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工业互联网的关键核心技术有哪些

  工业互联网的关键核心技术主要涵盖“一硬(工业控制)+一软(工业软件)+一网(工业网络)+一安全(工业信息安全)”四大基础技术,“边缘智能+工业大数据分析+工业机理建模+工业应用开发”四大关键技术,以及“开源平台+开源社区”两大杀手锏技术。

  近年来,我国工业互联网发展迅速,但在热潮的背后,上述关键核心技术存在空心化、短板化、空白化等现象,应引起高度重视。

  目前,国内领先的工业互联网平台基本上都是以国外的基础工业体系为基础,工业互联网平台所依托的“一硬、一软、一网、一安”等产业链主要由他人掌控。

  数据显示,中国95%以上的高端PLC和工业网络协议市场被GE、西门子、罗克韦尔、施耐德等国外厂商垄断,本土品牌主要集中在国内低端工业控制系统市场。

  中国90%以上的CAD、CAE、MES、PLM高端工业软件市场被SAP、西门子、达索、PTC等国外厂商垄断,本土企业的工业软件大多集中在企业管理上,在工业场景方面结合经验不足。

  受此制约,工业互联网的数据库安全、数据传输安全、数据权益安全以及相应的工业安全都比较滞后。总体来看,我国工业互联网基础技术严重空心化。

  首先,在边缘智能方面,国外厂商的设备数据不开放,接口不统一,设备数据兼容性差,采集门槛高,采集难度大。我国80%的平台连接设备协议不足20种;

  其次,在工业大数据分析方面,缺乏标准化、低成本的解决方案,数据分析解决方案成本高,开发周期长,复制推广难度大,中国83%的平台提供的分析工具不足20种;

  第三,在工业机制建模方面,我国缺乏通用方法、基础工具、开放接口等标准。将工业机制转换为可供开发人员使用的微服务模块还有很长的路要走。中国68%的平台提供的产业机制模式不足20种;

  第四,在工业应用开发方面,存在应用标准制定滞后、微服务组件颗粒度难以界定、开发过程缓慢等不足。据不完全统计,我国工业APP数量不超过2万个,特别是杀手级的工业APP,难以满足企业的云需求。

  (2)开源社区建设空白。我国工业互联网平台开源社区建设尚属空白,严重制约了工业互联网平台建设和工业应用程序的培育。

  从顶层设计的角度出发,尽快出台关键核心技术创新路线图迫在眉睫,国家组织实施了工业互联网创新发展工程,但要集中工业、大学、科研等专业资源,制定工业互联网关键核心技术路线图,进一步明确关键核心技术的内容、任务、路径和时间表,引导更多社会力量有序参与到重点核心技术创新生态建设。

  从产业生态培育的角度看,产业、技术、金融的融合还不够。目前,工业互联网平台尚处于“高资本投入、长回报周期、商业模式不成熟”的初步建设阶段。迫切需要建立产业互联网产业基金,引导多层次资本市场加大对产业互联网技术创新的支持力度,开放产业发展、技术创新、金融服务生态链,形成产融结合,良性互动发展模式。

  从平台建设的角度看,龙头企业非常重视单打独斗、轻合作。2018年,在国家工业互联网创新发展工程的推动下,不同类型的龙头企业以多种方式搭建了工业互联网平台,但由于这些企业之间的竞争关系,在跨行业、跨领域的产业互联网平台建设中,这些技术互补的龙头企业之间的合作不够深入,导致工业互联网平台在行业覆盖度、功能完整性、模型组件丰富性等方面发展严重滞后。

  从组织保障看,组织变革跟不上导致工业互联网创新生态建设在企业内部难以落地。在企业内部构建工业互联网创新生态系统是一项系统工程,需要从理念、技术、管理、商业模式等方面进行全面思考和布局。

  首先,共同推进工业互联网、国家制造业创新中心和制造业“双创”建设,改善工业互联网核心技术创新生态。

  一是建设国家工业互联网创新中心,有效整合企业、高校、科研院所和产业组织的创新资源,建设国家制造业创新中心,突破技术、组织、商业、资本的分工和壁垒,构建产业互联网创新生态系统;

  二是将工业互联网平台作为国家制造业创新中心的重点建设内容,鼓励国家制造业创新中心自建或依托第三方工业互联网平台开展协同研发和协同创新;

  三是推进平台化管理创新。鼓励企业依托工业互联网平台,加快组织和管理变革,充分发挥平台的赋能和智能化作用;

  四是引导大型制造企业依托工业互联网平台,加强与产业链上下游企业的合作,探索构建资源共享、价值共创、风险共担的创新生态系统。

  其次,共同推动工业互联网、电子信息和工业软件的发展,完善工业互联网基础技术创新生态。

  提升自动控制与感知产业支撑能力,加快推动智能传感器、可编程逻辑控制器、分布式控制系统、数据采集与监控系统等研发和产业化;

  实施工业技术软件化工程,推动新型工业软件、工业大数据建模分析、工业微服务组件等核心技术的研发和产业化;

  夯实工业网络基础,推进IP网络化、无线化、扁平化、柔性化的企业内网技术改造和建设部署;

  构建工业互联网安全保障体系,增强设备、网络、控制、应用和数据的安全能力,实现工业生产系统和商业系统的全方位保护。

  培养一个与设备协议兼容的开源社区,引导企业开放各种标准兼容和协议转换技术,实现多源设备和异构系统之间工业数据的有序流动,确保设备的“连接性”;

  加强对工业APP开发者人才支撑,支持工业互联网平台企业与高等院校、科研院所、行业联盟、行业协会、专业机构联合举办工业互联网“创业创新”开发者大赛,以工业互联网平台为依托,打造新的“创业创新”生态系统。

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