智能制造，是面向產品全生命周期，實現泛在感知條件下的信息化制造，智能制造是信息化與工業化深度融合的大趨勢。本專欄意在持續探索智能制造領域中的前沿技術及客戶實踐，搭建行業溝通平臺，誠邀各位伙伴關注并提出寶貴意見。
工業互聯網技術的三大功能要素 如何賦能數字化轉型
新基建與實體經濟的融合不斷落地，數字化為傳統行業賦能進入實踐期。今年上半年，中國二十多個省份出臺發展新基建規劃，加快構筑數字經濟“底座”，企業也正努力搭乘合適的數字快車。
中國信息通信研究院的數據顯示，2018年，中國產業數字化占GDP比重為27.63%，落后于英國的54%、美國的52.8%、德國的54%。這意味著在中國數字技術對整體經濟的滲透遠遠不夠。2020年，中國官方發起企業“上云用數賦智”行動，要求平臺企業幫助中小微企業渡過難關，提供多層次、多樣化服務，減成本、降門檻、縮周期，提高轉型成功率。以平臺企業整合上下游，打造數字化供應鏈，不僅能給中小企業提供系統服務，同時也能幫助企業找到市場，這也是新基建的價值所在。
企業數字化轉型：厚積薄發
工業互聯網一個非常重要的目標是提升工業經營和運營管理效率，實現跨業務領域和部門的全流程信息透明化，管理精細化，決策智能化。工業互聯網可以看作企業數字化轉型過程中的使能技術。
企業的數字化轉型可以分為三個階段，信息化，數字化和數字化轉型。
在數字化轉型過程中，信息化是基礎，是數字化轉型的第一階段。信息化將模擬性的信息轉換為數字化的信息，最典型的是把日常工作中的紙質表單，儀表手工抄集等數據輸入計算機進行管理，處理和使用展示。信息化的特征是信息化應用軟件的普及使用，實現數字化的信息管理流程。具體地說，就是按業務性質的分割，建立了一系列的業務應用系統，包括ERP、PLM、SCM、MES、CRM、APM等等，在不同的業務范疇內實現信息的數字化管理，作業流程的自動化，對人事組織、業務經營、產品設計、生產過程的數字化管控。在這個階段，所追求的是工作流程效率的提升。
作為數字化轉型的第二階段，數字化追求在中游打通企業內部的業務價值主線，并延伸到上下游的供應商和客戶端，實現生態上下游的數據和價值聯通。數字化在信息化的基礎上，進一步實現數據驅動的決策和全流程的優化，從而推進以用戶為中心，拉動全生態的研產供銷服務一體化的數字化運營。在這個階段中所追求的是優化資源的配置效率，動態響應的生產環境，供應鏈市場生態的變化。
在數字化的日益成熟的基礎上，有些企業會逐漸把注意力轉移到基于此種能力對新產品、新服務、新業務的創新性發展，進而驅動新的商業模式，為企業的發展帶來了更大的發展空間。比如說，在一些大型裝備銷售企業，如果通過數字化創新提升他們的數字化服務能力，更好地服務他們的客戶，甚至可以從原來的設備銷售商轉型成為運營商。這可以說是數字化轉型的最終目標。
從生產和運營的角度來看，數據、模型和應用是工業互聯網技術的三大功能要素。
通過這三大要素構成閉環反饋，可以實現單體設備的優化，多體設備或系統的優化，以及業務經營的優化，最后的目的是為了追求業務價值的實現。
工業互聯網的應用覆蓋的范圍很廣泛，不僅包括大家所熟悉的設備維護，還包括生產環境中幾乎所有其它的業務范疇，從工藝、質量、能效，甚至排產等的過程優化。
工業互聯網在實施的過程中，或許起點于單臺設備的優化，一條工序流程的優化，一個業務范疇如能效的優化，但其能力和所追求的目標，是跨設備、跨工序、跨業務范疇的全流程全局聯通和優化，這一點與數字化的目標是一致的。
從另外一個方面來看，三大功能要素中的模型分析和工業應用，是將工業技術、知識、經驗，通過模型化和軟件化進行沉淀和積累的有效載體。模型化更多的是對現實世界自然規律的認知的沉淀;而軟件化則更多是生產規則和業務邏輯的表征。
過去針對工業環境里建立的多種針對具體領域的工業軟件，聚焦于如何解決該業務領域的問題。工業互聯網特別關注的是實現將數據聯通、算法模型和實現業務邏輯的工業應用構成多個層次的閉環優化，創造價值。一旦這樣一個系統建立起來以后，不僅僅能為解決眼前的數字化發展問題是提供技術支撐，也為數字化持續改善提供一個厚實的基礎。
數字化進程：數字化技術發展趨勢
顯然，孵化并且成熟于互聯網特別是消費互聯網的ICT技術是推進數字化轉型的核心技術基礎。這些技術的發展是為了應對消費互聯網高并發、大流量、變化多樣的信息處理的需求，從而形成了具有彈性伸縮能力、支持多租戶的虛擬化分布式的云計算架構，支持容器化微服務的敏捷研發和靈活運維一體化的云原生技術體系，能存儲和分析海量異構多樣的消費者、市場和業務數據的大數據系統，以及機器學習和基于深度學習算法的人工智能(圖像識別、語音識別以及自然語言處理等)等技術。
簡單地說，這些新技術對數字化轉型的支撐，多在于對針對具體場景的應用軟件的開發和運維的支撐的經濟性，特別是從技術門檻和成本的方面來看。要做一件事，以往是事倍功半，而這近二十年的技術發展，做同樣一件事，已經可以是事半功倍。對于企業來講，目前的一個關鍵問題是在這樣一個時機節點上，如何充分利用這些技術行數字化之事，成轉型之功。
顯而易見，這些技術是數字化轉型的使能工具，而不是數字化轉型本身。換句話說，把這些技術引入企業，建立一系列的技術性平臺，并不就能夠自動實現數字化轉型。但是，如果不關注這些技術，不了解這些技術的使能作用，不能把這些技術有效地利用起來，數字化轉型會舉步維艱，或難以持久深入。
數字化轉型的技術基礎是非常廣闊的，也非常復雜，企業雖然可以通過自主研發把這些技術引入，但是不僅工作量非常大，同時需要的專業技能也相當的深厚。更可取的方法是通過引入平臺化的技術，避免踏進“重造輪子”的泥坑。
數字化的提升機會
不同的企業信息化發展的程度是不一樣的，不少企業還處于信息化水平低，在日常的生產過程中存在大量手工輸入的工作，效率很低下，很難對于生產過程發生的事件實現及時響應。另一方面，這類企業還缺乏操作輔助系統對操作進行指導、防錯和追溯。進一步來看，即使一些企業建立了不少垂直化信息系統，但并沒有將這些系統打通，導致對生產過程缺乏全局的了解和管理。除此之外，還有另外一個問題就是遠程監控的能力。在目前很多的生產環境中，當出現問題的時候，需要派人到現場去調查。所有這些現象在不同行業存在的程度不同，但是，總體來看，整體數字化提升空間是非常大的，而工業互聯網可以為解決這些問題提供一個很好的技術手段。
在多數的工業/制造業企業，現有信息化的應用系統大多按傳統的IT系統垂直架構，以項目制而獨立構建，開放性比較低，相對封閉，整合困難，生死難往來，形成多個煙囪式的應用系統，以及多個數據孤島。同時這些系統一般沿用傳統的應用開發模式，導致功能大而全，內部功能模塊緊耦合，可復用性低，造成開發工作量繁重，更新困難。這種狀況，要打通上述跨越業務邊界、部門邊界、甚至企業邊界的數據主線、價值鏈主線，實現信息聯通和流程聯通，以及敏捷開發和迭代更新眾多的業務應用軟件，以應對日益多變的業務和創新需求，面臨著很大的挑戰。
因此，對數字化轉型的推進需要引入新一代的技術，對現有的信息化技術體系進行重整和升級，只有在新的技術體系之上才能有效地實現對業務系統數字化的重構和提升。上面所提到的互聯網技術以及相關的技術則可以成為這一次技術體系重構的技術基礎。同時，工業互聯網可以作為支撐數字化轉型的核心技術體系之一。
由于工業場景復雜性、需求的多樣性，特別是對于安全可控性、穩定可靠性以及對低時延的實時性的嚴格要求，支撐數字化轉型的工業互聯網平臺必須具有高度的靈活性，特別在部署模式方面，不僅可以部署在不同的公有云上，也可以部署在企業內部的私有云上，具有多云適配的能力，并且能夠部署在生產環境的邊緣端，支持不同應用場景對部署模式的要求。
工業互聯網平臺可對傳統的IT架構進行重構提升，避免和取代煙囪式的應用系統和數據孤島的形態，為數字化轉型以及數字化的持續提升打下牢固的技術基礎。
評論