家战略高度。中国作为制造业大国，需要走自己的路，发挥中国的特色，这样才能把制造业大国变成制造业强国，在世界制造市场中占有更大的份额，并获得足够的话语权。

何为“工业互联网+”？

“工业互联网+”可以理解为工业制造业的改革创新模式，按照公式来列可以这么描述：

“工业互联网+” ={（工业+）+（互联网+）}+

“工业互联网+”不仅包含工业的升级，也包括互联网的升级，在工业与互联网深度融合后，还要进一步地发展，基于原有工业基础进行升级改造，形成利用互联网思维、互联网技术的全新工业生态。这种生态以需求引领、创新驱动和制造升级为核心，从而促进制造业走出微笑曲线的谷底，实现制造与创新、营销的三足鼎立，在经济收益、利润空间和重要性方面获得明显改善。

“工业互联网+”有什么特色？

人口规模禀赋。制造业在一个国家的经济中占有非常重要的地位。制造业的提升对于国家的经济稳定、经济走势和竞争力有着非常大的影响，因此各国大都根据自己的禀赋基础来针对制造业制定国家战略。美国在计算机技术、互联网技术方面优势明显，而德国在装备制造业、控制系统和管理软件等方面具备较强优势，所以分别提出“工业互联网”和“工业4.0”。笔者认为我国最大的基础就是拥有巨大的人口规模，这种人口优势应该是我国发展工业制造业的核心。从制造模式分析，在未来的制造业中，个性化定制、小批量定制会在经济总量中占有越来越高的比例。从产品角度来分析，可以把产品与工艺的关联性按高低来分，而工艺也可以按照成熟度分出高低，显然对于工艺成熟度低的产品，以及产品与工艺关联性高的产品，都离不开大规模的人口介入。我国需要在这样的产品领域加大投入，从而进一步挖掘中国人口禀赋的价值。

团制模式。团制模式这个概念为笔者所提出，其不同于近些年兴起的大规模定制，也不同于个性化定制。相对而言，个性化定制在经济总量中的比例还比较小，比例更高的仍然是规模化生产。然而与传统的规模化生产不同，以往的规模化生产是生产库存然后销售，而团制模式更强调是形成具有经济规模的采购，去掉中间渠道，直接向工厂采购。这种模式具有经济的集约性，避免了库存积压，提高了资源利用率，也促进了企业创新，因此其必将在总体经济中占有越来越大的比例，成为制造业发展的一种趋势。

微费经济。微费经济指消费者的支付是一个非常低的值，这种值远较以往的小。形成这种模式必然需要一系列的转变，这种转变需要包括剥离无效的不增值部分，例如销售渠道，更需要生产制造的专业性，利用专业性、规模化降低成本。此外还可以利用高速发展的网络，对信息不对称现象进行革命性改进。

“工业互联网+”的执行路线图

构建智能的人和智能的组织。人的智能包括“智”，指的是认知能力，又进一步分为认识与知道，而“能”强调的是技能和行为习惯。目前在一些工厂，机器人已经开始代替工人从事一些生产劳作。出现这种情况的主要原因包括企业招不到合适的员工、员工的素质难以达到要求以及过高的人工成本。笔者以为更大的原因是生产的效率与质量。企业利用自动化设备，尤其是通过使用机器人，可以实现企业生产能力的大幅提升。对企业而言还有一个潜在问题，那就是人的风险问题，这恐怕也是很多企业用机器人代替工人的一个深层次原因，机器不会主观犯错误，而人可能带来难以预料的风险。企业需要加大对工人知识和技能的培养，不仅需要传授“工业互联网+”的相关技术，还要加强心理素质的培养。智能的组织则是在原先的金字塔、矩阵式等组织结构形式上，根据企业的情况、客户的需求来构建更有效率的组织架构模式，例如“不为我有但为我用”、一专多能、复合人才培养等。

实施车间执行系统（MES）。车间应该成为我国“工业互联网+”最重要的实施主体，提升这个主体的综合实力是重中之重。车间的构成可分为三个层面：智能装备、由智能装备构建的智能生产线和多条不同智能生产线构建的智能车间。MES软件则是这个主体最重要的软件应用，其上接ERP系统，下接硬件设备的中枢，可以提升车间的自动化、智能化。通过MES系统的实施，可以对车间的设备、人员、工具、量具、能源、生产计划执行、质量等方方面面进行统筹管理，进而有效地在执行层面提升企业的制造实力，优化资源配置。

实现车间的自动化与智能化升级改造。通过实施MES系统，企业可以采集各种数据，从全生命周期、全流程的角度来分析研究企业的生产执行情况，从中发现车间的短板，进行升级、优化和改进，从而提升车间的综合能力，带来生产率的大幅提升。需要注意的是，自动化、智能化的处理对象不仅是物理层面的对象，例如原料、半成品，还包括对数据的自动化和智能化处理，企业在此方面需要统筹规划，重点突破。

构建系统化网络体系。构建系统化的网络体系不仅是传递物理信息，还包括信息安全、数据协议、业务协议等内容。利用这样的网络体系，可以组建车间、工厂、供应链上下游、行业、地区乃至国家的互联网体系，实现数据的采集、传递、存储、分析、应用，实现设备级的联通，例如M2M的交互、远程操控等，包括冷交换、热交换、互联互通，直到互操作的级别。

建设企业大数据、云计算中心。在工业企业的数据中，结构化数据较多，就技术层面而言，数据本身的复杂性非常高，因此企业需要构建工业数据图谱，规范企业的术语、构建数据模型，实现数据与数据之间的集成，这就需要企业建立大数据中心，以及跨地域的云计算中心，实现轻客户端、重服务端的应用模式，实现高效、正确和精益。同时企业内部的信息平台还需要与各种社会化平台建立广泛深入的集成联系。

“工业互联网+”的一些核心技术

基于CPS系统的业务管理可视化。有了CPS系统，在设备、物流，以及产品的属性、性能、状态发生变化后，企业需要针对这些变化进行相应的作业、管理和决策，这就需要采取一系列先进的模式。对于业务可视化管理的框架，笔者并不赞同能看到所有信息，企业的管理者面对的应该是一个行为导向的展示，根据业务需要来展示数据。所展示的数据基本是对大数据进行裁剪、运算和提炼而成，具体形式包括：历史性、统计性数据展示框架；监控型展示框架；基于交互式分析的展示模式；基于全业务、全数据的菜单式展示等。

虚拟技术。目前在CPS系统上，我们可以实现现实与虚拟之间的变换，例如多年前我们就提出虚拟主机的概念，通过虚拟的样机进行模拟分析，例如强度、刚度和动力学等，通过这样的分析，可以在构建实物之前，发现缺陷，优化设计，从而提高一次成功率。3D打印技术更可以利用增料技术，快速生成零部件，实现虚拟向现实的转化。更长远地来看，核心技术应不仅于此，还要把时间和空间进一步纳入进来，从而形成一个更为广泛的CYBER空间，从而促进制造业形成一个前所未有的世界。在这个空间里，我们可以实现虚拟基础上的进一步虚拟，可以利用虚拟来增强现实，从而实现革命性的创新。

“工业互联网+”的标准与协议

在“工业互联网+”模式下，企业实现数据、信息的记录、传递、存储、分析和应用等，都离不开标准与协议。在产品层面，产品、零部件的质量、互换性也离不开标准和协议。在德国的“工业4.0”战略中，标准成为其关注的重点内容之一。制造业的技术标准将直接影响到市场竞争，涉及到市场利益和技术壁垒，可以带来巨大的标准红利。目前PLC编程语言的国际标准IEC 61131-3（PLC Open）主要都来自德国企业；通信领域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都诞生于德国。我国需要围绕智能工厂促进标准化工作，构建生态链上各个环节的合作机制，确定哪些信息可被用来交换，哪些属于标准构件等，从而将先进的信息模式、生产模式和商业模式形成标准推广到国际市场，进而促进技术创新和模式创新。

“工业互联网+”的跨界合作

实施“工业互联网+”的模式，必须突破传统的思维惯性，实现多主体、多形式、多内容的各种合作。对于这种合作，互联网是载体，大数据是内容，分析应用是工具，产品创新是结果，从而形成覆盖全流程、全生命周期的生态链。在生态链中，实现各种集成，例如基于供应链的纵向集成（突破工业4.0的企业内部纵向集成）。而在具体表现上，可以改变传统的集团宏观管控，构建集团云计算中心，促进集团各企业的深度交流与合作，例如可以构建行业数据中心或基于地区的产业集群。

“工业互联网+”所带来的工业革命，不仅仅是一次技术革命或金融革命，更是一次思维革命，无论是政府的决策者、制造型企业的负责人或管理者，还是一线员工，都需要优化、创新，通过技术改进、实施MES系统，提升自动化和智能化水平，促进互联网、大数据和云计算深度应用，从而打造出具有中国特色的“工业互联网+”。

作者介绍： 李正海，中国“工业互联网+”联盟秘书长（筹），一线大数据联盟总参谋长，高级工程师，高级程序员。1993年毕业于北方交通大学机械系铁道车辆专业。主要业务领域：信息透明化及可视化、知识创新、创业孵化。

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