编者按
12月5~7日,由联合国工业发展组织、中国工业经济联合会、中国电子学会、中国工业报社、桐乡市人民政府共同主办的 “2021(第三届)全球工业互联网大会” (以下简称大会)在浙江乌镇召开。
与会嘉宾围绕产业技术创新、企业数字化转型、数字时代的全球技术应用等议题展开探讨交流,解读了产业数字化升级的新动向、新机遇。同时,大会紧密围绕工业互联网领域前技术和创新应用话题,结合领域内成功应用经验,发现和挖掘了一批可复制可推广的工业互联网典型模式和应用场景案例,旨在推进产业数字化升级,推动工业互联网平台成为经济高质量发展新引擎。
为全面展示此次大会上的专家观点、行业典型案例、企业数字化转型升级心得,今天本报特推出关于大会的专题报道,以飨读者。
李毅中:加深认知 做好四个深度融合
■ 龚京连
在本次大会上,中国工业经济联合会会长、工业和信息化部原部长李毅中作了题为 《加深认知 深度融合推进工业互联网持续健康发展》的主旨报告。
党的十六大提出了新型工业化道路,其中,“信息化带动工业化、工业化促进信息化”是显著特征。十九大以来,数字经济已上升为国家战略。从两化融合到数字中国是一脉相承、与时俱进。制造业作为国家经济的支柱产业,制造业数字化转型始终是国家关注的焦点。
首先是不断加深对数字经济内涵的认知。
李毅中指出,数字经济长远发展的基础是对数字经济的清晰认知。他谈到,在数字经济中,数字化知识、技术与实体经济先进技术紧密结合是发展数字经济的不竭动力;信息和数据要素是具有开发价值的宝贵资源;电子信息产业的技术和装备提供了工具和保障;数字化智能化水平的提高体现在技术经济水平和生产力的提升; “新模式、新业态、新构架”正形成新经济形态,引发生产关系变革。
李毅中表示,数字经济包含数字产业化、产业数字化,已成为 “十四五”规划中的重要发展方向。需要注意的是, “数字产业化”是推进数字化转型的重要手段, “产业数字化”是数字经济发展的目的。用数字技术改进提升社会治理,其溢出效应改善了营商环境、保障了社会稳定,促进了数字经济的发展。
“十四五”规划明确要求,我国数字经济核心产业增加值占GDP的比重要由7.8%提升至10%。在此目标之下,产业数字化的成效需多方协力造就成果,共创共享。目前流行的数字经济总量数据还不成熟, “健全数字经济统计监测”也写入 “十四五”纲要。
其次是工业领域实施数字经济和实体经济深度融合的路径探索。在发言中,李毅中特别强调了四个深度融合的必要性。
第一,信息技术和工业技术深度融合。两类技术均有各自的前沿技术,信息技术对各行业技术起到助力引导作用,但不是取而代之。二者并行,创新前进,各显风采,同时融合聚变迸发出新能量、新增量,秉承和吸收两个技术的优良基因,迭代发展。
第二,互联网企业与工业企业深度融合。两类企业都在延伸发展,互联网企业更多了解工业制造业,工业企业尽快熟悉掌握信息技术。两类企业跨界融合、优势互补、相得益彰,不是零和博弈,是 “重塑”而非 “颠覆”。
第三,信息人才和工业人才深度融合。两类人才各自成长,同时向复合型发展。在工业互联网发展过程中,需组织团队协作,联合攻关、合作建树,并积极学习行业优质案例,高效构建符合工业互联网赋能需求的高质量人才。
第四,培育互联网平台为企业、为社会服务,与服务对象相互融合。超大型互联网企业和运营商、行业专业平台、解决行业共性问题的联盟、本行业企业总结经验提升为平台,这四类平台发挥各自优势,与企业融合以提升服务效能。强化企业创新主体地位,企业自我变革释放出新动能。
最后是破除障碍、防范风险,持续健康发展。李毅中表示,稳步持续推进工业数字化转型,需要分析问题、采取措施、防范风险。
一是清除数据信息孤岛,实现共治共享。探索解决途径,企业内部需要企业家的智慧和决心;行业内部要充分发挥领航企业、 “头部企业”的领军作用,推进数据联通;行业之间则需要主管部门的组织、协调和推动。在技术层面,建立完善标准,互联网企业提供满足应用场景的接入服务。
二是保障网络信息安全,防范避免事故灾难。安全问题是企业数字化、智能化的新挑战。自身网络系统和软硬件的缺陷将 “牵一发而动全身”,此前欧美地区曾多发相关案例。防范黑客和外部势力干扰破坏引发事故灾难,行业企业需加强安保安防,建立动态感知、隐患监测、预警预报和应急处置措施,并依法保护公民个人隐私和企业商情机密。
三是借鉴消费互联网的经验教训,注重防范风险。对 “二选一”“大数据杀熟”等垄断行为要防微杜渐,警惕资本的过度扩张碾压实体经济等问题。发展工业互联网应坚持“依法治网”,制定 “顶层设计”,倡导 “行业自律”,坚持 “反垄断”。相关部门要对有关问题作出研判,防患于未然。
李毅中从行业大格局出发,深入挖掘、清晰解读工业互联网发展中面临的关键问题,并提出了具有全产业借鉴意义的宝贵建议。同时,李毅中所作的主旨报告,也为大会讨论方向作出指引,为大会的成功圆满召开奠定基础。
何文波:一看产能的颜色 二看产线的智商
■ 中国工业报 左宗鑫
“我现在经常提到最多的两句话,一是产能的颜色,二是产线的智商,即钢铁行业的绿色发展和智能制造。解决了这两个问题,钢铁行业才能真正适应资源和环境两大约束,才能完整履行保障供给的使命,并持续保持和提升竞争力。事实上,中国钢铁在此方面行动很快,诸多先进企业已经走在世界前列,成为世界钢铁绿色发展和智能制造的探索者和先行者。”中国钢铁工业协会党委书记、执行会长何文波在主题演讲 《中国钢铁工业数字化转型的思考》中表示。
面向未来,工业互联网赋能钢铁将成为推动我国传统产业与战略性新兴产业互联进程的重要切入点和突破口,数字化转型将成为推进钢铁行业转型升级、实现高质量发展的重要途径之一。
“我认为,钢铁工业的数字化转型与数字产业化是相辅相成的,二者互相支撑。数字产业化的核心是数据要素的产业化、商业化和市场化。而钢铁工业的数字化转型的目标是实现资源全局优化配置,解决不确定性问题,实现大规模定制和预测式制造,以满足下游客户的个性化需求。其基础是标准化和精益化,核心是工业软件。”何文波在接受媒体采访时表示。
在产业数字化时代,对于钢铁企业而言,数据将成为核心生产资料和最重要的资产。何文波指出,企业需要的就是做好对技术与管理两大维度变革的应对,把握好技术推进的节奏,以价值创造为前提,技术的先进性则要适度。企业数字化转型必须结合企业自身的特点,并与社会经济的发展程度相适应。
“中国钢铁工业的信息化经过了上个世纪末多年的探索,在新世纪20年里获得了快速发展,取得了长足的进步。钢铁行业的信息化、工业化、数字化融合基础基本建立健全,数字化转型初显成效,为下一步钢铁行业智能化质的飞跃孕育着强大的量的储备。”何文波从三个方面介绍了钢铁行业数字化转型的进程:
一是夯实信息化、数字化基础,孕育产业变革新动能。近10年来,钢铁企业持续在自动化和信息化建设方面投入大量资源,每年都有近百亿的专项投资用于企业的数字化改造升级,生产过程的整体自动化和信息化水平明显提升。工业互联网赋能钢铁行业形成平台化设计、智能化制造、个性化定制、服务化延伸、数字化管理及网络化协同六大应用模式,已经覆盖29个典型应用场景,为下一步行业智能化质的飞跃孕育了新动能。
二是持续推进数字化转型,实现智能化发展新飞跃。近年来,钢铁协会大力推进信息化与钢铁工业的融合,组织开展行业两化融合评估,发挥标准引领作用,编制形成一系列行业准则和搭建相关行业行动平台,为行业凝聚共识、推动技术迭代创新、促进企业智能制造升级努力发挥积极作用。
三是紧扣数字化转型的着力点,重塑钢铁发展新格局。虽然中国钢铁工业在数字化转型上取得了一些成绩,但是前面要走的路还很长。下一步,要着重解决数字化转型中的三个关键问题:首先是要尽快建立行业数字化标准。要加快数字化标准体系建设,充分发挥行业组织和龙头企业的主导作用,统一数据规范、数据字典和数据语言体系,推动形成系统化标准。其次是要突破一批关键技术。围绕平台接入设备能力,数据采集能力,数字化模型,平台间数据流通,设备协议统一标准、协议数量等方面难题,大力推进技术攻关和实践探索。最后是要助力钢铁低碳发展进程。面向钢铁行业绿色低碳发展方向和 “碳中和”目标,用工业互联网思维重塑钢铁产业生态系统,打造绿色高科技钢铁产业。
李培根:未来机床实时控制离不开工业互联网
■ 中国工业报 左宗鑫
“装备制造中工业互联网的若干应用包括:在产品研发中,虚实融合、协同设计;在加工制造中的智能过程控制;在仓储物流过程中的智能仓储、车间,仓储机器人物流;带有预测性的监控维护。”中国工程院院士、华中科技大学原校长李培根在此次大会上,作了题为 《装备制造中工业互联网的若干应用》的主旨报告。
“首先,对于任何企业来讲,产品开发都是至关重要的环节。现在因为有工业互联网,使得企业有可能在一个虚拟的环境中协同设计。”李培根举例道,福特公司利用VR技术建立一个虚拟实验工厂,不同地区的工程师可以凭借全息车辆原型进行实时合作。参与者不但可以对3D全息影像进行360度的观察,还可以走进1∶1大小的全息车体中,从而完善车辆的设计细节,包括方向盘的位置,油门脚踏板的角度以及仪表盘的设计等。公司不必再制造昂贵的实体原型,也让不同地区的参与者免去了舟车劳顿。
而作为许多装备重要的组成部分——涡轮机设计是一项多学科工作,涉及空气动力学、结构、声学和热学等方面,要验证可操作性并同时满足当前法规。李培根表示,数字孪生技术可以帮助设计师做出明智的设计决策,优化发动机性能,增加认证信心并缩短开发时间。
其次,对于加工制造中的智能过程控制环节,李培根认为, “制造业中的工业互联网的应用,要深入工业的物理过程,如果工业互联网不深入到物理过程,那还是浅层次的应用。”会上,李培根演示了华中数控和宝鸡机床联合开发的数控加工系统。其中,物理机床采集数据,而数字孪生、大数据平台在收集数据之后进行实时仿真,反过来控制物理机床。 “如果没有对实际物理加工过程的控制,那工业互联网的应用就只能在表层上。智能控制 (Mazak)很早就有对机床进行热补偿、振动意识等操作,未来机床实时控制离不开工业互联网。”
“此外,质量检测也是工业制造和制造业中很多部门重要的环节之一。如LED芯片检测、液晶屏检测、光伏EL(ElectroLuminescence,电子发光检测)检测、汽车零部件检测、钢材表面缺陷识别、纺织面料瑕疵识别等,通过机器视觉检测,比人眼效果好得多。而有些机器视觉的上传、比对等环节需要工业互联网的支持。”李培根进一步对加工制造中的智能过程控制环节举例道。
“第三,在仓储物流环节,我要着重讲一下未来将用得越来越多的 ‘自主移动机器人 (AMR,AutomaticMobileRobot)’。”李培根指出,AMR的运行不需要地面二维码、磁祭等预设装置,而依靠SLAM(simultane-ouslocalizationandmapping)系统定位导航。如果把AGV比作仓内轨道交通,那么AMR可以视为 “类自动驾驶”机器人。
AMR不仅可以与仓储环境进行交互,一旦仓内布局发生变化,AMR也能够迅速重新构建地图,节省重新部署环境的时间与成本。而导航方式主要有激光 SLAM与视觉SLAM (VSLAM)两种,激光SLAM起步较早,但成本高,视觉导航AMR通过VSLAM系统能够实现地图构建、自主定位、环境感知,具备自主路径规划、智能避障、智能跟随等能力。
“最后是运行维护,其中重要的是要做好预测性维护,这需要工业物联网、5G的支持。”李培根表示,工厂设备远程运维能力,突破工厂边界,实现跨工厂、跨地域远程故障诊断和维修。
“在这方面,GE做得非常不错,他们的传感器收集数据,然后,数据通过互联网、工业互联网进行分析,判断发动机的运行状态是否正常等。”李培根介绍,在 GETransportation工厂,柴油机从入厂接入Prefix平台开始,柴油机的所有数据都将通过传感器安全地送到Prefix云端进行实时的数据分析。Prefix工业物联网大数据云平台可不间断远程监控及诊断、预测性维护洞察等。
谭建荣:五大方法助推制造业数字化转型
■ 中国工业报 余 娜
中国工程院院士、机械工程专家、浙江大学教授谭建荣在此次大会上发表了题为 《数字经济与数字转型:关键技术与发展趋势》的视频演讲。
谭建荣表示,当前数字经济发展猛烈,需理清数字经济的来龙去脉,即三大里程碑。数字经济要与实体经济高度融合,制造业数字化转型可通过 “智能制造+创新设计” “智能制造+工艺提升” “智能制造+强化质量”“智能制造+延伸服务” “智能制造+拓展市场”五大方法共同推进。
数字经济的三大里程碑
“最近几年,制造企业普遍感到压力很大、困难重重,原因很多,但最根本的原因是市场需求发生了变化。一是由批量化生产向定制化方向发展;二是由单一化产品向多品种方向发展;三是由过去周期很长到现在产品更新很快;四是过去很多企业生产的是大众化产品,而现在市场追求的是高端化产品,恰恰是高端化的产品,很多企业研发能力不足、设计能力不足、创新能力不足,制造能力同样不足。”谭建荣分析。
这一背景下,新一代信息技术和智能制造技术发展很快。新一代信息技术具有四个显著特征:第一,由互联网技术发展到物联网技术;第二,由虚拟现实技术发展到增强现实技术;第三,由网格计算技术发展到云计算技术;第四,由机器学习技术发展到深度学习技术。新一代信息技术形成了几个典型的综合交叉领域,包括智能制造、混合现实、大数据、人工智能。当前,我们需要发展新一代信息技术,通过新一代信息技术推动数字经济的发展。
谭建荣认为,当前数字经济发展非常猛烈,需清晰数字经济的来龙去脉,即三个里程碑事件。
第一个里程碑:从第三次浪潮到大数据。1980年,美国华盛顿大学阿尔文·托夫勒教授写了一本书 《第三次浪潮》。他认为,人类的第一次浪潮是农业社会。考古学家在浙江余姚河姆渡文化发现了七千年以前的稻种,说明中国人在七千年以前就掌握了水稻稻种的培育技术。人类的第二次浪潮是工业社会。工业社会是英国工业革命以后,以蒸汽机发明应用为标志,首先在纺织工业开始实现了新工业化革命。当前人类已经进入了信息社会,信息技术成为推动社会发展的主要动力。信息技术的发展改变了人类的生产方式、生活方式、思维方式、学习方式,因此,第三次浪潮是人类社会进入到信息技术为主导的时代。
早在40年前,阿尔文·托夫勒在《第三次浪潮》中就将 “大数据”称颂为第三次浪潮的华彩乐章。大数据场、智能化生产及移动网络三大技术将引发新的技术变革,催生第三次工业革命。
第二个里程碑:从数字地球到数字经济。数字地球是美国前副总统戈尔提出的一个与地理信息系统、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念。其核心是地球空间信息科学,以及遥感技术 (RS)、地理信息系统 (GIS)和全球定位系统 (GPS)等基本技术的集成。
美国提出了 “数字地球”,中国马上提出了 “数字中国”,浙江马上提出了 “数字浙江”,杭州马上提出了 “数字杭州”,西湖区马上提出了 “数字西湖”,浙江大学马上提出了 “数字校园”。浙江是这样,辽宁也是这样,全国各地都是这样,从此数字化浪潮席卷中国,席卷全球。可喜的是在这一轮数字化浪潮中,中国没有掉队,还名列前茅。
第三个里程碑:G20与数字经济。数字经济与数字化历来是信息化革命中的关键词。在各项新技术的融合助推下,数字经济作为一种新的经济形态,已成为全球共识,正成为产业转型升级的重要驱动力,也是全球新一轮产业竞争的制高点。
2016年在杭州隆重举行的G20领导人杭州峰会上,二十个发达国家的领导们首次提出全球性的 《二十国集团数字经济发展与合作倡议》。2017年的中国政府工作报告首次提出了数字经济,要 “促进数字经济加快成长,让企业广泛受益、群众普遍受惠。”
谭建荣同时指出,由于受到信息技术和经济领域的梅特卡夫法则、摩尔定律和达维多定律这三大定律支配,数字经济往往具有快捷性、高渗透性、自我膨胀性、边际效益递增性、外部经济性、可持续性和直接性等基本特征。
数字化转型的五大方法
制造业高质量发展,政府如何推动?专家如何引导?企业如何实施?这三个问题到目前为止还没有完全解决。
“我们要实行高质量发展,必须要实现数字化的产品,很多企业都渴望进行转型,但怎么转、如何转、用哪些方法转还是比较迷惑。”谭建荣说。结合自己的学习研究和企业应用,谭建荣提出了数字化转型的五大方法:
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