新技術加速工業互聯網的技術發展和應用落地

工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合的產物，是當前全球范圍內正在進行的人與機器、機器與機器、機器實體與數字虛體全面連接的新一輪技術革命。工業互聯網通過人、機、物的全面互聯，構建起連接全要素、全產業鏈、全價值鏈的新型工業生產制造和服務體系，成為支撐第四次工業革命的基礎設施。美國、德國、中國、日本等主要工業國家依據各自的產業基礎、技術優勢，推動工業互聯網沿著不同的演進路徑迅速發展，并促進全球工業互聯網應用市場快速擴散，逐步呈現出高速增長的態勢。

同時，隨著物聯網與綜合集成、海量工業大數據挖掘分析等技術在工業系統中的應用，特別是 5G、新一代人工智能、數字孿生等數字化技術的深度應用呈現出更為多樣的工業系統智能化特征，工業互聯網技術與實踐正日漸豐富。此外，基于工業互聯網的商業模式與管理創新而形成的產業生態正在促進構建新型生產組織方式，也在不斷提升產品的技術品質、生產效率，改變服務模式，并將加速改變制造業的發展模式和進程。

新一代信息通信技術的出現和應用極大地推動了工業互聯網的落地。隨著 5G、邊緣計算、人工智能等技術與工業互聯網同時應用在工業企業的生產服務場景中，工業互聯網在數據采集和傳輸、海量數據計算處理速度、行業知識模型化等方面的技術瓶頸被打破，應用范圍不斷拓展，極大地加速了工業互聯網的技術發展和落地應用。主要表現在以下四個方面：“5G+工業互聯網”促進新模式與新業態、人工智能技術全面提升工業互聯網智能化水平、邊緣計算技術促進工業互聯網的邊緣服務能力、數字孿生技術提升工業互聯網的價值創造能力。

1.1“5G+工業互聯網”促進新模式與新業態

工業互聯網與數字化技術的融合催生了各行業的不斷創新，而實現企業要素及其產業鏈和生態體系互聯互通的關鍵是通信網絡。5G 由于具有高帶寬、低時延、廣覆蓋等特點，與工業互聯網的結合將使得工業場景突破原有局限，催生諸多產業發展的新模式與新業態。例如，利用基于 5G 的VR/AR 遠程協助，可以實現現場人員和遠程專家的“零距離”溝通，提高工業生產、設備維修、專業培訓等價值鏈的效率；基于5G的遠程控制技術可以使工廠大件貨物或港口集裝箱裝卸作業等工作實現機器替代；5G 與無人機的結合，可以擴大資產巡檢范圍，提高資產巡檢效率。在5G應用的大量場景下，可以顯著提升工業互聯網的運行品質，擴大應用領域。

人工智能技術正在以前所未有的發展速度展示其巨大的潛力，在涉及人類活動和機器操作的諸多方面，大有代替人工和自動控制的趨勢。工業系統中的人工智能技術受到企業和創新機構的高度關注，從智能機器到智能系統都有開發應用的成功案例，已經被冠以普遍認可的“智能制造”的標簽，其和互（物）聯網、云計算、大數據、移動通信等新興信息通信技術相互融合，成為產品增值、產業賦能的最重要手段。

1.2人工智能技術全面提升工業互聯網智能化水平

人工智能技術對工業互聯網發展同樣具有難以估量的促進作用，能夠有效提升工業互聯網在實時感知、動態分析、科學決策、精準執行和優化迭代等方面的能力，更好地服務于企業數字化轉型與政府數字化治理。通過搭建基于工業互聯網的知識圖譜、專家系統等認知算法體系，可以提升設備故障預測準確率、優化工藝參數、對產業鏈進行分析優化等。如應用語音識別、機器視覺等技術，可以提升控制裝備在復雜工作環境下的感知和反饋能力；應用協作機器人、仿生工位等技術，可以拓展工業互聯網的生產協同能力。

1.3邊緣計算技術促進工業互聯網的邊緣服務能力

針對工業應用在控制和執行時對計算處理有實時性、可靠性和安全性等苛刻要求的工業場景，傳統的云計算技術已經無法滿足終端現場實時與安全方面的需求，工業互聯網在生產裝備實時控制、流程檢測、自動化流程生產控制等現場執行操作應用場景下受到很大限制。邊緣計算技術通過協同終端設備與邊緣服務器，發揮本地計算的優勢，實現生產裝備自動控制、檢測，可讓系統呈現分散、遞階結構，完成分級分配數據處理和控制操作任務，減少非必要的數據傳輸，有效減小計算系統的延遲與數據傳輸帶寬，及時響應生產控制與服務的實時要求，同時保護數據安全與隱私。

1.4數字孿生技術提升工業互聯網的價值創造能力

在工業互聯網應用的場景下，數字孿生技術支持在信息與物理融合空間進行產品全生命周期建模仿真與分析、預測和優化。企業通過數字孿生技術的應用，在研發設計階段便可以對產品的功能、性能、行為和可制造性、可使用性進行全面的仿真、分析、預測與優化；在生產制造階段可以根據數字孿生技術及時調整生產工藝、優化生產參數，提高產品質量和生產效率；在設備運行維護階段可以通過與大數據和機器學習技術的結合，進行產品的預測性維護和運營優化。

2、工業互聯網的影響與滲透

工業互聯網作為新型基礎設施，利用新一代信息技術，滿足了制造業亟須提升效率、優化資產和運營的迫切發展需求，促進了全產業鏈、全價值鏈的資源整合與優化，形成了新型業務模式，改變了工業的生產模式，在產品設計、制造、管理等方面提供了關鍵的數據支持和伴隨服務，對于社會經濟的影響已經越來越深入。

工業互聯網的影響將滲透制造業的各個維度，概括起來有交互智能化、產品個性化、制造服務化、組織分散化、網絡生態化五個方面。

交互智能化：信息智能化交互技術，將成為未來工業互聯網發展的重要模式。

產品個性化：客戶對產品的需求呈現出多樣化特征，并且不斷發展變化，客戶直接參與“共創”和新產品開發的快速迭代。

制造服務化：市場競爭的激烈和同質化，產品本身已經不能夠完全滿足客戶的需求，更重要的是通過產品的最終價值來吸引客戶。

組織分散化：生產方式由大規模集中式轉向分布式，中小企業獲得廣闊的發展空間，個體制造正在借助互聯網崛起。

網絡生態化：通過系統結構的搭建和資源的匯聚，形成面向不同行業的產業整合、面向不同企業的產業鏈整合、跨越時空地域的產業布局、跨越行業的融合創新，最終實現社會資源的高效利用。

工業互聯網在制造業的滲透不僅直接催生了智能制造、個性化定制、網絡協同、服務型制造等制造新模式，而且為交通、能源、醫療、農業等各個行業的數字化轉型升級提供了網絡連接和計算處理平臺。同時，包括金融、教育、物流在內的服務業都在探索利用工業互聯網平臺進行服務模式創新，如基于數據的信貸服務、押品管理、保險定價、設備增信等產融結合模式，以及基于工業互聯網平臺、實訓基地、真實與虛擬結合場景和新教具開展的產教融合模式等。工業互聯網正在推動數字經濟加速發展，對經濟和社會產生方方面面的影響。