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    國際工業巨頭力推工業互聯網

    發布時間:2019-01-31 09:19

      工業互聯網將把人、先進分析工具和智能機器融為一體,可實現全球關鍵工業部門的更新升級。美國通用電氣公司大力倡導工業互聯網,于近日發布分析報告認為,通過數字世界與機器世界的深度融合,工業互聯網將是繼工業革命和互聯網革命之后的下一波浪潮。


      隨著工業互聯網的興起,世界正在邁向創新與變革的新紀元。通過全球工業系統與先進計算、分析工具、低成本傳感和更高聯網水平的融合,創新與變革正在展開。數字世界與機器世界的深度融合將具有深刻改變全球工業、并從眾多方面影響人們日常工作生活方式的潛力。這些創新有望使航空、鐵路運輸、電力、油氣開采、衛生保健服務等眾多工業部門提高速度與效率,也有望使經濟增長更加強勁,使就業機會更多更好,使生活水平不斷提高。


      隨著衛生保健成本更低且效果更好,能源消耗大幅降低,實物資產運轉更好且壽命更長,工業互聯網將像工業革命和互聯網革命那樣提高效率,加快生產率增長,加快收入和生活水平提高。在美國,如果工業互聯網能夠促使生產率年增長1至1.5個百分點,使其重返互聯網革命時代的增長高峰,那么未來二十年,它將使平均收入高于當前的趨勢線,比現今水平提高25%至40%;而且隨著創新在全球擴散,如果使世界其它地方的生產率增長能夠達到美國的一半,那么未來二十年,工業互聯網能使全球GDP增加10-15萬億美元之多,這將相當于當前美國的經濟規模。


      一、工業互聯網將成為下一波產業革命的浪潮


      工業互聯網將兼具改天換地的兩場革命所帶來的種種進步:一是由工業革命產生的各種機器、設備和交通工具以及鐵路網和電網等網絡;二是最近因互聯網革命而得到突出體現的計算機應用、信息通信系統方面的巨大進步。這些發展態勢將使體現工業互聯網精髓的三種要素融為一體:


      (1)智能機器。


      這是用先進的傳感器、控制裝置和應用軟件以新的方式來連接全球無數的機器、設備、設備群和各種網絡。


      (2)先進分析工具。


      運用物理分析、預測算法和自動控制方面的能力以及材料科學、電氣工程和其它關鍵學科的精深專業知識來分析機器和大型系統的運行情況。


      (3)人。


      使人們隨時相互聯通,無論他們是在工廠、辦公室或醫院中工作,還是在移動中,從而支持更加智能的設計、操作和維護,以及更加優質的服務和安全。


      這些要素的連接與組合為企業和各經濟體帶來了新的機遇。例如,傳統的統計方法采用歷史數據采集技術,因而數據、分析和決策之間的割裂情況往往較嚴重。由于系統監控技術更加先進,信息技術成本已經下降,處理數量日益龐大的實時數據的能力一直在提高。高頻率的實時數據使我們對系統運作的認識提高到一個全新的水平。基于機器的分析工具則提供了另一個分析維度。由基于機器的分析工具、精深的專業知識、自動化程度更高的信息流以及預測能力構成的這套組合還可以與現有的“大數據”工具套件相結合,結果便是工業互聯網以更加新穎的混合方案來涵蓋傳統方案,從而可以通過面向特定行業的先進分析工具使歷史數據和實時數據同時發揮作用。


      二、工業互聯網的基礎構件及其在“旋轉設備”中的應用


      工業互聯網首先將傳感器和其它先進儀器集成到各種從簡單到極端復雜的大量機器中,使人們能夠采集并分析數量龐大的數據,并運用它們來改進機器性能,隨之也就必然會提高機器系統與機器網絡的效率。甚至這些數據本身也能智能化,能立即知道應到達哪些用戶。


      單在航空這一個工業部門,工業互聯網就有著巨大潛力。大約2萬架商用飛機依靠4.3萬臺噴氣式發動機運行,而每臺噴氣式發動機又包含3件可以單獨測量并監控的旋轉設備。想象一下,當“智能飛機”可以與操作員交流時,引擎維護、燃油消耗、機組人員配置以及飛行時間安排方面將能達到多么高的效率。這還只是今天的局面。在未來15年里,隨著全球航空服務需求繼續擴大,還可能有3萬臺噴氣式發動機投入使用。在鐵路機車、聯合循環電廠、能源加工廠、工業設施以及其它關鍵資產中,也有機會集成先進儀器。在目前的全球工業資產基數中,總共有300多萬件“旋轉設備”,而這些在能夠應用工業互聯網的裝置中還只占一小部分。


      三、工業互聯網使效率提高百分之一的威力


      機器與分析工具的緊密結合所產生的效益眾多,且十分顯著。根據估算,能夠直接應用工業互聯網技術創新的行業經濟產值達32.3萬億美元以上。隨著全球經濟的增長,工業互聯網的潛在應用還會擴大。到2025年,它將能夠應用于82萬億美元或全球約一半的經濟產出中。


      對一些具體行業因工業互聯網而獲益所做的保守估計也很有指導意義。哪怕工業互聯網只實現1%的效率增長,其效果也將相當顯著。例如,在商業航空業,節省1%的燃料就能在15年間節約300億美元。全球燃氣發電機組的效率如果能提高1%,就能節省燃料消費660億美元。全球衛生保建行業也能通過改善流程效率低下的情況而從工業互聯網中受益,全球效率增長1%能夠使之節省630多億美元。全球鐵路網的貨運效率只要能夠提高1%,就會節省燃料消費270億美元。此外,全球上游油氣勘探和開采活動的資本使用效率只要提高1%,就能避免900億美元的資本支出。就工業互聯網的潛在效益而言,這些只是略舉數例而已。


      四、工業互聯網將產生廣泛的全球效益


      作為關鍵創新的先行者和源頭,美國處在工業互聯網的前沿。由于全球一體化日漸深化,技術轉移日益迅速,工業互聯網帶來的益處將惠及全球。實際上,隨著新興市場對基礎設施投入巨資,工業互聯網技術的及早迅速采用就能成為強大的增效器。新興市場或許有機會越過發達經濟體曾經經歷的一些發展階段。例如,直接采用無線技術就能免去電纜和電線的使用,私營、半公營或是公營的云計算系統則可能取代孤立的計算機系統。如此一來,就能更加迅速地填補新興國家與發達國家之間的生產率差距。而且在這一過程中,工業互聯網還將緩解資源約束與財政制約,從而實現全球更加可持續的強勁增長。


      五、推動工業互聯網發展應具備的關鍵因素


      發展工業互聯網要具備一系列關鍵的推動與促進因素。


      第一,在技術創新方面需持續努力,同時也需要投入資金來部署必不可少的傳感器、儀器儀表和用戶界面系統。投資將是把新技術迅速轉化為資本存量的一項根本條件。工業互聯網所能實現的成本效益,將成為工業互聯網增長步伐的最終驅動因素。部署工業互聯網的成本很可能視具體的部門和地區而異,但前提條件是部署成本要使所投資的技術能產生正收益。


      第二,在管理網絡安全隱患、保護敏感信息和知識產權方面,要確立牢靠的網絡安全方法和系統。


      第三,要建立強大的人才儲備,包括“數字機械工程師”這樣的跨領域人才、創建分析平臺和算法的數據科學家以及軟件專家和網絡安全專家。讓勞動者具備這些技能還有助于確保創新活動能擴大就業機會、提高勞動生產率。


      (作者:劉潤生,中國科學技術信息研究所助理研究員,科技參考研究室負責人,主要從事科技戰略與政策研究。)本文來自《上海第二工業大學學報》雜志

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