“新基建”賦能智能+時(shí)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)—— 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0

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                以下文章來(lái)自  航天云網(wǎng)科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理 柴旭東  航天智造科技發(fā)展有限公司董事長(cháng) 侯寶存   

     工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正成為我國制造業(yè)轉型升級的戰略舉措。隨著(zhù)新一代人工智能的整體推進(jìn)及其正在引發(fā)的鏈式突破，智能+時(shí)代正在到來(lái)。融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與AI、5G、大數據中心等的“新基建”建設賦能智能+時(shí)代，為制造業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化轉型提供了新的升級版：智能+時(shí)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0”^【1】。

一、智能+時(shí)代正在到來(lái)

當前，新的技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)變革已在全球展開(kāi)，特別是“人工智能”發(fā)展正進(jìn)入新階段。“人工智能”自1956年被正式提出，六十余年的發(fā)展經(jīng)歷了大致三個(gè)階段。前兩個(gè)階段由于算法、算力及數據的局限，使得“人工智能”沒(méi)有得到應有的重視和發(fā)展。進(jìn)入21世紀以來(lái)，正在發(fā)生重大變革的信息新環(huán)境（特別是物聯(lián)網(wǎng)為代表的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展迅速）、快速發(fā)展的新技術(shù)（特別是大數據的涌現及其處理技術(shù)的發(fā)展、高性能計算能力大幅提升、以深度學(xué)習為代表的人工智能模型與算法的突破）和持續提高的人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的新目標（特別是數字經(jīng)濟、智能經(jīng)濟等）正催生人工智能技術(shù)與應用的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的進(jìn)化階段。

在2017年7月我國頒布的“中國新一代人工智能發(fā)展規劃” ^【2】中提出：當前，人工智能技術(shù)在新信息環(huán)境、新技術(shù)及新智能算法與模型發(fā)展的推動(dòng)下，正進(jìn)入新一代人工智能發(fā)展的新階段。同時(shí)，新一代人工智能相關(guān)學(xué)科發(fā)展、理論建模、技術(shù)創(chuàng )新、軟硬件升級等整體推進(jìn)，正在引發(fā)鏈式突破，推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )各領(lǐng)域從數字化、網(wǎng)絡(luò )化向智能化加速躍升。

可以看得出，“智能+”時(shí)代正在到來(lái)，其主要表現是圍繞“創(chuàng )新、協(xié)調、綠色、開(kāi)放、共享”的新發(fā)展理念，在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下，飛速發(fā)展的新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、衛星網(wǎng)、天地一體化網(wǎng)、軟件定義的互聯(lián)網(wǎng)等）、新信息通信技術(shù)（如云計算、大數據、5G、高性能計算、建模仿真/數字孿生、區塊鏈、量子計算等技術(shù)）、新人工智能技術(shù)^【3】（如數據驅動(dòng)下深度強化學(xué)習智能、基于網(wǎng)絡(luò )的群體智能、人機和腦機交互的技術(shù)導向混合智能、跨媒體推理智能、自主智能無(wú)人系統等技術(shù)等），以及新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、新生物技術(shù)與人類(lèi)社會(huì )“國民經(jīng)濟、國計民生和國家安全”等各領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)技術(shù)等7類(lèi)技術(shù)的深度融合，正引發(fā)社會(huì )各領(lǐng)域新模式、新手段和新業(yè)態(tài)的重大變革，構成“一種新型人工智能系統”^【6】。

與此同時(shí)，在2020年3月份中央政治局常委會(huì )議上，黨中央提出了進(jìn)一步加大“新基建”建設的號召。“新基建”以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，以技術(shù)創(chuàng )新為驅動(dòng)，以信息網(wǎng)絡(luò )為基礎，面向高質(zhì)量發(fā)展需要，提供數字轉型、智能升級、融合創(chuàng )新等服務(wù)的基礎設施體系。“新基建”賦能“智能+”——“智能+ ”時(shí)代正在到來(lái)。

二、“新基建”賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)升級——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是立國之本，興國之器，強國之基。它同樣面臨全球新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是當前制造業(yè)轉型與數字經(jīng)濟競爭的新高地。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的名詞及其初始理念于2012年由美國GE公司提出。我們將其解讀為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)1.0：它“基于互聯(lián)網(wǎng)，將制造全系統及其全生命周期活動(dòng)中的人、產(chǎn)品、工業(yè)資源、數據、智能認知/分析/決策/執行系統等智能地連接在一起，構成萬(wàn)物互聯(lián)的人、信息（賽博）空間與物理空間集成、融合的智能制造系統，促進(jìn)其在制造全生命周期活動(dòng)中制造模式、手段、業(yè)態(tài)的創(chuàng )新，從而大大提高制造的創(chuàng )新實(shí)踐能力和服務(wù)能力，進(jìn)而實(shí)現制造業(yè)的再革命。^【4】

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)復雜的系統，通常由制造產(chǎn)品/能力/資源體系、網(wǎng)絡(luò )體系、平臺體系、標準安全體系、應用體系及用戶(hù)體系等六大體系組成。其中，制造產(chǎn)品/能力/資源體系提供制造全系統與全生命周期活動(dòng)中共享和服務(wù)的產(chǎn)品、能力和資源；網(wǎng)絡(luò )體系實(shí)現工業(yè)全系統、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈泛在深度互聯(lián)；平臺體系是工業(yè)信息物理融合與智能化發(fā)展的核心載體，支持海量制造產(chǎn)品、能力、資源接入網(wǎng)絡(luò )和感知系統及其虛擬化和服務(wù)化，提供支持面向各類(lèi)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化工業(yè)應用的開(kāi)發(fā)與運行；標準安全體系是工業(yè)數據與全系統應用安全可信和集成的保障；應用體系是面向行業(yè)、領(lǐng)域、場(chǎng)景的各類(lèi)工業(yè)應用；用戶(hù)體系是包括服務(wù)提供者、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運營(yíng)者及服務(wù)使用者組成的人/組織體系。

從技術(shù)體系看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是由制造科學(xué)技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)、信息通信科學(xué)技術(shù)、及制造應用領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)技術(shù)等4類(lèi)技術(shù)深度融合的復雜技術(shù)系統。因此，隨著(zhù)時(shí)代需求演變的牽引和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的模式、技術(shù)、特征、內容、業(yè)態(tài)、目標必然將持續不斷地演進(jìn)發(fā)展。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設涉及三種范式，即服務(wù)于工廠(chǎng)智能化改造與智能工廠(chǎng)建設的智能制造范式，服務(wù)于產(chǎn)業(yè)鏈集成與協(xié)同的協(xié)同制造范式，以及服務(wù)于產(chǎn)業(yè)集群、工業(yè)體系資源優(yōu)化配置與協(xié)同創(chuàng )新的云制造范式。云制造范式兼容智能制造、協(xié)同制造范式。如圖1所示。

圖1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設范式

“新基建”建設的提速為制造業(yè)數字化轉型提供了新的契機。“新基建”包括5G基建、大數據中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等七大領(lǐng)域，與傳統的基建相比，其內涵更豐富，包括信息基礎設施、創(chuàng )新基礎設施和融合基礎設施，它更符合數字經(jīng)濟、智能經(jīng)濟發(fā)展的要義，帶來(lái)了制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)、信息科學(xué)技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)深度融合的新契機，不但為制造型企業(yè)實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化轉型升級提供了有力的技術(shù)與基礎環(huán)境支撐，而且為推動(dòng)制造業(yè)制造模式和經(jīng)營(yíng)管理方式的數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化轉變提供了極好的發(fā)展良機。

我們認為，在智能+時(shí)代及我國新基建戰略規劃實(shí)施的新形勢下，在制造領(lǐng)域，一種新型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0”將應運而生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0是一種在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的”人、信息（賽博）空間與物理空間“融合的“新智能制造資源/能力/產(chǎn)品”智能互聯(lián)協(xié)同服務(wù)的智能制造系統（云）——“一種智能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0是一種具有數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化制造新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)，新特征、新內容及新目標的制造業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化轉型的升級版。具體地講，

新技術(shù)：即新制造技術(shù)，基于新互聯(lián)網(wǎng)，在新一代智能科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)下，借助新一代智能科學(xué)技術(shù)、新制造科學(xué)技術(shù)、新信息通信科學(xué)技術(shù)、及新制造應用領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)技術(shù)等4類(lèi)新技術(shù)深度融合的數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化技術(shù)新工具，構成以用戶(hù)為中心的統一經(jīng)營(yíng)的新智能制造資源、產(chǎn)品與能力的服務(wù)云（網(wǎng)），使用戶(hù)通過(guò)新智能終端及新智能制造服務(wù)平臺便能隨時(shí)隨地按需獲取新智能制造資源、產(chǎn)品與能力服務(wù)，進(jìn)而優(yōu)質(zhì)、高效完成制造全生命周期的各類(lèi)活動(dòng)；

這里講的新制造科學(xué)技術(shù)是指在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的先進(jìn)工藝、元器件、材料、質(zhì)量、 3D打印、智能機器人、智能機床等技術(shù)，它們是智能制造的基礎技術(shù)。

新模式：即新制造模式，一種“用戶(hù)為中心，人/機/物/環(huán)境/信息優(yōu)化融合，“互聯(lián)化（協(xié)同化）、服務(wù)化、社會(huì )化、個(gè)性化（定制化）、柔性化、智能化”的智能制造新模式”；

新業(yè)態(tài)：即新制造業(yè)態(tài)，“萬(wàn)物互聯(lián)、智能引領(lǐng)、數據驅動(dòng)、共享服務(wù)、跨界融合、萬(wàn)眾創(chuàng )新”的新業(yè)態(tài)；

新特征：即新制造特征，具有 “自主智能化”的特征，即能對制造系統全生命周期里面的人、機、物、環(huán)境、信息進(jìn)行自主智能地感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習、分析、認知、決策、控制與執行。

新內容：即新制造內容，利用上述的理念和技術(shù)對制造系統和制造全生命周期活動(dòng)中的人、技術(shù)、裝備、管理、數據、材料、資金（六要素） 及人流、技術(shù)流、管理流、數據流、物流、資金流（六流）的集成與優(yōu)化。

新目標：即新制造目標，實(shí)現高效、優(yōu)質(zhì)、節省、綠色、柔性、安全地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶(hù)，提高企業(yè)（或集團）的市場(chǎng)競爭能力。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的系統體系架構（見(jiàn)下圖2）可分如下幾層：底層是新智能資源、能力、產(chǎn)品層；上一層是新感知、介入、通訊層、再上層是新邊緣處理平臺層，再上層是新云端服務(wù)平臺層，再上一層是新應用層，頂層就是新人、組織，每一層都有新標準和安全管理。由此可見(jiàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0是在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的人、信息空間和物理空間融合的一個(gè)提供新的智能互聯(lián)系統服務(wù)的新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。這個(gè)體系架構可以用到產(chǎn)品、設備、工廠(chǎng)、園區、行業(yè)、區域等縱向范圍，也可以用到橫向范圍，即制造全生命周期活動(dòng)，以及端對端間的連接場(chǎng)合。其中，各層的“新”具有智能+的含義。

圖2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的體系架構

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0”是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)1.0在制造新模式、手段和業(yè)態(tài)持續發(fā)展拓展。如圖3所示。

圖3“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0”是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)1.0的新發(fā)展

大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0對我國制造業(yè)主動(dòng)適應全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，加快實(shí)現中國制造業(yè)提質(zhì)增效升級具有重要意義。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的初步實(shí)踐

中國航天科工集團的“航天云網(wǎng)公司”開(kāi)發(fā)了一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的雛型——稱(chēng)謂“航天云網(wǎng)2.0“（見(jiàn)圖4）。以服務(wù)政府數字化治理、賦能企業(yè)數字化轉型為主線(xiàn)，打造系列化平臺產(chǎn)品、個(gè)性化定制化的云化工業(yè)應用、全價(jià)值鏈數字化解決方案，助力政企用戶(hù)多場(chǎng)景應用，為數字化社會(huì )建設提供新型基礎設施應用服務(wù)。該系統融合了部分的新一代人工智能技術(shù)與部分的新制造科學(xué)技術(shù)、新信息通信科學(xué)技術(shù)及新制造應用領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)技術(shù)，攻克了標識解析應用技術(shù)、多協(xié)議工業(yè)網(wǎng)關(guān)技術(shù)；邊緣智能一體機技術(shù)、云端計算與邊緣計算融合技術(shù)；基于大數據人工智能服務(wù)技術(shù)；支持云邊協(xié)同的平臺架構技術(shù)；建模仿真/數字孿生服務(wù)技術(shù)；區塊鏈技術(shù)應用技術(shù)；支持云制造的APP技術(shù)；標準化技術(shù)及系統安全技術(shù)等技術(shù)。

圖4航天云網(wǎng)2.0系統架構

基于航天云網(wǎng)的平臺INDICS（Industrial Internet Cloud Space）+CMSS（Cloud Manufacturing Support System）開(kāi)發(fā)了多層次的云（區域云、企業(yè)云、車(chē)間云、設備云），包括21個(gè)區域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主平臺，12個(gè)行業(yè)云及園區云；在賦能企業(yè)數字化轉型方面，以服務(wù)企業(yè)/產(chǎn)業(yè)上云，如圖5所示，提供智能制造、協(xié)同制造、云制造“三類(lèi)制造”整體解決方案為重點(diǎn)，支持集團公司及大型企業(yè)數字化轉型；以“四個(gè)在線(xiàn)”（人員在線(xiàn)、設備在線(xiàn)、業(yè)務(wù)在線(xiàn)、管理在線(xiàn)）、前店后廠(chǎng)、專(zhuān)區服務(wù)為重點(diǎn)，助力中小微企業(yè)轉型升級和高質(zhì)量發(fā)展。承擔實(shí)施了機械制造、航空航天、汽車(chē)、電子等4大行業(yè)16個(gè)細分領(lǐng)域2000余個(gè)智能化項目及服務(wù)；其中，聯(lián)合貴州航天電器打造的智能產(chǎn)線(xiàn)項目，成為數據驅動(dòng)的柔性生產(chǎn)模式的典型示范。

圖5平臺賦能企業(yè)數字化轉型與云制造

初步實(shí)踐表明，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的實(shí)施能積極推進(jìn)傳統制造業(yè)向數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化的轉型升級，同時(shí)還能推進(jìn)形成一種面向智能制造系統實(shí)施的新興戰略產(chǎn)業(yè)。

四、發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的建議

當前，數字經(jīng)濟時(shí)代已經(jīng)全面到來(lái)，數字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數字化迅猛發(fā)展，數字經(jīng)濟和實(shí)體經(jīng)濟不斷融合，持續助力經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。隨著(zhù)中央“新基建”重大戰略規劃的提出，4月9日國務(wù)院正式下發(fā)《關(guān)于構建更加完善的要素市場(chǎng)化配置體制機制的意見(jiàn)》，數據要素首次被納入生產(chǎn)要素。國家各部委、各級政府密集出臺加快產(chǎn)業(yè)數字化轉型、“上云用數賦智”的政策措施，數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化發(fā)展正在深刻改變產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局和生產(chǎn)生活方式，“云經(jīng)濟”“線(xiàn)上經(jīng)濟”發(fā)展迅猛，加強新業(yè)態(tài)體系建設，賦能數字經(jīng)濟轉型已成為企業(yè)生存發(fā)展的必然選擇。

與此同時(shí)，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正處在產(chǎn)業(yè)格局未定的關(guān)鍵期和規?；瘮U張的窗口期，我國擁有雄厚的體制優(yōu)勢和市場(chǎng)優(yōu)勢，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng )新發(fā)展創(chuàng )造了良好環(huán)境，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0恰逢其時(shí)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的發(fā)展，要堅持“政府引導，市場(chǎng)主導”的原則，注重大力加強企業(yè)為中心的政產(chǎn)、學(xué)、研、金、用結合的技術(shù)創(chuàng )新體系的建立，注重各類(lèi)人才培養、注重國家和地方的基礎建設，特別是要注重“應用、產(chǎn)業(yè)和技術(shù)”的協(xié)調發(fā)展。對技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展再談幾點(diǎn)建議。

（一）在技術(shù)方面要6個(gè)重視：

1)  重視新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0系統技術(shù)體系和平臺的持續創(chuàng )新。

2)  重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0系統制造全生命周期各階段活動(dòng)的新模式、新流程、新手段、新業(yè)態(tài)的研究，這是系統的基礎。

3)  重視數據庫、算法庫、模型庫、平臺、計算能力等基礎能力的研究與建設。

4)  重視商業(yè)模式的技術(shù)研究。

5)  重視安全技術(shù)、標準化技術(shù)和評估體系的研究。

6)  重視新一代人工智能技術(shù)正向通用人工智能、強人工智能和超人工智能發(fā)展。

（二）在產(chǎn)業(yè)方面要4個(gè)加強：

1)  加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0工具集（硬件/軟件）和平臺的產(chǎn)業(yè)；

2)  加強面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0的智能產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)；

3)  加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0系統（行業(yè)、企業(yè)、車(chē)間及制造產(chǎn)業(yè)鏈上各階段的智能制造服務(wù)系統）的構建與運行產(chǎn)業(yè)；

4)  加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0系統運營(yíng)中心的運營(yíng)服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化和智能化是制造業(yè)發(fā)展的方向，推動(dòng)質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的初心。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0推動(dòng)了制造業(yè)向數字化、網(wǎng)絡(luò )化、云化、智能化的發(fā)展，促進(jìn)了“智能制造、協(xié)同制造、云制造”生產(chǎn)方式的創(chuàng )新，實(shí)現了更加高效、優(yōu)質(zhì)、節省、綠色、柔性、安全地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶(hù)，有力地促進(jìn)了供給側結構性改革，適應了制造業(yè)升級換代的時(shí)代要求。