劉飛

工業(yè)領域升級發(fā)展離不開新技術推動。隨著以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術不斷與工業(yè)技術創(chuàng)新成果跨界融合，引發(fā)了全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，一系列新的生產(chǎn)方式、組織方式和商業(yè)模式不斷涌現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應運而生，并推動全球工業(yè)體系的智能化變革。新基建的提出使我們對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及其對裝備制造意義的認識更加深刻。

一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心思想及政策背景

（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心思想

在數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化時代，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已成為企業(yè)競爭新手段、產(chǎn)業(yè)布局重要方向以及大國競爭的焦點，也是制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)智能化轉型最重要的基礎設施和發(fā)展路徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心思想是實現(xiàn)人、數(shù)據(jù)、物和機器全面互聯(lián)的新型網(wǎng)絡基礎設施，通過互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成智能化發(fā)展的新興業(yè)態(tài)和應用模式，是工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵基礎設施和新型工業(yè)操作系統(tǒng)，它的誕生基于對機器與機器之間、機器與人之間、企業(yè)與企業(yè)之間、國家與國家之間互聯(lián)互通愈發(fā)重要的理念認識。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)催生的新模式新業(yè)態(tài)帶來了裝備產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展優(yōu)勢，為實體經(jīng)濟和數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供了突破口和新動能。

（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和政策現(xiàn)狀

至2019年底，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展市場規(guī)模已突破6000億元，聯(lián)盟成員數(shù)量超過1400家。國內(nèi)相關政策的出臺為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展指明了方向和重點。工信部《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃（2018—2020）》明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展內(nèi)容和戰(zhàn)略目標;《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設及推廣指南》和《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺評價方法》標志著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設的正式落地;《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡建設及推廣指南》和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析二級節(jié)點建設導則（試行版）》則促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展實施落地。從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用前景來看，對通信技術要求顯著提高，5G融合趨勢是必然，是實現(xiàn)制造業(yè)向智能化、服務化、高端化轉型的必要條件。工信部《關于印發(fā)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進方案的通知》表明了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設的技術要求和高水準。

二、裝備制造的智能化轉型升級

（一）企業(yè)轉型動因及實踐

裝備制造面臨著生產(chǎn)成本上升、產(chǎn)品需求多樣化、競爭加劇等多重壓力，急需進行數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化等方面的創(chuàng)新探索，構建裝備行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為企業(yè)提供泛在連接、彈性供給、高效配置的載體。在整個產(chǎn)品生命周期的價值鏈中，使產(chǎn)品上云、流程上云，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用于設計、生產(chǎn)、試驗、服務等環(huán)節(jié)，促進裝備制造行業(yè)升級，實現(xiàn)傳統(tǒng)制造型企業(yè)向制造服務型企業(yè)的轉型，從而構建行業(yè)新型工業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。近年來，中國能建葛洲壩集團大力踐行新發(fā)展理念，特別是在加速新基建布局形勢下，集團在工業(yè)制造領域提出了新的戰(zhàn)略格局和創(chuàng)新轉型目標。葛洲壩能源重工有限公司做為承擔集團裝備制造的主力之一，是以分布式能源產(chǎn)品和技術為基礎、能源互聯(lián)網(wǎng)為核心，為行業(yè)提供國內(nèi)一流、世界領先的智慧能源綜合解決方案及核心設備的綜合供應商，擁有全球化的營銷和服務網(wǎng)絡，國際市場開發(fā)業(yè)務已覆蓋142個國家。根據(jù)集團規(guī)劃，能源重工順應趨勢調(diào)整戰(zhàn)略，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用和促進裝備制造轉型升級業(yè)務上進行了積極的探索實踐，不斷為行業(yè)提供國內(nèi)一流、世界領先的高端裝備。

（二） 智能化轉型主要途徑

數(shù)字化是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的首要步驟，也是實現(xiàn)制造企業(yè)智能化轉型的最佳途徑。數(shù)字化是通過實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部和外部互聯(lián)，加速生產(chǎn)方式變革，讓制造系統(tǒng)更智能，使其更能自動適應市場變化和制造條件的變更。數(shù)字化是利用新一代信息技術，構建數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、處理和反饋的閉環(huán)，打通不同層級與不同行業(yè)間的數(shù)據(jù)壁壘，提高行業(yè)整體的運行效率，構建全新的數(shù)字經(jīng)濟體系。綜合來看，數(shù)字化轉型即是以大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息通信技術為驅動力，以數(shù)據(jù)為關鍵要素，通過實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)智能化、營銷精準化、運營數(shù)據(jù)化、管理智慧化，催生一批新業(yè)態(tài)、新模式、新動能，實現(xiàn)以創(chuàng)新驅動的產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量化和跨領域的協(xié)同化發(fā)展。

（三）智能化轉型的作用

通過數(shù)字化轉型，企業(yè)能夠打通涵蓋產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實施和服務在內(nèi)的整個產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)設備資產(chǎn)的有效管理和業(yè)務運營的優(yōu)化，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，加快新產(chǎn)品的上市速度，通過更靈活的生產(chǎn)手段實現(xiàn)更快速的市場響應，以更好的質(zhì)量管理體系贏得客戶信任，從而以更高的成本效率贏得競爭。

數(shù)字化技術給制造企業(yè)帶來的不僅僅是跨界競爭和業(yè)態(tài)復雜化，更多的是對企業(yè)核心能力提出了新的挑戰(zhàn)。一方面，為了滿足客戶日益多變的個性化需求，制造企業(yè)在決策模式、服務模式上必須做出變革來適應市場的變化; 另一方面，高端裝備本身對機、電、軟一體化的要求不斷提高，為了更快地交付高質(zhì)量的產(chǎn)品，企業(yè)在產(chǎn)品設計開發(fā)、流程建設、生產(chǎn)模式創(chuàng)新、人員協(xié)同組織等方面均面臨全新的挑戰(zhàn)。

三、高端裝備制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用方式

工業(yè)制造遵循了從自動化、信息化到數(shù)字化智造的遞進發(fā)展邏輯。智能制造的載體是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其應用方式包括智能制造基地、個性化定制、網(wǎng)絡化協(xié)同和服務化延伸等。葛洲壩能源重工基于以上應用方式具備較大的發(fā)展空間和潛力。

（一）智能制造基地

制造向智能化轉變大幅提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時利用數(shù)字技術改變產(chǎn)品測試系統(tǒng)，降低試錯成本。能源重工在武漢葛洲壩高端裝備產(chǎn)業(yè)園擁有智能化和數(shù)字化的生產(chǎn)基地，為客戶提供專業(yè)的發(fā)電機組產(chǎn)品和電源解決方案。

一是數(shù)字化設計。能源重工針對機組產(chǎn)品整體及關鍵裝配部件采用數(shù)字化設計，對集成系統(tǒng)和機組底座、配電柜、銅排組等部件，技術人員使用不同的智能軟件進行預設計、模擬裝配和仿真試驗。通過建模計算校驗底座強度并確定最經(jīng)濟材料參數(shù);構造配電柜和銅排組的最佳結構和安全性校驗，提前消除問題和避免浪費。數(shù)字化應用顯著提高了產(chǎn)品設計的安全可靠性、質(zhì)量和設計效率。

二是數(shù)字化調(diào)度生產(chǎn)設備。能源重工武漢高端裝備產(chǎn)業(yè)園的生產(chǎn)廠房擁有較多吊裝設備、智能平臺車等重大設備，均安裝有傳感器和通信裝置，生產(chǎn)人員通過遙控方式進行精準控制，高效完成裝配和移動作業(yè)。

三是智能化全系列產(chǎn)品測試系統(tǒng)。能源重工武漢高端裝備產(chǎn)業(yè)園在該系統(tǒng)中將所有不同規(guī)格假負載及電氣操作系統(tǒng)通過歸一化預留接口與各個測試臺位不同類型機組產(chǎn)品全部聯(lián)系在一起，根據(jù)公司機組全系列產(chǎn)品規(guī)格、不同電壓等級，設計了所有需要采樣的數(shù)據(jù)/信號傳感器、控制信號和電力一次裝置的預接系統(tǒng)，通過采樣系統(tǒng)設計取代了原系統(tǒng)所有的互感器柜，通過測試房集控臺的轉換系統(tǒng)自動識別被試產(chǎn)品臺位、規(guī)格和高電壓低電壓，自動匹配測試負載。該模式顯著提高了產(chǎn)品測試能力和效率，大大降低了人工操作量，也減少了由于產(chǎn)品不同所帶來的多種繁瑣接入操作。

（二）個性化定制

企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售由規(guī)?；ㄖ葡騻€性化定制轉變，實現(xiàn)以用戶為中心的按需生產(chǎn)，有效滿足市場的多樣化需求，同時解決企業(yè)庫存和產(chǎn)能問題。

一是能源重工對復雜多樣的發(fā)電機組產(chǎn)品建立了標準化系列方案，并在此基礎上完善了訂單個性化定制的標準化數(shù)據(jù)結構，提高了內(nèi)部信息規(guī)范溝通效率和網(wǎng)絡化訂單執(zhí)行指令的生成準確性和快速性。

二是通過公司的OA網(wǎng)絡平臺，研發(fā)技術人員可通過投標評審流程及時介入，重點對客戶個性化要求進行識別、技術分析和風險評估，并給出專業(yè)意見，將項目問題解決在前期，將風險和成本降至最低。

三是針對數(shù)據(jù)中心、半導體等行業(yè)對安保電源系統(tǒng)的特殊要求，能源重工的研發(fā)/設計人員在行業(yè)標準化定制研究基礎上，對所有項目個性化定制進行具體落實。由于綠色能源應用和UPS集成了最先進儲能裝置，對安保系統(tǒng)服務要求提高，遠程管理成為個性化需要，針對所有機組、儲能裝置和綠色能源設備合理地設計傳感器系統(tǒng)和通信接口，通過服務云實現(xiàn)對整個安保系統(tǒng)的運維管理和優(yōu)化，實現(xiàn)遠程監(jiān)控、遠程診斷、遠程維護、遠程升級。通過傳感器采集運行狀態(tài)、參數(shù)和環(huán)境信息，讓設備在使用階段可視化。通過數(shù)據(jù)驅動和知識模型的計算，實現(xiàn)故障預測、壽命評估的量化指示，實現(xiàn)智能調(diào)度和控制，使資產(chǎn)增質(zhì)提效。將服務作為產(chǎn)品，既可以實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)效率提升和資源有效配置，優(yōu)化業(yè)務，同時還可以在服務云上結合應用場景，衍生出一系列的針對生產(chǎn)、業(yè)主和第三方的增值服務。

四是針對特殊應用場景，能源重工研發(fā)的產(chǎn)品還包括抗過載型發(fā)電機組、飛輪UPS機組等。這些產(chǎn)品都集成了飛輪儲能技術應用，但由于使用場景要求不同，產(chǎn)品配置參數(shù)、協(xié)調(diào)控制、保護設計、性能試驗及設備運維管理要求等都有所不同，在訂單執(zhí)行指令上進行細分處理。

（三）網(wǎng)絡化協(xié)同

企業(yè)生產(chǎn)組織方式由地理集聚向網(wǎng)絡集聚轉變，生產(chǎn)方式從集中變得更加分散，工廠不再是企業(yè)生產(chǎn)制造的唯一中心，通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、供應鏈協(xié)同，有效降低企業(yè)資源獲取成本，打破空間疆域，提升產(chǎn)業(yè)整體競爭力。

一是企業(yè)內(nèi)部協(xié)同。能源重工通過OA網(wǎng)絡平臺，形成跨設備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯(lián)互通，推動整個制造服務體系智能化。將營銷系統(tǒng)、商務系統(tǒng)、技術應用、研發(fā)設計、采購系統(tǒng)、生產(chǎn)制造系統(tǒng)等全部連接起來，所有業(yè)務流程在OA上完成。項目采購招標業(yè)務則納入中國能建集中采購平臺，通過集采平臺完成招標管理的全部流程。

二是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下，能源重工將自身定位為智慧能源綜合解決方案及核心裝備供應商，并積極實踐轉型。公司針對產(chǎn)業(yè)鏈信息不對稱以及管理系統(tǒng)多等經(jīng)營痛點，制定了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的解決方案。通過構建數(shù)據(jù)渠道，實現(xiàn)了與供應商和客戶企業(yè)的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。建立了供應商數(shù)據(jù)庫及評價系統(tǒng)、客戶關系管理系統(tǒng)、以及全球客戶設備監(jiān)控云系統(tǒng)。基于這些平臺實現(xiàn)了對供應商的管理和以用戶需求拉動組織生產(chǎn)的模式。

（四）服務化延伸

企業(yè)商業(yè)模式從產(chǎn)品向服務拓展，通過模塊化智能產(chǎn)品，實現(xiàn)多樣化服務，拓展企業(yè)利潤空間。能源重工在服務領域完成的電站裝備云服務系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡與公司所有分布在全球各地的內(nèi)燃發(fā)電機組實現(xiàn)互聯(lián)，將機組運行信息實時發(fā)布到網(wǎng)絡中，可通過常規(guī)網(wǎng)絡瀏覽器和手機APP實時對機組的運行狀態(tài)和參數(shù)進行查看和監(jiān)視，甚至做一些操作控制。同時在公司總部設立大屏幕的監(jiān)視站，為客戶提供更直觀的體驗。通過構建大數(shù)據(jù)平臺，運用邊緣計算等技術全面進行數(shù)據(jù)采集處理，實現(xiàn)了全球各地客戶運行設備的數(shù)據(jù)可視化，并可結合數(shù)據(jù)分析工具，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備運行評估、故障分析、異常排查、調(diào)度優(yōu)化、預測需求等輔助決策。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對裝備制造業(yè)轉型的賦能作用

在裝備制造業(yè)轉型過程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)幫助企業(yè)實現(xiàn)從經(jīng)驗決策到“數(shù)據(jù)+算法”的智能化決策的轉變。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將企業(yè)原內(nèi)網(wǎng)和企業(yè)間外網(wǎng)均涵蓋在內(nèi)，成為制造企業(yè)智造轉型的關鍵支撐和基礎設施。企業(yè)依托數(shù)字的可連接、可匯聚、可推演特性，對企業(yè)在決策、研制、生產(chǎn)、服務及工作等領域進行創(chuàng)新，最終以更低的成本、更高的效率，為客戶提供更好的服務體驗。這意味著構建全面智能化需依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺廣泛連接的能力、強大的數(shù)據(jù)分析與處理能力、人工智能、全面的平臺化服務能力、快速開發(fā)及構建良好用戶體驗的應用能力。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺通過與資源、資產(chǎn)、設備、流程、工具、系統(tǒng)、產(chǎn)品、工廠、供應商、客戶等建立物的實時連接，可以實時地了解業(yè)務的執(zhí)行情況，并通過機器學習等人工智能技術的應用，對業(yè)務數(shù)據(jù)進行理解和學習，進而對業(yè)務異常進行預警，對業(yè)務結果進行預測，甚至執(zhí)行規(guī)則學習和場景化自主決策。

五、前景展望

裝備制造企業(yè)要實現(xiàn)外部價值鏈延伸，打造智能化的產(chǎn)品和服務，提高生產(chǎn)率、降低成本、制造高價值產(chǎn)品，創(chuàng)造更多的效益，培養(yǎng)數(shù)據(jù)驅動的業(yè)務創(chuàng)新能力; 充分利用面向開放生態(tài)的平臺運營，聚焦供應鏈集成、智能化制造、遠程運維服務，實現(xiàn)裝備制造的轉型。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用，需要在以下方面加強工作部署：一是深化制造機理數(shù)據(jù)挖掘和模型構建，將業(yè)務流程、產(chǎn)品模型、產(chǎn)品設計和仿真計算有機結合，形成完善的裝備制造知識管理體系;二是通過工廠設備升級，將生產(chǎn)制造和試驗檢測設備、流程與信息高度融合，構建基于大數(shù)據(jù)分析的以APP形式進行生產(chǎn)/試驗追蹤;三是繼續(xù)完善在線互聯(lián)實時運維云服務系統(tǒng)，并向自主健康和智能化自愈方向研發(fā);四是根據(jù)已有的內(nèi)外部業(yè)務鏈協(xié)同經(jīng)驗，根據(jù)企業(yè)實際選擇適合的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺專業(yè)合作商，深化擴展和開發(fā)網(wǎng)絡平臺，使智能化轉型不斷規(guī)范化提高。

六、結束語

裝備制造業(yè)的體系特點決定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)難以形成像消費互聯(lián)網(wǎng)那樣的通用推廣模式，在全球經(jīng)濟一體化環(huán)境下的制造企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營面臨的市場環(huán)境更加復雜，智能化轉型更需要結合具體應用場景量體裁衣，而不是簡單直接的通用。制造智能化不僅是簡單地利用算法和模型來解決問題，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也并非簡單的設備聯(lián)網(wǎng)或機器換人，而是需要將制造業(yè)知識、軟件與硬件三者相互融合，需要企業(yè)對于自身業(yè)務情況、存在的問題和想要解決的問題進行系統(tǒng)性的梳理、定義和分析，從而制定出可行的智能化轉型規(guī)劃和路線。

（作者為葛洲壩能源重工有限公司總經(jīng)理）