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如何正确理解工业互联网?

2020-04-19 人浏览

关键词:三次工业革命、第四次工业革命、工业互联网、工业互联网平台

三次工业革命的演变

所谓革命指的突然出现的剧变,是微小的量变累积到一定程度后出现质的飞跃。三次工业革命的起源及特点、影响力,不同学派有不同的观点。下面分别介绍一下不同学派对三次工业革命的定义及时期的划分。

按照美国未来学家托夫勒的历史阶段划分,第一次工业革命之前是农业文明,之后是工业文明,第三次工业革命开启了信息文明。

按照经济发展史及历史教科书的观点,第一次工业革命发生于十八世纪六十年代,以哈格里斯夫发明珍妮纺纱机及瓦特改良蒸汽机为标志。由于蒸汽机等机械设备代替了手工生产,产能呈几何级数增长。同时也带动了一系列新兴产业的发展,除纺织、采矿及交通运输也外,也带动了采掘、冶金、及化工工业的发展。第二次工业革命发生于十九世纪七十年代,它是以发电机和内燃机的发明为标志。它的主要特点之一是:将科学和技术、工业生产紧密结合起来,物理学、生物学、热学、化学等方面的理论对技术的进步起了巨大的推动作用;特点之二是:它不同于第一次工业革命以轻工业为主,集中发生在重工业领域。如机器制造工业、钢铁工业、电力工业、汽车工业、化学工业等。第三次工业革命发生在二十世纪四五十年代,主要标志性事件是电子计算机的诞生。它有别于前二次工业革命的显著特点是,科学技术转化为生产力的速度加快,科学和技术的结合更加紧密,科学技术各领域之间相互渗透,科学研究朝着更加综合的方向不断发展。人类由电气时代进入电子时代、信息时代。

演化经济学派对三次工业革命的定义和时期的划分如下:第一次工业革命(1760—1850年)以蒸汽机革命为特征,第二次工业革命(18501950年)以电力和石油技术革命为特征,第三次工业革命(1950年以来)以计算机革命为特征。经济史学家图泽尔曼和钱德勒倾向于将第一次和第二次康德拉季耶夫长波合称为第一次工业革命。按照他们的方法,第三次和第四次长波构成第二次工业革命,第五次长波也即信息技术革命的长波就是第三次工业革命。演化经济学家佩蕾丝以每次诱发技术革命浪潮的重大技术突破(大爆炸)作为起点,划分了五次技术革命浪潮,作为与康德拉季耶夫五次长波相类似的说明。第六次技术革命浪潮是中国人民大学教授贾根良根据里夫金、麦基里和佩蕾丝等人的研究成果综合而成的,并根据图泽尔曼和钱德勒把每两次康德拉季耶夫长波合称为一次工业革命的传统,把正在发生的第五次技术革命浪潮和正在酝酿的第六次技术革命浪潮合称为第三次工业革命。

很显然,演化经济学派对第三次工业革命的定义及时期划分和经济史学派是有差别的。

第四次工业革命

目前学术届并没有对第四次工业革命有权威的定义,大家普遍认为第四次工业革命来源于德国的工业4.0。工业4.0的概念由德国在2011年的汉诺威工业博览会上第一次提出,201210月,由博世有限公司的德斯及德国科学院的卡格曼的人组成工业4.0工作小组,向德国联邦政府提出了工业4.0的实施建议;在201348日的汉诺工业博览会上,工业4.0工作组提出了最终报告。德国政府、产业界及学术界等纷纷将工业4.0列为未来的战略目标,这标志着第四次工业革命拉开了序幕。

各个国家对第四次工业革命的定义不同,德国将其命名为工业4.0”,其它欧洲国家及中国也采用这一概念;美国把它称之为再工业化;日本则称为工业智能化

第一次工业革命使人类进入了蒸汽时代、第二次工业革命使人类迈入了电气时代、第三次工业革命则是信息时代,第四次工业革命则是开启了万物互联及全面智能化时代。

每一次工业革命的直接驱动力都是日益增长的物质需求和落后的生产力之间的矛盾,第四次工业革命首先要解决规模化和定制化的矛盾,消费者越来越追求个性化,如何低成本地满足个性化需求?其次要解决个性和共性之间的矛盾,一方面要解决大规模生产与定制化生产产生的巨大成本差异,另一方面要解决设备和活动的多样性造成技术的普适性和特殊性难以兼顾的矛盾。其核心要解决自适应和柔性制造问题。第三要解决宏观和微观之间的矛盾,要解决个体活动和集体活动之间的矛盾,其核心是要解决协同优化

为了应对第四次工业革命浪潮,各个国家都制订了自己的国家战略。自金融危机后,美国开始意识到脱实向虚会使产业空心化,于是美国总统奥巴马于2010年签署了《美国制造业促进法案》,提出运用数字制造和人工智能等未来科技重构美国的制造业,又先后发布了《重振制造业政策框架》、《先进制造伙伴计划》(AMP)。20132月,美国执行办公室国家科技委员会发布了先进制造业国家战略计划研究报告。日本也推出了再兴战略,立足于智能机器人、传感器、数据存储及计算能力的突破,通过工业互联网将供应链、生产过程和仓储物流智能连接起来。韩国制订新增长动力规划;法国也提出了新工业法国计划。

中国政府也于20155月发布了《中国制造2025》制造强国十年行动纲领,提出了信息化与工业化深度融合战略。立足国情,立足现实,力争通过三步走实现制造强国的战略目标。第一步力争用十年时间,迈入制造强国行列。到2025年,制造业整体素质大幅提升,创新能力显著增强,全员劳动生产率明显提高,两化(工业化和信息化)融合迈上新台阶。为贯彻落实《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《中国制造2025》,工业和信息化部、财政部联合编制了《智能制造发展规划(2016—2020年)》。

工业互联网

为了应对第四次工业革命的浪潮,201211GE发布了《工业互联网打破智慧与机器的边界》白皮书,首次提出了工业互联网概念。它将工业互联网定义为一个开放、全球化的,将人、数据和机器连接起来网络。其核心三要素包括智能设备、先进的数据分析工具、以及人与设备的交互接口。随后美国政府成立了工业互联网联盟(IIC)。中国也于2016年在工业和信息化部的领导下成立了工业互联网产业联盟(AII)。按照中国工业互联网产业联盟的定义工业互联网是新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态,是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。其本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础,通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析,实现智能控制、运营优化和生产组织变革。网络,数据及安全构成了工业互联网三大体系,其中网络是基础,数据是核心,安全是保障。

智能制造与工业互联网有着紧密的联系,智能制造的实现主要依托两方面的基础能力。一是工业制造技术,包括先进装备、先进的材料和先进的工艺等,是决定制造边界与制造能力的根本;二是工业互联网,包括智能传感控制软、硬件、新型工业网络、工业大数据平台等综合信息技术要素,是充分发挥工业装备、工艺和材料潜能,提高生产效率、优化资源配置效率、创造差异化产品和实现服务增值的关键。因此,工业互联网是智能制造的关键基础,为其变革提供了必须的共性基础设施和能力,同时也可以用于支撑其它产业的智能化发展。

工业互联网是工业企业数字化转型的核心生产要素,是第四次工业革命的核心驱动力。

工业互联网平台

工业互联网平台本质是通过工业互联网网络采集海量工业数据,并提供数据存储、管理、呈现、分析、建模及应用开发环境,汇聚制造企业及第三方开发者,开发出覆盖产品全生命周期的业务及创新性应用,以提升资源配置效率,推动工业企业的高质量发展。工业互联网平台是工业互联网的核心。典型的工业互联网平台架构见下图:

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/076d5HqSyzrTzUWs4PL17o8GVnfj0FiacsXxg8PDLZic6r3icx1seM0ibzcicKOIOJkY5ViaP9QBMjK1dF2SevEwuTUg/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

工业互联网体系架构

中国工业互联网产业联盟在参考美国工业互联网参考架构IIRA、德国RAMI4.0、日本IVRA的基础上于20168月发布了《工业互联网体系架构1.0》。其后在不断总结经验的基础上修订完善,于20198月发布了《工业互联网体系架构2.0》。整个体系框架由四部分组成:业务指南、功能框架、实施框架及技术框架。工业互联网体系架构用以指导工业互联网技术、产业、应用的创新突破和协同推进。

 

 

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