- 互联网+:传统行业融合发展之道
- 袁熙
- 2747字
- 2020-06-26 19:06:53
互联网+,就是中国版的工业4.0吗
互联网+,已被有些人称为中国版的工业4.0。而众所周知的是,工业4.0最初是德国政府的一项国家战略。
工业4.0概念源于2011年汉诺威工业博览会,德国产业界提出该概念是想通过物联网等技术的应用来提高德国制造业的水平。随后,德国成立了“工业4.0工作组”,并于2013年4月发布了《保障德国制造业的未来:关于实施工业4.0战略的建议》的报告。同时,德国联邦教研部与联邦经济技术部也于2013年将工业4.0项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中。德国机械及制造商协会(VDMA)等机构还合作设立了“工业4.0平台”。2013年12月,德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业4.0标准化路线图。
工业4.0理论认为,18世纪引入机械制造设备的工业是1.0时代,20世纪初的电气化是2.0时代,20世纪70年代开始的利用电子信息化技术的自动化工业是3.0时代,而工业4.0,意味着基于信息物理系统的智能制造时代的到来。它在德国政府的战略中被概括为:建设一大网络(Cyber-Physical System,简称CPS,即信息物理系统)、研究两大主题(智能工厂、智能生产)、实现三大集成(横向集成、纵向集成与端对端集成)、推进三大转变。
建设一大网络,即信息物理系统(CPS)。CPS的核心思想是强调虚拟网络世界与实体物理系统的融合。换而言之,即强调制造业在数据分析基础上的转型。进一步讲,CPS的主要特征可以用六个字母(6C)来定义,即Connection(连接)、Cloud(云储存)、Cyber(虚拟网络)、Content(内容)、Community(社群)、Customization(定制化)。CPS可以将资源、信息、物体以及人员紧密联系在一起,从而创造出物联网及相关服务,并将生产工厂转变为一个智能环境。
研究两大主题,即智能工厂与智能生产。实现工业4.0的核心是智能工厂与智能生产。作为目标核心载体的智能工厂,即分散的、具备一定智能化的生产设备,在实现了数据交互之后,能够形成高度智能化的有机体,成为网络化、具有分布式结构的生产设施;智能生产的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程。未来智能工厂与智能生产的实现意味着:较之传统生产模式,新的生产方式将大幅提高资源利用率,产品生产过程中的实时图像显示使得虚拟生产变为可能,从而减少材料浪费;个性化定制将成为可能并且大幅提高生产速度。
实现三大集成,即价值链上企业间的横向集成、网络化制造系统的纵向集成以及端对端工程数字化集成。在生产、自动化工程以及IT领域,价值链上企业间的横向集成是指将使用于不同生产阶段及商业规划过程的IT系统集成在一起,这包括了发生在公司内部以及不同公司之间的材料、能源以及信息的交换(比如,入站物流、生产过程、出站物流、市场营销),其目的是提供端对端的解决方案。与此相对应,网络化制造系统的纵向集成是指将处于不同层级的IT系统进行集成(例如,执行器和传感器、控制、生产管理、制造和企业规划执行等不同层面),其目的同样是为了提供一种端对端的解决方案。端对端工程数字化集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,是在所有终端完成数字化的前提下所实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合,这将在最大程度上实现个性化定制。在此模式下,客户从产品设计阶段就参与到整个生产链,并贯穿加工制造、销售物流等环节,可随时参与和决策并自由配置各个功能组件。
推进三大转变。一是实现生产由集中向分散的转变,规模效应不再是工业生产的关键因素,工业生产的基本模式将由集中式控制向分散式增强型控制转变;二是实现产品由大规模趋同性生产向规模化定制生产转变,未来产品都将完全按照个人意愿进行生产,在最理想的情况下,将实现自动化、个性化的单件制造;三是实现由客户导向向客户全程参与的转变,客户不仅出现在生产流程的两端,而且还会广泛、实时地参与生产和价值创造的全过程。
归纳而言,德国工业4.0的核心,就是利用信息通信技术把产品、机器、资源和人有机结合在一起,通过信息通信技术建立一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。在此模式中,CPS系统将推动生产对象直接或借助互联网通过M2M(Machine-to-Machine,机器对机器)通信自主实现信息交换、运转和互相操控;智能工厂能够自行运转,产品与机器可以相互交流,机器可以自行组织生产,供应链将自动化协同,产业链分工将被重组,创造新价值的过程将发生改变。
不光是德国,重视互联网技术已经是世界主要经济体的共识和大国的“命门”。以美国为例,2015年2月13日,美国总统奥巴马在美国斯坦福大学演讲时表示,互联网世界就像当年蛮荒时代的西部,美国政府应当成为那里的警长。可见,美国的互联网战略已升级到管理全球互联网空间的高度。早在1993年,美国就推出了规划20年的“信息高速公路国家战略”,重点是互联网的普及和网速的提高。2009年5月,奥巴马公开表示,数字化基础设施是美国的战略性国家资产,并出台了“网络空间国家战略”等政策。
在投入大量资金建设互联网基础设施之后,我国目前已具备实践工业4.0的基础。1997年至2009年,我国共完成互联网基础设施建设投资4.3万亿元人民币,建成辐射全国的通信光缆网络,总长度达826.7万公里,其中长途光缆线路为84万公里。到2009年年底,中国基础电信企业互联网宽带接入端口已达1.36亿个,互联网国际出口带宽达866367Mbit/s,拥有7条登陆海缆、20条陆缆,总容量超过1600Gb。我国99.3%的乡镇和91.5%的行政村接通了互联网,96.0%的乡镇接通了宽带。2013年12月,我国政府开始发放第四代移动通信(4G)牌照,目前4G网络已基本覆盖全国,大大促进了移动互联网的快速发展,使互联网惠及更广泛的人群。
互联网基础设施的建设和完善促进了互联网的普及和应用。截至2014年年底,我国网民人数达到6.49亿,互联网普及率达到47.9%,超过世界平均水平。我国拥有IPv4地址约2.3亿个,已成为世界第二大IPv4地址拥有国。我国网民上网方式已从最初以拨号上网为主,发展到以宽带和手机上网为主。我国互联网发展与普及水平居发展中国家前列。
我国政府还积极推动下一代互联网研发。20世纪90年代后期,中国开始下一代互联网的研发,实施“新一代高可信网络”等一系列重大科技项目。2001年,中国第一个下一代互联网地区试验网(NFCNET)在北京建成。2003年,“中国下一代互联网示范工程”(CNGI)正式启动,标志着中国进入下一代互联网的大规模研发和建设阶段,现已建成世界上最大的IPv6示范网络,试验网所用的中小容量IPv6路由器技术、真实IPv6源地址认证技术和下一代互联网过渡技术等均处于国际先进水平。中国提出的有关域名国际化、IPv6源地址认证、IPv4-IPv6过渡技术等技术方案,获得了互联网工程任务组(IETF)的认可,成为互联网国际标准、协议的组成部分。
今天,谁也不会否认,互联网推进了经济社会发展。在经济领域,互联网加速向传统产业渗透,产业边界日益交融,新型商务模式和服务经济加速兴起,衍生了新的业态。互联网在促进经济结构调整、转变经济发展方式等方面发挥着越来越重要的作用,也日益成为人们生活、工作、学习不可或缺的工具。