天拓分享|中国信通院院长余晓晖:工业互联网是数字化转型的方法论
发布日期:
2021-11-29

“工业互联网是数字化转型的路径及方法论。把人工智能、大数据用于分析制造工艺目前是非常新的探索,通过工业互联网和平台,提高全产业链全要素生产率和交易资源配置效率,这是目前做的很重要的尝试。”11月27日,中国信息通信研究院院长余晓晖在“《财经》年会2022:预测与战略”上表示。

天拓分享|中国信通院院长余晓晖:工业互联网是数字化转型的方法论

中国信息通信研究院院长余晓晖

据测算,2020年,全球47个国家数字经济增加值同比名义增长3.0%,占GDP比重为43.7%(GDP同比名义增速-2.8%),比GDP增速高5.8个百分点。全国2020年工业数字经济占行业增加值比重达到21.0%,较2018年提高2.7个百分点。余晓晖指出,中国既有最先进与国际领先企业一致的智能化升级探索,也有大量中小企业在做信息化、数字化补课,企业内、企业间以及整个产业,都存在诸多探索方向和路径。他强调,5G能力的进一步提升与应用部署可能会带来工业网络、工业产线、工业生态的变革,将激活更深层面的变革创新。

他分析,从目前的工业互联网实践看,装备制造业比较聚焦产品全生命周期,通过研发与服务创新提升综合价值;原材料行业则重视安全生产和能耗优化,同时也关注技术创新和平台化交易能力提升;轻工行业则更注重生产运营协同与模式创新满足客户个性化需求。

在余晓晖看来,虽然还需要长时间努力,但目前“5G+工业互联网”已初步展现变革性的赋能意义。当前5G的大部分应用是“增量创新、边缘变革”,从外围开始引入,不改变现有生产体系下实现变革,如应用比较广泛的“5G+机器视觉”是在以前主要不用网络和数字技术的检测环节利用5G和人工智能实现了生产率大幅度提升。下一步5G URLLC(超可靠低延迟通信)的成熟是重要的驱动力,将更好分阶段匹地配各类工业应用需求,激活更深层面的变革创新。

工业互联网平台方面,通过测试发现其核心功能提升显著。其中,低代码+新型人机交互、工业模型禀赋、数字孪生、边缘能力成为平台迭代升级的重要方向。不过,工业互联网平台技术复杂且迭代更新快,还需要在提升商业盈利能力、平衡平台通用化解决方案与定制化工业场景服务、探索数据流转及平台间能力互补和资源协同方面不断努力。

关于我国工业互联网的下一步发展,余晓晖表示,重点在于融合应用、基础设施、技术创新、产业生态、安全保障和数字治理等方面。就技术赋能而言,5G、人工智能、边缘计算、AR/VR、数字孪生等新技术融入将带来巨大创新与变革。

在产业升级方面,产业基础体系中的工业装备、自动化、工业软件、行业机理和知识的差距仍是长期的基础性挑战,需要长期不懈追赶;同时,5G、人工智能、边缘计算等新一代信息技术的集成应用也将带来新的机遇。在转型载体上,工业/产业园区的重要性更趋突出。在数字平台领域,未来需要打造国际竞争力的工业互联网/产业互联网平台体系。

目前,全球各国都在工业/产业数据空间领域积极探索。欧盟正在建设以工业数据空间为核心的生态体系,推动数据安全共享流通,加强数据主权。中国信通院也发起了工业数据空间·生态链伙伴计划,建设了面向3D模型可信共享流通的工业数据空间测试床。“深耕细作,推广普及,全面推进数字化转型,我们新的5G、人工智能技术会带来巨大的变革,但是和工业的结合需要克服很多瓶颈,还是个长期的过程。”余晓晖说。

以下为发言实录:

余晓晖:各位专家、院士,各位嘉宾,下午好。习近平总书记在前不久的政治局学习讲话中指出,要推动制造业、服务业、农业等产业数字化,利用互联网新技术对传统产业进行全方位、全链条的改造,提高全要素生产率,发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用。当前有一个全球共识是,数字化转型在加快。去年全球47个国家数字经济增加值同比名义增长为3%,而同期全球GDP的增速为-2.8%,数字经济的增速比GDP要高5.8个百分点。另一方面,新冠疫情很大程度上加速了全球的数字化进程。

全球的数字化转型,这里有一个简单的框架图,数字化转型对于企业而言,其基本的目标,还是服务于企业发展的基本面,因此数字化转型的框架设计要考虑如何围绕公司战略制定数字化愿景目标,围绕企业经营目标构建数字化转型绩效指标,在此前提下构建数字化转型能力。数字化转型涵盖企业的业务、运营和组织,是产品服务形态、生产运营方式、产业组织方式和商业模式的全方位系统性变革,通过数字化转型变革创新范式、优化产业资源配置方式,从而带来新价值增长与效率提升,更好应对快速变化的市场和产业链供应链。

工业互联网是数字化转型的方法论和路径,我们过去做的工业互联网参考的架构2.0反映了其中的的核心机理,其本质是数据驱动的智能优化闭环,通过对工业系统实时数据的采集、传输、处理、分析、决策与反馈控制,并与工业知识相结合,形成复合型的新优化范式,不断改进物理世界的运行效率,变革业务体系、生产模式、运营方式、商业方式和创新范式的变化,从而提高全要素生产率,创造更大的价值。

目前工业互联网应用实践的情况是,第一,目前企业多集中在解决生产管控痛点和运营优化阶段,,无论是中国还是国际,生产过程管控的应用比例是最高的,加上运营管理,约占60%。第二,产品、服务与商业模式创新、产业组织变革是重要方向,但还处在一个比较初级的阶段。第三,对于中国来说,补课、提升和创新升级是并行的,虽然生产过程管控中中国和跨国企业是差不多的比例,但是内涵有不少差异,中国有最新最先进的智能化升级探索,也有大量的中小企业在做信息化数字化补课,补课提升和创新升级并行。第四,工业互联网的实践可以从企业内、企业间和产业链价值链等不同路径切入。目前,我国的工业互联网应用场景非常丰富多元化,未来几年将形成更为清晰的数字化转型模式

装备制造业的应用情况,聚焦产品全生命周期,通过研发与服务创新提升综合价值。可以看到,围绕产品的研发设计与全生命周期的管理是装备行业做的比较多的,是工业平均水平2倍以上,涵盖从设计、生产、装配、售后等全方面提升综合效率。同时产品工艺研发占比12%,产品设计与仿真、工艺与辅助制造、产品试制与验证应用占比为全工业行业最高。最新发展方面,通过新技术提升产品工艺研发的虚拟化智能化水平,如通过人工智能、大数据和数字孪生缩短研发周期、降低试验成本。同时,依托智能化装备打造用户入口,建立全生命周期的新型技术服务体系,装备制造业在运维服务环节的应用占比为全工业行业最高,可为产品提供智能运行保障等增值服务。

原材料行业,重视安全生产和能耗优化,并逐步关注技术创新和平台化交易能力提升。目前看,能耗排放优化、设备安全生产管控是最主要环节,总体来看,原材料行业工艺复杂、危险性高、环保压力大,应用侧重生产过程管控,占比近64%;能耗排放和设备管理应用为各行业最高,基于数据分析监测和优化关键设备运行与耗能情况;全行业35%的安全生产案例来自原材料,主要应用AI等技术对现场和园区进行安全感知识别。最新进展方面,一是应用新技术开展制造工艺等核心技术与原理突破,工艺辅助制造提升近2%,为全行业最高,通过AI/大数据分析优化制造工艺,提升产品质量。二是通过平台提高交易资源配置效率和全产业链生产率,通过电商平台、产业链平台等解决原材料行业产能不均衡、产品同质化、市场难拓展等瓶颈。某种程度上中国的原材料工业如钢铁石化等自动化和信息化水平非常高,但全产业链生产率不见得那么高,这是优化提升的一个方向。

轻工行业,注重生产运营协同与模式创新满足客户个性化需求。可以看到,行业聚焦于生产经营全环节的柔性能力,它追求的是如何敏捷地响应市场的迭代和产品迭代的需求,这里面多环节的协同场景比全工业平均水平高1倍左右。新的进展方面,一是产品的工艺研发和用户的交互的部分在不断加深通过打通工厂与用户端,快速获取用户需求,利用AI、AR/VR等提升用户全流程参与效率和体验。另一方面,新模式新业态逐步成为价值最大化的关键,C2M规模化定制和跨领域流通等场景领先。

我们分析了装备制造、原材料、轻工这三个行业的进展,再回到工业互联网如何赋能产业链供应链。我们近期会以蓝皮书的方式对外发布一个研究报告,我们研究总结,工业互联网赋能产业链供应链有两个主要要求,一是不断链,要实现可控、可替代、组织的灵敏性和柔性,二是高级化,包括创新性、高效性和可持续性。这些要素打开再看会发现,工业互联网从它的研发设计、供应链、生产制造过程、营销服务等所有环节能够提供平台和工具,比如研发的工具资源和平台、供应链的管理、采购、产品全生命周期的管理,生产设备的数字化智能化、工艺优化和工序协同,后服务等等,这里面有匹配的关系和工业互联网所能提供的工具箱。近期我们将发布报告。

这是一个工业互联网产业联盟做的一个白皮书,关于工业互联网平台如何赋能产业链供应链。我只摘了其中两个图,一个图可以看到,超过80%的被调研工业企业认为工业互联网对提升产业链供应链的数字化、智能化、抗风险水平、协同水平和自主可控水平以及融资能力方面有明显的作用,70%的已实施工业互联网的企业可以显著提升其对应对产业链供应链突发风险的水平,供应链弹性提升效果显著。这份白皮书将在12月份对外发布。

此外我们还做过一个调研,对全国31个省的工业互联网应用调研,这里摘录了专用设备制造、通用设备制造企业两个领域,可以看到,超过70%的实施工业互联网的企业实现了较好的增长。我们测算过去年工业数字经济的比重,2020年较2018年提高了2.7个百分点,成效还是比较明显的。

工业互联网平台方面,先看全球消费性平台情况,消费类互联网平台的市值到去年底超过了10万亿美金。工业互联网平台目前规模小,但是全球发展的新方向,今年3月份中央财经委第九次会议特别强调了要加速用工业互联网平台改造提升传统产业,发展先进制造业。我国多层次系统化工业互联网平台体系的形成,我们观察到了国内600家工业互联网平台,比较有影响力的平台也有100余家,包括跨行业跨领域综合型平台、特定行业/区域特色型平台、特定技术领域专业型平台等。平台既有聚焦研发设计、工艺优化、设备生产过程管控等内部环节,也有聚焦全产业链供应链的应用。从商业模式来说,目前主要是两个路径,一个是服务于中小企业,一个是服务于行业高价值用户。

中国信通院对国内工业互联网平台进行了几年的测评,通过测试发现其核心功能提升显著。测评数据反映了什么特点呢,近一年来,低代码+新型人机交互、工业模型禀赋、数字孪生、边缘能力等成为平台迭代升级的重要方向。不过,工业互联网平台技术复杂且迭代更新快,还需要在提升商业盈利能力、平衡平台通用化解决方案与定制化工业场景服务、探索数据流转及平台间能力互补和资源协同方面不断努力。

提到5G,全球工业领袖对5G的期待是非常高的,从两年前的全球工业领袖调查可以看得出来。再看看德国工业4.0和日本互联工业的5G应用场景,聚焦在一个是生产制造,如柔性制造、质量、效率等;二是远程操控,如监测、维护、追溯等;三是协同协作,如生产、装配、供应链、产业链等方面的协作。

这是中国的一些典型的5G+工业互联网案例况,当前的案例里主要是用5G当前R15版本的大带宽和低时延能力,虽然低时延还不足够低,现在是15毫秒的时延,但是已经可以发挥重要的作用了,像5G智慧港的无人集卡和港机自动化远控,应用较多的5G+AI质量检测,还有一些例子,如华为产线的柔性调整,从10人7天到 2人2天;宝钢5G的操作室拉远500米,都非常有意义,已初步显示出变革性的能力。

产业界对5G的期待很高,虽然还需要长时间努力,但目前“5G+工业互联网”已初步展现变革性的赋能意义。当前5G的大部分应用是“增量创新、边缘变革”,从外围开始引入,不改变现有生产体系下实现变革,如应用比较广泛的“5G+机器视觉”是在以前主要不用网络和数字技术的检测环节利用5G和人工智能实现了生产率大幅度提升。下一步要进一步推动5G与工业体系的深度融合,甚至将其作为工业体系的一个基因。其中,5G URLLC(超可靠低延迟通信)的成熟将是重要的驱动力,未来会与工业自动化系统和生产线结合,将更好分阶段匹地配各类工业应用需求,激活更深层面的变革创新。

目前,全球各国都在工业/产业数据空间领域积极探索。欧盟正在建设以工业数据空间为核心的生态体系,推动数据安全共享流通,加强数据主权。中国信通院也发起了工业数据空间·生态链伙伴计划,建设了面向3D模型可信共享流通的工业数据空间测试床。

我国工业互联网的下一步发展,需要深耕细作、推广普及、锻长补短,全面推动数字化转型,重点在于融合应用、基础设施、技术创新、产业生态、安全保障和数字治理等方面。就技术赋能而言,5G、人工智能、边缘计算、AR/VR、数字孪生等新技术融入将带来巨大创新与变革。在产业升级方面,产业基础体系中的工业装备、自动化、工业软件、行业机理和知识的差距仍是长期的基础性挑战,需要长期不懈追赶;同时,5G、人工智能、边缘计算等新一代信息技术的集成应用也将带来新的机遇。在转型载体上,工业/产业园区的重要性更趋突出。在数字平台领域,未来需要打造国际竞争力的工业互联网/产业互联网平台体系。同时,还有中小企业数字化、转型载体、数字治理等问题。

总结工业互联网推动数字化转型,第一是扁平开放的制造系统,第二是基于知识和数据的制造模式,第三是弹性智能的产业链供应链网络,第四是融通发展的数字经济体系,不展开说了,我的分享就到这里,谢谢大家。

本文转自:财经新媒体