工信部信軟司兩化融合推進處副處長馮偉:關于新時代工業互聯網發展的思考
2018年12月21日,工信部信軟司兩化融合推進處副處長馮偉在2018年江蘇省企業上云大會暨江蘇省企業信息化協會年上做《關于新時代工業互聯網發展的思考》主題演講,在演講中馮偉介紹了我國發展工業互聯網的背景,并著重分享了工業互聯網構建和工業互聯網平臺的理解和認識以及目前已開展的一些工作。
《關于新時代工業互聯網發展的思考》
尊敬的胡廳長,各位領導,各位嘉賓,各位企業家朋友大家上午好。非常高興參加今天的活動。江蘇省依托協會聯盟組織做這個活動非常實,每年參加的企業家都是來自于一線,是扎扎實實的推進我們兩化融合、工業互聯網相關的工作。借此機會向大家報告一下信軟司以及個人對于發展工業互聯網一些思考。
1、工業互聯網的發展背景
在今年4月20日習總書記也指出“信息化為中華民族帶來了千載難逢的機遇,我們要推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟的深度融合”,我在這就簡單談一下自己的認識。
推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合有三組關鍵詞。
第一是互聯網、大數據、人工智能,這是新一代信息技術的典型代表,同時三者之間有內在的邏輯關系。
第二組關鍵詞是實體經濟,我們發展實體經濟,制造業是主戰場,要抓住這個主戰場。制造業也事關到我們整個經濟發展,一些研究表明,一個制造業崗位背后會帶動了大概六個直接和制造業相關的其他的崗位,以及四個制造業以外其他的崗位,所以它的帶動性非常強。
第三組關鍵詞是融合發展,我們從十六大、十七大、十八大一直到十九大,兩化融合始終是主線,如何讓信息化為我們制造業轉型升級提供真正新的動能、新的動力是我們需要關注的主題。
我重點談一下第一組關鍵詞中三個信息技術的關系。互聯網是基礎,是一個平臺,它通過連接來重構社會的生產格局。大數據是新的生產要素、是引擎、是動力,以信息流來帶動我們的技術流,資金流、人才流、物資流有序的流動。人工智能是趨勢、是主導,通過軟件化來改變知識的傳播、創造、復用和價值實現,是新的路徑和模式。這三者之間并不是孤立的,我們說互聯網是大數據的基礎,那互聯網它的核心詞是連接,通過連接我們把海量人、事、物連接到一起,產生海量的數據,才有了大數據這個概念。有了大數據之后我們通過對數據的分析刻畫,找出其中的規律,才能走向人工智能。大數據有四個階段:
第一個階段是我們需要用大數據對事物進行描述,來展現它是什么樣子。
第二個階段是我們知道了它是什么樣子,那么我們要分析出來它為什么是這個樣子,好的壞的背后的原因是什么。
那第三個階段是我們知道了它現在是什么樣子,知道它為什么是這個樣子,那么我們就要預測它下一步可能會是什么樣子。
第四個階段我們發現了下一步可能會發生什么之后我們就要做一個自主的決策,如果發生了,我們應該怎么辦?所以我們從描述到診斷、再到預測、決策這四個階段就構成了一個從大數據到人工智能演進的邏輯。
大數據也會帶來新的思維模式。比如說我們原來關注的更多是因果關系,我們有物理、數學、化學等理論的模型,可以從原因推導出結果。現在到大數據時代,關注的更多的是相關關系,我們可能并不一定需要完全了解背后的理論公式,就可以通過相關關系來近似的求出在一些特定條件下,面對一些特定問題的近似最優的解。在工業領域尤其是適用,很多工業生產現場非常復雜,各種的工況、不同的溫度濕度,形成一個非常復雜的系統。這種情況下我們通過大數據分析就可以得到一個某一種條件下近似最優的解。
另外也可以看到,我們原來在分析一些問題的時候更多的是采用樣本的數據,做抽樣分析,所以結果相對是不夠準確的。現在有了大數據我們樣本越來越全,從一個全樣本來分析可以使我們一些結論更加的精準。所以說大數據思維也會給我們帶來很多的變化。
人工智能背后是軟件,軟件本質是事物運行規律的這種代碼化。所謂人工智能就是把我們對這個世界,對工業生產的理解軟件化成一個一個的模塊,然后用來指導我們的生產生活。這是一個沒有盡頭的演進過程,因為我們對于世界的認識是沒有停止的。
軟件通過賦值、賦智、賦能來使硬件達到功能最大化,價值最大化,智慧最大化。比如說我們使用的智能手機,它的功能和我們之前非智能手機是有明顯的區別,之前手機更多注重是它的通訊功能,現在的手機可以說它的功能是軟件定義的,取決于我們裝了什么樣的軟件,安裝了滴滴它就可以打車,安裝了微信它就可以互相聯系、就可以支付。現在消費領域這種硬件通用化、軟件個性化這種趨勢是非常明顯的,在未來,工業領域也將發生類似的事情。
互聯網、大數據、人工智能新一代信息技術加速向制造業的這種融合滲透打破了原有的產業格局,可以為制造業注入信息化的基因,插上互聯網的翅膀。軟件定義、數據驅動、智能主導、平臺支撐、服務增值的新產業也正在到來。
黨中央國務院高度重視工業互聯網,十九屆政治局第二次集體學習的時候,習近平總書記也指出要深入實施工業互聯網創新發展戰略,要繼續做好信息化和工業化深度融合這篇大文章。去年11月27日國務院也正式印發工業互聯網的指導意見。
2、對工業互聯網的認識和理解
工業互聯網我們說和之前的桌面互聯網,移動互聯網相比它已經成了第三張網,它不僅是簡單一個互聯網在工業領域的應用,它是一個全新的一張網,它是全新的生態。是工業全要素,全產業鏈,全價值鏈、全面的連接,是一種新的生產制造和服務體系。工業互聯網遠較互聯網更為復雜,它的對象數量更加多,種類更加復雜。
工業互聯網分成三大部分,其中網絡是基礎,平臺是核心,安全是保障。這在簡單談一下對于工業互聯網平臺的理解,從定義上,工業互聯網平臺可以向下接入海量的設備,自身承載工業知識,微服務向上支撐APP等工業的應用程序,是一個新的工業操作系統。
從架構上,工業互聯網平臺可以分為邊緣的數據采集層,工業PaaS層和工業APP層。在數據采集層主要解決解決三個問題:數據過少、數據過雜、數據過多這三個問題。數據過少就需要把海量的工業設備系統連接起來,使得數據能夠傳輸到平臺上,推動隱性數據在賽博空間、在平臺上的顯性化。數據過雜是指,多源的設備、異構的系統、各種各樣的通信協議,都不能互聯互通,要把他們打通,從語義層面能夠真正匯聚到一起。數據過多,工業設備現場7乘24小時源源不斷的產生數據,這些數據并不是都對分析優化都有用,所以我需要通過邊緣側的清洗過濾來進行數據的預處理,包括做一些邊緣智能的分析達到局部優化。
工業PaaS層本質上是一個可拓展的工業互聯網操作系統。操作系統向下可以調用軟硬件的資源,向上承載應用服務,PaaS平臺向下可以調用生產設備、系統、生產線等等海量的資源,向上可以承載者云化的工業軟件或者新型的工業APP。所以我們把它定義為操作系統,那么為什么是可拓展呢?現在的平臺越來越多采用微服務架構等新技術,在這種技術下我們是通過微服務的架構把我們對于工業的理解、工業技術、工藝經驗等工業知識,組件化,封裝化,軟件化成一個一個的組件模型,微服務模型,軟件模型,沉淀到我們工業互聯網平臺上。隨著這種微服務組件數量的增多和功能的豐富,整個工業互聯網PaaS平臺的功能也在不斷的拓展,所以它是一個可拓展的工業互聯網操作系統。
工業APP層是面向特定場景解決特定問題一系列的系統解決方案,分成兩類:一類是傳統工業軟件的云化,我們現在需要通過代碼重寫等一系列措施,把原來單機版的工業軟件讓它上云,一方面可以降低成本,另一方面也有助于推廣應用。另一類是新型工業APP,這類工業APP是和工業互聯網平臺是強耦合的,需要使用工業互聯網平臺上的開發工具,調用PaaS平臺上的微服務組件,按照自己的邏輯重新進行編排,形成一個一個面向用戶,面向對象工業APP。
整體來看,工業互聯網平臺確實起到了一個操作系統的作用,可以把它理解成一個水庫,水庫中的水就是我們的工業研發設計生產制造等這些工業數據資源。平臺可以通過閘門的控制來決定這個水向哪流動,向哪配置,所以它是工業全要素,全價值鏈,全產業鏈匯聚和配置的中樞。
在上云這個過程中,最重要的是如何判斷我們所要上的云或者平臺它到底能不能實現我們的功能,到底能不能解決我們痛點問題。可以從五個方面對平臺進行評價,包括:數字化轉型,網絡化延伸,智能化生產,個性化定制,服務化延伸。
在數字化轉型方面,我們就要看工業互聯網平臺是不是實現了工業設備,產品系統服務的全面連接和管理,數據端到端的綜合集成,能不能實現研發設計生產制造,云服務等海量工業資源的在線匯聚和配置,以數據驅動加速企業組織管理變革。
在網絡化協同化方面,我們要看平臺是不是可以有效的整合,制造商、供應商、消費者開發者等主體,能不能有信息流真正帶動技術流,資金流,人才流,物資流,形成基于平臺的業務系統能力共享,市場拓展等開放的發展模式,能不能實現社會資源的網絡化動態配置,推動制造業網絡化向網絡化制造演進。
在智能化生產方面,我們要看平臺能不能推動工業技術,知識,方法,經驗的這種軟件化封裝,平臺化匯聚,在線化開放,智能化應用。因為這個將從根本上改變我們工業技術創造、積累共享、傳播賦用的模式,推動制造業真的向大數據、云計算、人工智能為核心驅動力的智能化生產模式的演進。
在個性化定制方面,我們要看它是不是真正打通了市場和生產之間的數據流,能不能靈活組織制造資源和生產流程,實現低成本,大規模,柔性化定制和體驗式消費,提升產品價值增強用戶黏性。
在服務化延伸方面,要看平臺能不能打通產品與服務之間的數據流,能不能推動企業從賣產品,向賣服務的轉變,能不能培育我們預測性維護,故障診斷等新的服務模式,推動生產型制造邁向服務型制造,這是我們對于工業互聯網平臺的評價一些理解。
3、下一步工作
下一步我們主要從建平臺、用平臺、補短板、建生態四個方面來繼續推動我們平臺建設及應用推廣。
在建平臺方面,我們要繼續實施工業互聯網創新發展工程,建設一批工業互聯網平臺實驗測試環境和測試環境和測試床,遴選跨行業、跨領域的工業互聯網平臺,培育企業級平臺等等。
在用平臺方面,實施百萬工業企業上云工程,重點以工業設備上云來牽引整個的工業企業上云,來牽引平臺技術迭代和功能的演進。在這方面,不能為了上云而上云,更多地是要解決企業面臨的問題。
比如說推動工業鍋爐上云。工業鍋爐分成大中小型,那么大型工業鍋爐一般在大型企業中,有專業操作人員,有專用的軟件、技術、資金,所以它的效率整個是比較高的。大量的中小型的工業鍋爐一般在中小企業,缺人才、缺資金、缺工具、缺技術,所以燃煤效率是比較低的。據統計,中小鍋爐大概消耗了10%的煤炭,但是碳排放占到了大概30%。如果我們可以把大型工業鍋爐的先進經驗,通過組建化、軟件化,部署到我們的工業互聯網平臺上,作為解決方案推送給中小企業,就可以提高他們的效率。在這個過程中,平臺、解決方案提供者、中小企業幾方都會從中受益,對于地方政府來說,也是比較有明確的工作抓手。
第三方面是補短板,那么我們實施工業APP的培育工程,面向基礎共性,行業通用、企業專用來建設三類工業APP的資源池。
最后是建生態,培育開源社區,推進工業互聯網產融產金合作,營造良好的發展環境,打造基于工業互聯網的新生態。
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