工業4.0+互聯網+AI製造，助推傳統企業轉型，賦能高效生產。對工業互聯網的理解及構建，我們只是剛剛起步。對於數字製造業的發展，我們還有許多路要走。。
工業互聯網概念由來已久，其中，尤以近年來暗潮涌動，包括德國的工業4.0、美國的工業互聯網和中國的智能製造。輔以物聯網這波浪潮，國家也對工業互聯網推出了諸多引導性政策，各地方政府也推出了相應補貼政策。在2018年、2019年年初的幾輪工業互聯網大型推進會議後，千家工業互聯網企業浮出水面，工業互聯網平臺超過300家，其中不乏中控、徐工、海爾等老牌企業，以及浩如煙海的初創掘金者。
行業環境涌動之下，國內工業互聯網目前究竟行至何處？有哪些問題，又有怎樣的應用？雷鋒網特別就國內工業互聯網行業現行問題，在第六屆中國機器人峯會暨智能經濟人才論壇上從學術、政策、產業角度，就網絡、平臺、落地方案等方面向多方尋求答案。
工業互聯網：智能製造關鍵基礎設施
相對德國的工業4.0，美國的工業互聯網，國內提出的是智能製造。
什麼是智能製造？
走向智能研究院執行院長趙敏將其總結爲5個字：「人智」變「機智」。即把人的智能以知識的形式提煉出來，再將這些知識嵌入到軟件、芯片、設備中，從而賦予機器一定的自主能力。其中，工業互聯網被定義爲實現智能製造的關鍵基礎設施。
與消費互聯網是以因特網爲主體形成的互聯網有所不同，工業互聯網以工業以太網爲主體，在發展過程中逐漸融入了因特網技術。
1969年PLC出現，PLC被德國定位第三次工業革命的標誌，隨後出現了現場總線（工業數據總線）。機牀設備聯網與因特網在時間上是並行的，技術上相互借鑑，形成了以TCP/IP協議爲基礎的工業互聯網。
在當下的「雲管端」概念中，「雲」指的是基礎設施，國內有阿里雲、華爲雲等在做；「管」指的是連接協議，包括工業以太網、消費因特網，主要由電信廠商主導；其中尤以「端」側差距較大，消費類電子產品只要符合標準可以直接申請入網，但是對於製造業中的機牀，由於標準不統一，不同設備在開發時需要考慮數據格式，需要考慮不同的總線、協議，因而較爲複雜。
工業互聯網軟硬件基礎
工業互聯網在實際部署中主要終端設備爲各類傳感器，包括熱敏、光敏、氣敏、力敏、磁敏、溼敏、聲敏、放敏、色敏、味敏十類傳感器，這十類傳感器對應的正是人類的視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺五類感官。
在數控機牀中，有諸如支線光柵尺、旋轉光柵尺、電阻尺等傳感器；在汽車內，有諸如油壓傳感器、轉速傳感器、氣體濃度傳感器等。“車越好，傳感器越多，博世爲高端汽車設計的一個尾氣管上有8個傳感器。”
傳感器通過狀態感知監測設備在控物理空間中的工作情況。
硬件之外，工業軟件也有自己獨特之處。工業互聯網的軟件封裝了工業知識，建立了自動流動的規則體系。人類寫入算法的過程就是「人智」轉「機智」的過程。
因而，機器智能化的過程可以簡單理解爲：知識寫入軟件，軟件嵌入芯片，芯片嵌入設備，設備嵌入到物理系統，最終形成可替代人智的機智。
其中，軟件在形成過程中，通過將規律形成模型，模型形成算法，算法形成代碼，最終通過代碼形成軟件。
趙敏強調，新工業革命的標誌是通過賽博物理系統中的指令直接實現設備控制。
這裏的賽博物理系統（Cyber Physical Systems，CPS）是一個包含計算、網絡和物理實體的複雜系統，通過3C（Computing、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，通過人機交互接口實現和物理進程的交互，使賽博空間以遠程、可靠、實時、安全、協作和智能化的方式操控一個物理實體。
在軟件定義中，通過數據自動流動，在賽博通道中形成互聯、互通、互操作。
具體到實際應用過程中，可以從最基本的爲工業設備加裝監測傳感器做起，從而實現狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行。例如，服裝生產企業現在已有通過在企業中的工位（縫紉機）上加裝振動檢測傳感器採集工位振動數據，並將數據送到集中存儲設備中，最終將這些數據一併送入服務器中進行分析。
通過這樣的改造，在後臺實現自動排產，從而提升工廠整體工作效率，同時也省去了此前設置的監督崗位（工頭）。以此實現工廠改造，實現基礎工業互聯網應用。
工業互聯網平臺發展
前文有提到，設備數據採集需要傳感器，設備互聯及數據分析同時也都有賴於工業互聯網平臺，對此國家也已有諸多推進政策。
2017年11月，國務院出臺關於深化「工業互聯網+先進製造業」發展工業互聯網的指導意見，指出工業互聯網發展三大體系建設：網絡體系、平臺體系、安全體系。 隨後，工信部印發多項文件，以推進工業互聯網平臺建設與落地。
2018年5月，工信部印發《工業互聯網APP培育工程實施方案（2018-2020年）》；
2018年6月，工信部發布《工業互聯網發展行動計劃（2018-2020）》、《工業互聯網專項工作組2018年工作計劃》；
2018年7月，工信部印發《工業互聯網平臺建設及推廣指南》、《工業互聯網平臺評價方法》；
……
中國工業互聯網產業聯盟今年5月在第二屆數字中國建設峯會上發佈的《工業互聯網平臺白皮書（2019）》指出，平臺應用短期仍將以設備側和工廠側爲主，數據確權、數據流轉與平臺安全仍是平臺治理面臨的重要問題。
目前國內工業互聯網平臺已有300+，包括海爾、航天雲網、用友、工業富聯等製造業企業均有推出自家工業互聯網平臺。據雷鋒網(公衆號：雷鋒網)瞭解，目前工業互聯網平臺主要能力仍處於工廠全週期排產、物流監測，以及各行業更爲關注的預測性維護，其中，在更受關注的預測性維護方面，能力仍然極爲有限。
就國內工業互聯網發展整體現狀來看，我國已經進入工業互聯網平臺發展模式探索時期，國務院發展研究中心研究員李廣乾博士針對當下工業互聯網發展也提出三點思考：
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工業互聯網平臺發展模式要比一般商業模式更復雜，對平臺企業要求更高，特別是由於與國家戰略緊密聯繫在一起，政府在其中的角色和作用更大。如何界定模式中的政府角色是商業模式創建過程中的一個重要問題。德國的工業互聯網平臺是國家提出的工業4.0；美國的工業互聯網平臺雖然是GE及其主導的工業互聯網聯盟提出的，但是隨着美國《國家網絡戰略》的出臺，再次強化了工業互聯網平臺建設措施，因而也逐漸與國家政策緊密結合；我國從政府到地方的政策推動也一度成爲熱潮。
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深化對工業互聯網平臺架構的認識。當前工業互聯網平臺架構過於簡單，將工業互聯網平臺架構等同於工業雲平臺，顯然無法反映工業化、信息化兩方面的深刻含義，特別是無法反映各個工業製造業的特殊性，也無法反映平臺的雙邊市場特性。
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技術創新與商業模式協同。我國之所以這麼快地啓動國家工業互聯網平臺發展戰略，與我們的兩化融合、智能製造以及高質量發展等國家發展目標聯繫在一起。因而，商業模式應該包含更多更多社會化企業，肩負更多國家科技發展目標。
製造企業如何做工業互聯網
北京蘭光創新科技有限公司董事長朱鐸先將德國工業4.0（工業互聯網）經驗總結爲三點：
第一，縱向集成和網絡化製造系統，實現深度互聯。內部互聯，企業應用MES、ERP等系統，實現高度信息化；生產設備互聯互通；生產設備與信息化系統深度互聯；主要實現企業內部人、機、料的集成；
第二，端到端集成。沿着價值鏈進行集成，對外實現協作，與合作廠商實現互聯互通；
第三，橫向集成。類似當下互聯網，實現社會化的集成。
製造業很窮，製造業利潤很薄。對於廠商而言，智能製造是方向，不是目的，根本目的是節能增效。
例如鍊鋼過程，整個鋼鐵鍛鍊是一個耗散系統，也是一個複雜系統，因而可優化空間巨大。
據寶鋼研究院首席研究員呂立華博士介紹稱，寶鋼通過將爐羣設備互聯及集中管理，構建無人空間，實現全自動控制後，最終實現工廠節能5%以上，產量提高6%以上，模型精度8度，實現少人化管理。
在鋼鐵精煉、連鑄、熱軋、冷軋全過程中，整個信息系統包括DCS、PCS、MES、ERP層級，其中，MES（生產製造執行系統）在工作過程中，當下達計劃進到MES後，MES將這一計劃下達到具體的執行層，並完成設備數據收集。在實際應用過程中，計劃來的時候不一定完全符合我的製造現場要求，要實現製造全自動，就需要實現編排計劃下放後與製造現場要求匹配。
寶鋼最近完成的生產智能分析決策系統。通過將前道工序進行網絡連接，並通過算法進行分析判斷，在MES和PCS之間搭建了生產智能分析決策系統，將MES與生產過程聯繫起來，將歷史數據收集統計並建立模型和知識庫，最終通過構建數據模型進行生產智能分析與決策，實現在MES之下的可預測製造，包括生產違規預警、產品質量預測、特殊工藝報信、智能調度決策等。
工業互聯網千家企業，國內剛剛起步
前文提到，工業互聯網如今仍停留在設備側和工廠側，要實現降本增效，首先要在工廠中完成監控、設備互聯、數據流通的工作，整個工業互聯網目前做的較好的已經可以實現工廠排期和相應的智能調度，真正能夠實現預測性維護的廠商則少之又少。
GE作爲工業互聯網的先驅，最初定位諸如航空業等高端製造業中的旋轉設備，得到了快速發展，但是隨着業務橫向拓展速度太快出現了諸多問題。這也爲國內工業互聯網提供了借鑑之例，可見，首先聚焦工廠、精細化發展才能站穩腳跟。
而國內工業互聯網領域雖有千家企業，真正的工業互聯網產業構建也纔剛剛起步。雷鋒網