5G﹢工業互聯網是製造業轉型升級的關鍵支撐

工信部數據顯示,從2012年到2021年,我國製造業增加值由16.98萬億元增長到31.4萬億元,佔GDP比重達27.4%;增加值佔全球的比重由22.5%提高到近30%,連續十幾年位居世界第一。

我國具有全球最完整的製造業產業鏈條。據瞭解,目前我國擁有41個工業大類、207個工業中類、666個工業小類,是全世界唯一擁有聯合國產業分類當中全部工業門類的國家。

但從產業鏈整體水平看,在全球仍處於中低端位置,在關鍵領域和環節存在諸多短板,部分領域產業鏈掌控力偏弱,部分產業鏈存在嚴重的“卡脖子”問題。

面對新一輪科技革命與產業變革帶來的全球產業鏈格局調整的外部形勢,以及我國製造業轉型升級、實現高質量發展的迫切需求,加快推進我國製造業產業鏈現代化刻不容緩。

日前,在黑龍江省哈爾濱市舉辦的世界5G大會上,中國工程院主席團名譽主席、機械工程專家賙濟院士發表了題爲《5G﹢工業互聯網賦能製造業數字化轉型、智能化升級》的主題演講。他表示,加快發展5G﹢工業互聯網具有重大的現實意義和深遠的戰略意義,而5G﹢工業互聯網正是製造行業轉型升級的關鍵,兩者互爲條件、相輔相成。

在智能製造的頂層設計層面,賙濟院士最早提出工業進程的數字化、網絡化、智能化的三範式,這在國際和國內都得到了廣泛的認同。他認爲,基於我國的現狀,必須發揮後發優勢,採取三個基本範式“並行推進、融合發展”的技術路線。以下是他演講的主要內容。

黨的十九屆五中全會公報指出,要堅定不移建設製造強國、質量強國、網絡強國、數字中國。其中,製造強國、質量強國屬於工業化範疇,而網絡強國、數字中國則是信息化範疇。工業化和信息化的融合發展是建設製造強國的主線,是建設製造強國、質量強國、網絡強國、數字中國的核心技術和關鍵支撐。

黨中央、國務院多次提出要加快推進新一代信息技術和製造業的融合發展。以智能製造爲主攻方向,加快工業互聯網創新發展,提升製造業數字化、網絡化、智能化的發展水平。

智能製造是主攻方向工業互聯網是關鍵支撐

智能製造和工業互聯網分別是從工業化和信息化兩個層面推進“兩化”融合。對於智能製造來說,它的出發點和落腳點都是製造,製造技術是核心。對於工業互聯網來說,落腳點是互聯網,工業是它的應用目標和生態。因此,以智能製造爲主攻方向,加快工業互聯網創新發展,是工業化和信息化融合發展的一體兩面。

國際上,美國、德國等發達國家在智能製造領域走在前列。德國的“工業4.0”明確提出以智能製造爲主題,以工業互聯網爲基石。美國推出“工業互聯網革命”戰略,搶佔新一輪工業革命的“風口”。德國的優勢在於製造業的強大,因而它更傾向於製造業﹢互聯網,而美國的優勢在於技術創新,不斷引領世界製造業的創新發展,因而會更傾向於互聯網﹢製造業。

我國制定“製造強國”戰略,提出以智能製造爲主攻方向,以工業互聯網爲關鍵支撐。而智能製造、信息化網絡需要強大的工業賦能和大數據支撐,還需要5G﹢工業互聯網深度融合。

綜合智能製造相關方式,基本可以歸納出三種範式,分別是數字化製造、數字化網絡化製造和數字化網絡化智能化製造(即新一代智能製造),智能製造三個基本範式次第展開、迭代升級。一方面,三個基本範式體現着國際上智能製造發展歷程的三個階段,另一方面,對中國而言,必須發揮後發優勢,採取三個基本範式“並行推進、融合發展”的技術路線。

智能製造是一個大系統,包含智能產品、智能生產和智能服務三個子系統,以及智能製造雲和工業互聯網絡兩大支撐體系。它是先進製造技術和新一代信息技術深度融合的產物,貫穿於產品生產服務等全生命週期的各個環節。數字化、網絡化、智能化技術是智能製造的核心技術,是主要推動力量。智能製造出發點和落腳點都是推動製造業的創新、協調、綠色、開放、共享發展。

5G與工業互聯網深度融合爲智能工廠提供廣闊空間

5G的藍海在工業互聯網,工業互聯網的藍海則是數字中國。5G﹢工業互聯網是建設製造強國的關鍵支撐,同時,智能製造又爲5G﹢工業互聯網開闢廣闊的應用市場。

5G﹢工業互聯網的融合發展是更大範圍、更深層次、更高水平的技術開發,將爲智能製造的發展提供關鍵支撐。它有三個方面的作用,分別是連接、傳輸和賦能。在5G﹢工業互聯網的支持下產生大數據,在大數據基礎上又衍生出各類智能產品,如智能手機、智能汽車、智能家電等,進一步促進行業的轉型升級。5G﹢工業互聯網賦能製造領域,將爲產品和裝備的創新插上騰飛的翅膀,開闢更爲廣闊的天地。

如今,在智能工廠,5G﹢工業互聯網提供了一個更加廣闊的應用空間,在生產製造環節,原有的裝備、產線、車間、工廠將發生革命性變革。在汽車、家電、石化、鍊鋼、礦山、油田、電力、港口等領域,5G﹢工業互聯網已有較爲成熟的應用,爲行業帶來了巨大的變化。

另外,5G﹢工業互聯網還是模式的關鍵支撐。因爲數字化、網絡化、智能化技術的應用使服務性質發生變化,主要體現在從以產品爲中心到以用戶爲中心的根本性轉變。造成的結果是,在生產模式、組織模式、產業模式方面發生根本性變革。一個典型的例子是,上海商飛集團用5G技術進行設計,5G﹢工業互聯網賦能科技,向服務型製造轉變。

總之,智能製造最重要的是把各個子系統集合起來,包括三個方面:一個是縱向,是企業內部的;一個是橫向,企業與外部的信息集成;再一個是產品內部端到端集成,是動態系統集成,在特定產品內部組成新的網絡。在製造領域應用5G﹢工業互聯網,可以爲產品在設計研發、生產製造、營銷售後等各個環節帶來革命性變化。

在新一輪工業革命的當下,我國製造業面臨着前所未有的嚴峻挑戰,同時也面臨千載難逢的歷史機遇。今後15年正是智能製造新一輪工業革命核心技術發展的關鍵時期,中國製造工業完全可以抓住這一千載難逢的歷史機遇,集中優勢力量實現戰略性的重點突破、重點跨越,實現中國製造業的“換道超車”、跨越發展。



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