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余晓晖:推动“中国制造2025”与“互联网+”融合发展

2016年2月1日 09:49  CCTIME飞象网  

飞象网讯(赵志伟/文)2月1日消息,今天“工业互联网实践及推进研讨会和工业互联网产业联盟成立大会”在万寿宾馆召开,飞象网作为合作媒体做全程直播:

下面是中国信息通信研究院总工程师余晓晖的讲话:

余晓晖:尊敬的高主任,尊敬的各位领导,各位来宾,各位产业界的同仁,各位媒体的代表,非常荣幸也非常高兴有机会给大家分享一下我们对工业互联网的一些看法,我想可能我们的介绍是来自于一个第三方的介绍,后面还有几位企业的代表,他们会介绍他们企业的很精彩的实践,跟大家一起来分享。

首先我们怎么理解工业互联网,这个行业其实不同人的看法是很不同的,刚才高主任提到了,有很多概念,但是我们的理解认为,基本上这一次的关于制造业关于工业的一些判断或者研判,先进制造也好或者其他类似的事情也好,我们大体上认为它的方向是智能制造,当然智能制造落地最终是提高我们的质量、效率、效益、创新、绿色,它的一个技术基础我们认为是工业互联网,或者说我也很同意刚才高主任说的,也就是工业物联网,或者讲CPS,其实这里面很多概念核心的要义是一样的,只不过在不同维度介绍的时候,看法有所不同。但是这个我觉得不是那么重要的,或者说它的本质的东西是什么,可能才是我们最终关心的内容。

怎么去理解工业互联网,我们的一个看法,工业互联网并不是智能制造本身,但是是智能制造的基础设施,也是工业相关的一些应用和生态,怎么理解呢,我们怎么去看这个互联网,我们就怎么看工业互联网,其实这个是比较类似的。当然我们讲互联网的时候,首先它是一个基础设施,它实现了各种连接。在这种基础上,在互联网上形成了很多的新的模式、新的业态、新的应用,其实我们如果类比的话,工业互联网也可以是这么一个行业。我们把它定义,工业互联网是互联网和新一代信息技术与全球工业系统深度融合所形成的一个新的生态,它是工业智能化发展的一个基础设施。这是我们的一个理解,当然它的一个基础,它实际上,我们可以认为它是一个网络,实现了工业要素之间的连接,我们认为它是一个平台,在这个平台上通过工业数据的集成处理和分析,实现各种智能。在这个上面也会形成各种各样的新模式和新业态,这个是我们的一个基本的理解。如果说这是工业物联网我觉得也是没有问题的,这个差别本质上是差不多的,只是说看我们在多大范围看这个事情。这是我们看到一个示意,这是模仿了互联网的一个图,参照画了一个工业互联网的图,只不过跟互联网不同的是,我们可能把工厂内、工厂外要分别考虑得更清楚一点。因为它有机器的生产,毕竟和外面的是不太一样的。这是我们一个初步的理解。

我们认为工业互联网的实质是什么,我们认为实质首先是全面互联,在全面互联的基础上,形成一个数据驱动的智能化变革。在这个意义上来说,我们认为这个互联是基础,工业互联网一定是说工业系统的各种元素里面能够互联起来,无论是机器、人还是系统。在这个基础上为什么要互联,互联只是解决了可以通信的基本的东西其中还有更重要的是数据的流动或者说数据端到端的流动,充分的流动,这样跨系统的流动,在数据流动技术上充分分析、建模。在这里面我们所说的智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸,下面讲了很多,它的基础是在前面互联的基础上,通过数据流动和分析,形成现在新的模式和新的业态。可能大家对三大集成很熟悉,其实无论是纵向、横向还是端到端的集成,最本质的是在互联的基础上实现数据的充分流动和共享。这是工业互联网的基理,它比现在的互联网更强调数据,更强调充分的连接,更强调数据的流动和集成以及分析和建模,这个我们觉得和现在的互联网是有所不同的,工业互联网我们觉得一出来,它的一个本质的东西是要有数据的流动和分析。

其实互联网和工业的融合已经很长时间了,最早从供应链电子商务包括需求端这部分电子商务,很早就开始了,但是我们理解说这次工业互联网他们会深入到工业的制造的核心环节和工业的全流程全产业链和产品的全生命周期。我们这边画了一个图,可以显示一下我们对工业互联网一个系统的理解,它可能从智能工厂以及工厂之外的各种平台,可以看到这里面很多是传统的工业要素,也有很多是看起来由于工业互联网发展所带来的新的要素,比如说机器的智能化,智能控制系统,新出来的工业数据平台、仿真平台、工业云平台,出现了一个新的要素。换一个角度看,我们看工业互联网可以从不同的视角看,比如我们从工厂去看,它可能最核心的是智能工厂,以及这个智能工厂如何跟互联网外界,你的客户和供应商进行充分的交互和协同。如果从互联网企业的视角里,我们看到更多是商业模式的变革,商业模式的创新以及通过商业模式创新直接深入到整个的生产环节,也就是C2M环节。如果从电信的视角可以看到这里面有很多基础设施的问题,包括网络基础设施包括安全的保障等,把这几个视角放在一起,这算是一个比较完整的我们去理解工业互联网的概念。

工业互联网与装备的智能化、工业自动化、数字化的关系,工业互联网是面向4.0的,是在上面所实行一个系统级的智能化,这里面还有很多装备,比如需要自动化、机器人还有智能机床等等,需要每个环节的智能化、自动化、数字化,在这个基础上我们再把这个系统连起来再通过数据流动,形成一个新的智能,这是一个系统级智能,这个系统级的智能加上这个单点的智能,我觉得这才构成我们现在看到的发展方向。从这个意义上来说,工业互联网所解决的不是某一个单点的问题,解决的是一个全系统的问题,是一个系统级的智能问题,这是我们理解2.0、3.0、4.0的关系或者智能、自动化、数字化的关系。

在这里面就会提到体系架构,我们观察了一下,目前全球无论从美国还是德国,基本上把体系架构作为工业互联网或者智能制造发展的一个非常重要的抓手,我觉得这里面更多是借鉴了IT的方法论,形成一个企业架构,去指导技术路线,确定标准化,测试床,应用案例,解决忙按和商业推广。工业4.0美国已经出了,德国已经出了,方法是什么,快速迭代反馈,修正这些内容,形成闭环。这是我们看到的全球目前做得比较多的方法论,其实这个方法论对我们来说我们中国的互联网化里我们怎么考虑我们的方法论。

这是美国工业互联网联盟的体系架构,这个是4.0的体系架构,这两个体系架构有所不同,但是这两个体系架构已经做到了好几次的对接,对这个结构,美德这两大阵营达成的共识是,基本上认为这个体系,所谓工业互联网联盟这个体系更多是CPS或者工业互联网的概念,这个体系和德国4.0的体系是对上的,德国是三个维度,它是一个维度。德国叫CPS,制造的CPS,他们认为和这个里面是完全一样的。不同的在于德国4.0关于全生命周期的这种管理和全层级工业系统,这两个维度做得更深更细致,这是两个体系架构目前出现趋同的方式。更多的强调数据控制和生产,这是目前看到的一个大的方向。

这是我们研究院提出的一个初步的理解,我们认为工业互联网这个体系架构,这是我们的一个理解,我们也大概分为几个部分,首先网络的互联是基础,这个不用质疑,所有的里面需要互联起来,无论是工厂内和工厂外。第二,数据是核心,以数据为核心形成两大闭环,一个是控制,CPS最重要的是可以回馈到控制,基于这个数据怎么反馈到生产制造这个环节,这是我们说的一块。还有一块是运营决策,跟上层的工厂级或者企业级的决策,这两大闭环是基于互联和数据流动所形成的体系,我们认为这个是这一次智能制造的和谐,也是智能工厂的核心。当然还有安全。这上面我们理解的这样一个架构,当然围绕这个架构还会形成不同的展开去介绍,这个架构我们还会跟联盟成员一起来讨论和推动,我们想未来可能会以联盟的方式,我们会发布一些研究的成果。

稍微展开一点,第一个是网络体系,这个是互联网网络体系,互联网网络体系是三块,一块是互联,全球的路由器,第二是ZNS,也就是我们平常的上网,这是一个解析。还有就是万维网,应用服务体系,这里面有语义语法理解,实现互联网连接。工业互联网的体系大体上分为三类,一个是全球的互联体系,能够把工业系统互联起来,第二是标识解析体系,这个跟DNS不一样,是识别我们的机器以及我们的物品,这是一个全新的体系,还有应用支撑体系,有语义级的理解和应用交互。这三个体系是我们认为未来互联网发展很重要的网络三大体系。

关于网络本身,不详细展开了,这是我们看到的工业网络,有离散性的工厂作为案例,这是一个三级两层的架构,是一个封闭的标准唯一的体系,工业系统跟IT系统很不一样,它的一个不开放的或者不怎么开放的标准特别多的这么一个封闭的系统。我们现在工业互联网很多是通过IT的思维或者互联网思维,这样的方法重新改造工业的原来的一些体系。在这种情况下我们可以看到,现在的网络这里面分了很多级,细的不展开了,大体上我们认为工厂内部的网络游四个趋势,IP化、扁平化、无限化和灵活组网,柔性生产的需要,能够灵活组织工业系统。对于工厂外的网络里面我们目前有几个基本的判断,第一个,TCP/IP的互联网技术体系在较长时间内将具有产业化共识的严谨路径,还某些环节的技术创新存在需求和可能,有一些新的虚拟化的技术。5G网络,还有工厂内的网络和工厂外的网络。应用支撑体系,这个里面解决的工厂内不同系统间数据怎么集成,工厂和外面到云平台里面的数据怎么集成,从语法和语义上怎么去理解,这个是非常重要的,实现网络的互联,没办法,还不能达到数据的流动,必须有数据连接级的考量,实现数据的连接和集成,这是应用支撑体系。

关于工业互联网数据,我们这里面有这样一个模型,这个模型我们分成的是采集、交换、分析处理等,这里面其实最重要的,或者我们说CPS里面最重要的一点,我们通过数据的架构的建立,实现的物理实体和这个数字空间的对接,所谓的“双胞胎”,这里面是非常关键的。下面是物理空间,上面是网络空间,这两个合在一起,通过数据的建立,形成这样一个模式。在这个基础上形成智能制造的无论是智能生产还是优化。这个是全球目前看大数据在工业制造业里的一些应用场景,这个是很初步的一个起步,这是全球的一个基本的情况。这是一个大的方向。

安全不详细讲了,最大的问题是原来工业系统的安全分为三个部分,所谓功能安全、信息安全、物理安全,过去的功能安全,如果在工业互联网智能制造场景下,这些安全会融合在一起相互影响,这是我们面临的最大的影响。

最后介绍一下有几个路径,我们分析目前看到的国内外企业里面开展的,大体上分为两大类,一个叫自下而上,就是从智能工厂开始考虑整个智能制造的建设,第二个从上而下。第一个是叠加式网络加系统的智能工厂探索,不动工厂的现在的体系,但是在上面通过叠加传感器、数据平台、网关,把这个数据纵向打通,打通以后再反馈到MES系统到决策系统,实现所谓的产线优化、智能排程等等。这是一个模式,这个模式应该来说是比较容易做的,目前已经有很多的实践。第二个是集成式的,我们说叠加式能形成一部分的智能制造的功能,但是做不到很充分,从PRC到执行器这里面包括MES系统里都做很大的改动,这是一个有点像全新的模式,这里面能实现数据充分的交流和沟通。这是另外一种模式,这个模式目前还比较小,但是这是一种比较新的模式,这种代价也比较高。第三个是自上而下的,基于产品的智能化和联网的智能延伸服务,不详细展开了。第四个是基于企业间深度联网协作的云制造,主要是基于外部的供应链的包括产业链嫁接的合作伙伴里面通过云平台之间形成协同的。最后一个模式是通过互联网实现供需对接的C2B/B2B规模化定制生产,这里面一个C2M,从原来的延伸下来的一个方式,这也是目前我们看到在不同的行业里面都已经看到了这样一些案例,包括C2B的包括B2B的定制。

在这个基础上可以看到,这个工业体系产业体系也会发生很多变化,也会有新的可能,这里面有个图可以看到,在工厂内工厂外都会有新的平台出来,新的数据处理平台新的云平台等等,还有从工业控制系统到工业网络等。

推动中国制造2025与“互联网+”融合发展,其实怎么把中国制造的发展和互联网的实践结合在一起,这里面是一个非常大的机遇,这个机遇对工业是一个很大的机遇,对互联网也是很大的机遇,这也是互联网的发展方向。对中国来说,可以看到在每个维度里我们都有自己比较好的企业,某种程度上中国有自己的比较优势,我们怎么把这三方力量结合在一起,对中国来说我认为是一个非常重要的命题,我想这也是我们下午成立工业互联网联盟一个非常重要的目的。

以上是我的介绍,谢谢大家。

编 辑:赵志伟
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