行業進入高速發展期

一、工業互聯網定義

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GE公司對工業互聯網的定義

工業互聯網（Industry Internet of Things/Industry Internet），是由美國通用電氣公司（GE）在2012年提出的一個概念。根據GE的定義，工業互聯網指的是將智能機器、高等分析以及企業的員工有機的組織起來的一個網路。通過將多維度的設備用通訊技術進行連接，可以創造一個能夠監測、收集、交換、分析並最終擁有全新的新洞察力的系統。這些洞察將幫助商業更聰明、更快地成長。

GE預測，工業互聯網市場的潛力遠遠超過消費者物聯網市場，因為各行各業的公司都有可能從軟體和數據分析中獲得各種益處。到2020年，工業互聯網的產值可達2250億美元。GE認為，通過將機器對機器通訊、工業大數據分析、網路安全、人機交互、數據採集與監控系統結合，工業互聯網可以將生產率提升到前所未有的高度。因此，能源公司、石化公司、製造業公司、醫藥公司、航空公司都將進行大規模地運營升級，並最終在財務報表上有積極表現。

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我國工業互聯網產業聯盟（AII）對工業互聯網的定義

工業互聯網產業聯盟是在我國工業與信息化部指導下成立的。根據其發布的《工業互聯網體系架構》，工業互聯網是互聯網和新一代信息技術與工業系統全方位深度融合所形成的產業和應用生態，是工業智能化發展的關鍵綜合信息基礎設施。

AII認為，工業互聯網的本質是以機器、原材料、控制系統、信息系統、產品及人的網路互連為基礎，通過對工業數據的深度感知，實時傳輸交換，快速計算處理及高級建模分析，實現智能控制、運營優化和生產組織方式的變革。

AII將工業互聯網的業務需求從工業和互聯網兩個視角進行分析。從工業視角看，工業互聯網主要表現為生產系統到商業系統的智能化；從互聯網視角看，工業互聯網主要表現為商業系統變革牽引生產系統的智能化。

工業互聯網的重點在「網路」+「數據」+「安全」。其中，網路是基礎，數據是核心，安全是保障。AII視網路為工業系統互聯和工業數據交換的支撐基礎，視數據為工業智能化的核心驅動，視安全為網路與數據在工業中應用安全的安全保障。AII認為，基於工業互聯網的網路、數據與安全將構建工業智能化發展的三大閉環：

1、面向機器設備運行優化的閉環；

2、面向生產運營優化的閉環；

3、面向企業協同、用戶交互與產品服務優化的閉環。

圖1.工業互聯網體系架構

AII認為，工業互聯網將使得工業大數據得到廣泛應用，並在狀態描述、診斷分析、預測預警、輔助決策方面發揮較大作用，並在智能化生產、網路化協同、個性化定製和服務化延伸等場景下發揮核心作用。

現階段，工業互聯網大部分還處於以「設備物聯+分析」或「業務系統互聯+分析」的初級應用階段。未來將向深層次演進，在物聯和平台全互通的基礎上實現複雜的分析和優化，從而不斷推動企業管理流程、組織和商業模式的創新。工業互聯網的最終願景是具備全社會資源承載與協同的能力，重組全產業主體和全局性要素，推動生產方式和組織架構變革。

未來，工業互聯網將推動從生產過程、企業管理到產業統籌和產品管理四個範疇的應用場景：首先，工業互聯網平台最直接地能對生產過程進行優化，通過採集和匯聚設備運行、工藝參數、質量檢測、物料配送和進度管理等生產現場數據，通過分析和反饋來知道製造工藝、生產流程、質量控制、設備維護和能耗管理等具體生產環節的優化。另外，從企業運營管理角度，藉助工業互聯網可打通生產現場、企業管理和供應鏈數據，提升決策效率以實現更精準和透明的企業管理，包括供應鏈優化、生產管控一體化、企業決策等場景。更進一步，跨企業的協同將有望實現，工業互聯網可在製造企業與外部需求、創新資源、互補生產能力上全面對接，推動包括設計、製造、供應和服務等一整套環節協同優化。其具體場景包括協同製造、製造能力交易與個性定製等。

從產品角度看，工業互聯網也可以將產品設計、生產、運行和服務數據全面集成，在設計環節就實現可製造性預測，在使用環節實現高效管理，並通過生產與使用數據的反饋改進產品設計。具體場景包括產品溯源、產品和裝備遠程維護、產品設計反饋優化等。

圖2. 未來工業互聯網演化的主要場景

二、工業互聯網產業鏈分析

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工業互聯網產業鏈介紹工業互聯網產業鏈介紹

從工業互聯網的產業鏈層次來看，可以區分為三個從層次：

圖3 .工業互聯網的產業鏈層次分析

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技術基礎設施：通信與感測控制設備需求是工業互聯網發展的基礎條件

為工業機器提供感測和控制設備是工業互聯網的第一步。感測和控制設備的普及是工業互聯網崛起的基礎條件，如下幾個因素其在工業機器主導的經濟下合理地加以普及，並使機器和機器的交互更加智能化。

圖4. 通信、感測和控制設備在工業中具備了大規模應用的條件

工業感測器：作為工業自動監測和自動控制的首要環節，將成為工業互聯網中最重要的一環。因此，廉價而高效的感測器及相關應用將是實現工業互聯網的核心基礎。

通信設備及網路：從通信角度而言，工業互聯網將以通信技術為通道，通過物聯網的方式進行連接，並上升至雲計算與大數據。在這其中，通信技術、連接物聯網所需的硬體設備、雲計算能力、大數據採集和分析能力等將是工業互聯網中極為為重要的部分。而通信技術將是這一切的基礎保障。

圖5 .工業互聯網的數字循環

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工業互聯網運營平台：大數據云計算推動工業企業管理運營和決策的優化

工業互聯網運營平台包括各種傳統的網路系統所構建的平台，廣義的定義包括部署在機組和網路中並廣泛結合的工業感測和控制數據以及軟體。隨著越來越多的機器和設備加入了工業互聯網，可以實現跨越整個機組和網路的感測和控制設備的協同效應。

工業互聯網運營平台的實現將傳統的分散式工業互聯網體系變為集中式體系，同時通過智能的平台部署來有效地整合和管理這些廣泛不熟的工業互聯網節點。久而久之，不斷擴大的平台使得整個機器組合加速學習，並將有助於企業做出最優決策。

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行業智能化應用與創新：人工智慧帶來的未來工業的必然趨勢

當從智能設備和系統收集到了足夠的信息來促進數據驅動型學習的時候，人工智慧就發生作用了。工業互聯網的這一要素對於應對越來越複雜且互聯的機器、設備、機組和網路來說十分必要。考慮到可以大範圍檢測網路的設備或機組，運營商需要迅速做出成千上萬的決定來保持系統的最佳性能。通過人為控制並逐步人工智慧化的系統執行命令，可以將複雜性的挑戰轉移到數字系統從而克服這一複雜性。

這些功能將促進個人能力和組織能力的提升並快速提高工作效率。實現人工智慧決策是工業互聯網的長期遠景。它作為工業互聯網的基礎是設備與系統以及知識相互彙集的頂點。這一設想，如果可以實現的話，那麼將提高潛在的生產率，同時降低成本，規模堪比工業和互聯網革命。面對大量的感測器以及通信模塊在網路智能化中產生的海量數據，我們只有藉助於人工智慧技術。

三、工業互聯網與智能製造

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工業互聯網與智能製造的關係

智能製造是基於物聯網、互聯網、雲計算、大數據等新一代IT技術，貫穿工業設計、生產、管理、服務等製造活動環節，具備深度信息自我感知、智能優化自我決策、精準控制自我執行等功能的先進位造過程、系統和模式的總稱。智能製造的基本特徵包括：以智能工廠作為載體、以生產關鍵製造環節智能化為核心、以端到端數據流為基礎、以全面深度互聯為支撐。

兩者的關係：工業互聯網是智能製造的關鍵基礎。智能製造的最終實現主要依靠兩個基礎：工業製造技術和工業互聯網。工業互聯網是充分發揮工業裝備、工藝和材料潛能，挺高生產效率、優化資源配置效率、創造差異化產品和實現服務增值的關鍵。

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工業互聯網支撐製造業全流程智能化

工業互聯網支撐製造業全流程智能化。工業互聯網應用於企業生產，將帶來四個方面的變革：

1、智能化生產，基於海量數據的建模分析，形成智能決策和動態優化，顯著提升生產效率，降低生產成本；

2、網路化協同，藉助網路整合分布於全球的設計、生產、供應鏈和銷售資源，形成眾包眾創、協同製造等新模式，大幅度降低開發成本，縮短產品上市周期；

3、個性化定製，基於互聯網用戶個性化需求，通過靈活組織設計，製造資源和生產流程實現低成本、大規模定製；

4、服務化轉型，通過對產品運行的實時監測，提供遠程維護故障預測、性能改進等一系列服務，實現工業企業服務化轉型。

圖6. 互聯網視角下的智能製造

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