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物联网是“工业4.0”加速前行的助推器

2015/4/13    来源:通信世界周刊    作者:朱洪波      
关键字:工业4.0  物联网  互联网+  智能制造  
回顾近年来,与“工业4.0”相关的概念,如物联网、智能制造、“互联网+”等层出不穷,那么这些概念与“工业4.0”的关系是什么,具有中国特色的“工业4.0”如何与上述概念有效结合?

  自“工业4.0”概念问世以来,我国在与德国展开充分合作的同时,也从自身情况出发制定了本土化的“工业4.0”策略。回顾近年来,与“工业4.0”相关的概念,如物联网、智能制造、“互联网+”等层出不穷,那么这些概念与“工业4.0”的关系是什么,具有中国特色的“工业4.0”如何与上述概念有效结合?带着这些问题,记者采访了南京邮电大学副校长、物联网研究院院长,江苏省物联网技术与应用协同创新中心主任朱洪波教授。

  从智能制造到智能消费

  Q:去年以来“工业4.0”概念迅速走红,使德国再次成为了工业制造领域的焦点。在您看来,德国提出“工业4.0”的动机是什么?我国在相关领域的进展如何?

  朱洪波:“工业4.0”是德国政府提出的一项高科技战略计划,该战略也被称为以智能制造为主导的第四次工业革命。人类社会传统的生产方式正在发生革命性变化,该战略旨在通过充分利用信息通信技术与网络空间虚拟系统(即信息物理系统CPS,Cyber-Physical System)相结合的手段,将传统的制造业向智能化转型。

  “工业4.0”的直接目标是将传统制造业的生产过程智能化,以全面有效提升制造业的智能化水平;从战略角度来看,“工业4.0”的目标是打造智能制造产业,让生产方式出现革命性转变,从而助力德国主导未来的第四代工业革命,这也是德国将其命名为“4.0”的原因。总的来看,德国“工业4.0”以智能制造为基础,有望带来革命性的变化。支撑“工业4.0”计划的基础就是信息通信技术和物联网。

  与德国相似的是,我国提出了“中国制造2025”计划,并于近期召开的“两会”上提出了与“工业4.0”基本相似的“互联网+”。基于去年中德两国签订的合作计划,以及双方共同的发展诉求,中德两国有望在工业制造领域展开深入合作。

  物联网的智慧服务包括工业制造和信息消费的智慧化服务,物联网未来发展的重点任务将是建设包括满足智能生产制造的“智慧工厂”,以及满足智能用户消费的“智慧商店”,目前,基于物联网智能制造“工业4.0”制定的“中国制造2025”计划已经成为我国今后10年的产业发展战略。

  Q:“工业4.0”包括哪些具体内容?在社会发展的大背景中,我们怎么看待“工业4.0”的定位?

  朱洪波:“工业4.0”项目主要包括三大主题:一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等,该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;三是“智能物流”,主要通过互联网整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。

  未来产业界将不仅进行硬件的销售,而且要通过提供售后服务和其他后续服务,来获取更多的附加价值,这就是软性制造;而带有“信息”功能的系统成为硬件产品新的核心,意味着个性化需求、批量定制制造将成为潮流;产业界需要充分利用互联网技术在制造过程中尽可能多地增加产品附加价值,拓展更多、更丰富的服务,提出更好、更完善的解决方案,满足消费者的个性化需求,走软性制造加上个性化定制道路。

  Q:与我国提出的“两化融合”相比,“工业4.0”有哪些异同点?

  朱洪波:“两化融合”指信息化与工业化的融合,是把信息网络技术应用到工业领域,“工业4.0”比“两化融合”上了一个台阶,不仅要求在工业制造过程中充分利用网络进行信息的传输,而且要使工业生产流程和制造流通智能化,这对系统和网络提出了更高要求,物联网是工业4.0的基础,而云计算、大数据等关键技术将在智能制造系统中发挥核心作用。

  物联网和互联网为关键技术

  Q:近来“互联网+”迅速兴起,您怎样看待这一趋势?

  朱洪波:互联网的发展已经进入到了“互联网+”的新历史阶段,物联网的应用将成为这个阶段的重要标志。互联网的基本功能就是实现人际之间信息的交互和传输;而物联网(Internet of Things)的关键就在于利用互联网的形式将世界上各种事物(包括物理的和虚拟的)连接起来,构建一个人、机、物之间信息实时动态交互的物联网环境,使客观世界甚至主观世界的事物都以拟人化的方式“主动上网”,以提供服务(Internet of Service),进而实现服务智慧化(Smart Service)。

  “互联网+”则是通过互联网及其他网络形式将传统社会的各行各业相互之间,以及与具有大数据处理能力的云计算信息服务平台相连接,实现人类社会、物理世界与信息网络系统的有机融合。“互联网+”的发展重点应该在于互联网的“末梢效应”及其“边缘价值”,其中的“末梢效应”是指互联网对与信息网络所连接的其他相关产业所能产生的影响和发挥的作用,而“边缘价值”则是指信息网络自身价值以外服务于其他行业所产生的间接价值和增值服务。

  总的来说,“互联网+”是利用互联网驱动信息社会发展的物联网新型表现方式,是将互联网的创新成果深度融合于经济社会各领域之中,提升实体经济的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。

  Q:过去几年物联网在我国发展得如火如荼,在您看来物联网与“工业4.0”之间的关系是什么?

  朱洪波:物联网并不是一个具体的网络或技术,而是应该表述为利用网络的联接性以提供智慧化服务的一种概念或者技术思想,物联网的技术思想可以定义为利用“泛在网络”实现“泛在服务”,就是利用无处不在的信息网络技术来满足无所不在的智慧服务需求。构建物联网环境的方式就是将智能化的感知与控制终端通过互联网嵌入和装备到农林牧渔、交通物流、健康医护、节能环保、家居安防、矿山能源、工业制造、城市服务等各行各业的环境和事物中,在一个统一的网络信息服务平台上通过泛在网络为无处不在的应用需求提供智慧化服务,实现互联网基础上多域资源和信息服务的协同与共享。

  “工业4.0”概念的提出,就是把制造业智能化,即把互联网和物联网技术应用到制造业领域,因此物联网和互联网是“工业4.0”发展中至关重要的技术。

  革命性技术乃突破点

  Q:您如何看待目前我国的物联网发展水平,要想支撑“工业4.0”或者“中国制造2025”,物联网发展还存在哪些亟需突破的环节?

  朱洪波:自2009年国家提出物联网计划以来,我国掀起了发展物联网战略产业的热潮。5年以来物联网领域的发展重点已经从早期聚焦于网络末梢的传感器、传感网及其联接方式,逐步向系统化产业化应用方向转移,智慧农业、智慧交通、智慧环保、智慧健康、智慧家居等传统产业基于互联网的转型升级和智能服务已经成为社会关注的重点,并在此基础上提出了实现区域性综合服务和管理智慧化的概念,智慧城市由此成为众多城市的标签;云计算、大数据已经成为推动物联网智慧服务产业发展的创新驱动力,利用互联网为传统产业提供智慧化增值服务的物联网产业开始进入了一个更高水平的发展阶段并且面临历史性转折。

  然而从战略目标和技术要求的角度来看,我国的物联网产业发展目前在整体上还处在较低的水平,面向物联网智慧服务的核心技术和关键技术尚未取得重要突破,系统级的智能化技术产品还没有形成,物联网智慧服务标准有待建立,各种物联网的应用基本上处于碎片化状态,未能达到面向具体行业的产业化、规模化水平;在智慧城市的发展过程中,尽管通过平台和大数据将不同应用集成到平台上,但仅仅是孤岛式的信息化集成应用,并远未达到智能化水平;并且大多数应用还只是在现有技术应用基础上“贴标签”,可谓是“新瓶装老酒”,很难提高发展的层次。

  物联网的技术支撑是什么?物联网的智慧服务需求期待支撑物联网的智慧服务系统,从用户末梢的智慧服务技术到智能化服务终端设备,从信息网络的智能组网技术到智慧服务网络设备,从信息平台的智能化大数据处理技术到智能化管理设备;信息技术面临革命性的挑战,物联网发展至今,我们需要通过强大的革命性技术来引领变化,并推动未来工业革命的发展,这也是物联网服务“工业4.0”或者“中国制造2025”所需要突破的关键点。

  Q:您如何看待“工业4.0”发展中的革命性技术?

  朱洪波:谈到革命性技术,我认为未来的信息社会发展不仅需要关注传输通道,还需要关注应用和服务的需求。以移动通信为例,从1G到现在的4G,其关注点都聚焦于传输通道本身,注重带宽和速率的提升。面对“工业4.0”和“中国制造2025”的新形势,我们的关注点需要转移到业务应用和用户体验。值得一提的是,目前业界对5G的关注点已经向用户体验倾斜,例如国际组织对5G的定义不再仅仅是系统所能实现的速率,还包括用户真实体验到的速率,这在移动通信发展史上尚属首次,此外,大规模天线阵列、超密集组网等技术也出现在了5G中,这些技术适用于高密度场景。

  从产业发展的角度来看,制造业和服务业缺一不可,未来智能应用的重点必将从制造业向服务业转移,惟有两个车轮同时转动,才能承载“互联网+”和物联网不断前行。

责任编辑:王慧敏
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