“工业互联网产业规模目前已迈过了万亿元大关。”日前,在国新办新闻发布会上,工业和信息化部新闻发言人、信息通信管理局局长赵志国指出,今年一季度,工业互联网发展形势喜人,为全年工作奠定了良好开局。
赵志国介绍,一季度,工业互联网发展势头持续向好。此前,工信部上会同19个工业互联网专项工作组成员部委,发布《工业互联网专项工作组2022年工作计划》提出了一系列工作举措,引起了市场的广泛关注,多地加快工业互联网示范区建设。
“行业应用不断深化。”赵志国介绍,一季度工信部发布了123个工业互联网试点示范项目和4个产业示范基地,打造了车间级、企业级、集群级等新标杆。从行业看,工业互联网已经在45个国民经济大类中得到了应用。从产业看,工业互联网不仅促进了单个企业的提质降本增效,也带动了产业链上下游协同高效运转。从环节来看,工业互联网已在研发设计、生产制造、运营管理等各个环节广泛应用,特别是5G正在向生产控制环节加速延伸。
赵志国表示,重点项目加快推进。一季度,工业互联网标识解析体系国际根节点、国家工业互联网大数据中心等75个项目建成投入运行,全国“5G+工业互联网”在建项目总数达到了2400个。
我国智能制造和工业互联网融合发展机遇分析
(一)产业链加速演进,主导权分散于多个重点环节
随着智能制造产业逐渐成熟、工业互联网市场竞争趋于加剧,由“专用芯片、专业算法知识封闭,龙头厂商垄断”的传统产业链格局,加速向“芯片、开源操作系统、算法与机理模型、基于数据的新型服务这四大重点环节成为未来产业主导权关键”的新兴产业链格局转变,促进整个产业体系演进升级。
传统产业链围绕工业软件、工业网络、工业控制、工业传感、装备产品等细分领域,构建以元器件 / 基础技术 + 操作系统 + 数据库 / 嵌入式系统组成的产业链上游、整机 / 软件组成的产业链中游、集成 + 服务组成的产业链下游的产业格局。
随着 AI、云计算、大数据、边缘计算等信息技术的发展应用,新兴产业链由“工业软件 + 工业自动化 + 装备产品”朝着“工业互联网平台 + 边缘计算 + 智能装备产品”这一新型产业格局转变。新兴产业链聚焦中游整机发展,推动信息技术的延伸布局,如产业上游的芯片、基础软件企业,产业下游的服务企业等。AI 芯片、FPGA、CPU 等作为底层硬件基础,支撑工业领域的算力需求,成为新兴产业的关键和通用要素。
(二)基础软件受制于人,开源成为破局的关键
现阶段基础软件领域蓬勃发展,开源正在成为构建基础软件的重要方式和支撑生态。随着开源模式的迅速成熟,开源在智能制造、工业互联网领域得到拓展应用。以容器、微服务、计算框架为代表的 3 类核心开源技术,已经成为变革传统基础软件生态、实施功能解耦再集成的关键。
目前,容器引擎与编排工具两类核心项目由国外公司主导,微服务核心工具与新型架构由国外公司或基金主导,主流计算框架均由国外公司或基金主导。在基础工业软件领域,我国对开源技术的自主可控与话语权有待提升,3 类核心开源方向尚无自主项目,国内企业在相关领域发展基本空白。
面向未来,针对 AI 和机器人的工业开源可能颠覆当前的基础软件格局。一方面,AI 等信息技术新兴领域成为工业开源技术探索热点,有望为基础软件带来新突破;另一方面,开源机器人 / 机床控制系统可能成为控制的核心,有望打破工业控制系统的传统格局。
(三)通过与 AI 等新技术的深度融合,算法与机理模型有望构建新产业
算法和机理模型是工业知识与经验固化的成果。在传统上,通过工业知识和经验来验证工艺仿真流程与设备控制,进而促进工业生产过程优化。当前,算法和工业机理研究集中在仿真软件和底层设备:工艺仿真方面的算法和机理模型固化于产品之中,工业装备方面的运动和控制算法多集成于整机之中。
通常算法和工业机理集成于整机,难以解耦和抽象。国外公司对高端算法与机理模型拥有自主知识产权,并与旗下产品紧密耦合,形成了事实上的技术垄断。国内企业难以接触核心算法与机理模型,较少拥有自主知识产权的关键算法,使得我国的仿真、控制等核心算法以及燃气轮机与航空发动机、复合材料加工等高价值工业机理模型,在研发水平、创新创造、人才培养等方面体现出了明显的差距。
算法与机理模型进行解耦和沉淀并与新技术进行深度融合,深刻影响了新兴产业领域:新型数据科学的兴起推动工业机理中的数据分析应用,工业互联网平台的建立有利于加快机理模型和数据模型的积淀。AI 成为未来产业焦点,工业互联网平台成为重要媒介。在数据、机理、知识沉淀和软件功能进一步解耦的基础上,海量的第三方开发者将显著加快工业 APP 的开发与交付,推动模型的快速迭代和应用创新。
(四)跨界服务、增值服务、生产性服务等新型服务不断涌现
工业互联网的持续发展,推动了跨界服务、增值服务、生产性服务等新型服务的迅猛发展。现代服务体系日益丰富,传统服务形式的不足逐渐由新型服务的优势所弥补。
传统服务形式利润空间小,易受上游环节的把控:传统自动化集成厂商行业壁垒低,企业数量众多而利润偏低;传统信息化集成产品服务模式单一,极易受到上游牵制。而工业互联网催生的新型服务形式,以数据分析为驱动,以工业互联网平台、大数据软件为载体,已经成为产业生态中不可或缺的环节:大型装备企业在设备融资租赁与保险领域跨界布局,工业互联网平台成为主要服务媒介;基于客户个性化需求的增值服务发展迅速,家电、汽车等领域成为主要突破口;生产性服务逐步聚焦供需对接平台和专业化咨询服务,助力工业制造企业资源与解决方案的共享。
伴随着工业互联网研究的逐步深入,有望衍生出更多的新型服务模式,持续充实和补强新型服务体系;加速工业领域的数字化、智能化转型升级,促进传统产业生态的重大变革。
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