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我国工业互联网平台面临的挑战与对策

强哥聊工业 285

前言:

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回顾“十三五”时期,我国政、产、学、研、用各方结合自身优势积极推进工业互联网平台建设发展与应用实践,总体呈现蓬勃发展态势,但我们也要深刻地认识到平台发展的不足和面临的挑战。立足“十四五”规划,我国正处于从制造大国向制造强国迈进的关键时期,工业互联网平台作为新一代信息技术与制造业深度融合发展的核心产物,亟须进一步优化完善标准体系、提高平台供给能力、推进平台落地应用,切实服务好我国制造业高质量发展。

一、工业互联网平台发展面临的挑战

当前,我国工业互联网平台发展已经进入实践深耕阶段,但工业互联网平台基础设施要求高、建设开发部署难度大、应用场景复杂,更深度地建设发展和应用实践仍然面临诸多问题和巨大挑战。本章将充分结合我国工业互联网平台发展的实际情况,围绕基础供给能力、数据共享机制、关键标准制定和复合型人才供给四个方面分析我国当前工业互联网平台发展所面临的挑战。

工业互联网平台发展面临的挑战

1.1工业互联网平台基础供给能力不足

夯实工业互联网平台建设基础是发挥平台价值效益的前提,随着平台应用逐步加深,对于平台的基础条件要求也越来越高。目前,工业互联网平台基础供给能力的缺乏主要表现在三个方面。

1.1工业互联网平台基础供给能力不足

(1)工业设备连接与数据采集困难

从存量设备和增量设备两个视角来看,当前大部分存量设备需要通过加装各类传感器及工业网关等边缘计算设备才能够实现设备联网,数字化和智能化水平较低,在工业互联网平台进行设备联网过程中存在连接成本高、采集效率低等诸多问题。虽然当前大多增量设备已经具备联网功能,但是全球各类自动化厂商、研究机构、标准化组织等围绕设备联网推出上百种现场总线协议,协议不统一、标准众多且系统相对封闭等突出问题导致不同设备、系统采集的异构数据无法兼容,无法实现高效、实时、全面的数据互联互通、互操作。

(2)工业机理模型沉淀不足

据统计,我国工业互联网平台机理模型的缺失率仍然居高不下,这导致我国工业互联网平台难以实现工业技术、经验、知识的模型化、标准化、软件化、复用化,资源配置效率难以提升,工业机理、工艺流程、模型方法经验和知识积累不足,同时使得部署其上的工业App缺乏机理模型的支撑,工业App的价值和效益难以得到充分发挥,从而降低了平台服务内容的质量,阻碍了平台良性生态的构建。

(3)云化工业软件严重缺失

云化工业软件是将研发设计、经营管理、资产优化等传统工业软件,通过体系重构、代码重写的方式部署到云端。当前,我国本土的工业软件缺失严重,在高端工业软件领域,几乎被国外工业软件巨头达索、西门子、PTC等公司垄断;在核心技术方面,我国依然在奋力追赶,在云化工业软件领域面临着功能难以满足企业实际需求、性能难以进一步提升、良性生态构建困难等诸多问题。

1.2跨行业跨领域的数据共享机制尚未形成

构建基于平台的海量数据采集、汇聚、分析、共享的服务体系是工业互联网平台区别于传统数字化、网络化、智能化解决方案的重要特征。我国工业行业门类繁多,行业跨度大,涉及的资产类型多种多样,一个或几个平台难以覆盖所有行业,因此需要构建跨行业、跨领域的工业互联网平台。此类“双跨”平台既需要具备涉及多个行业和领域的技术、知识、工具和模型的供给能力,又需要具备数据采集、设备互联、平台管理、应用开发等一整套技术解决方案。

目前,我国虽然已有部分平台厂商构建了跨行业跨领域的工业互联网平台,但从技术层面来看,各平台之间功能依然无法互联互通、互操作;从机制层面来看,平台数据归属权限不清、数据共享机制不完善、数据安全监管体系缺失;从产业层面来看,各个平台无法有效联动、单打独斗现象明显。总体来看,构建资源开放共享、数据自由流动、要素充分连接的跨行业跨领域工业互联网平台尚需时日。

1.2跨行业跨领域的数据共享机制尚未形成

1.3工业互联网平台领域关键标准制定亟待完善

标准是产业实践的结晶,同时产业的发展需要完整的配套标准作为支撑。从目前来看,尽管国内一些科研院所、企事业单位已经提出了工业互联网平台的标准体系架构,并进行了积极探索与建设,但重点领域的关键标准仍有待完善。其中,工业互联网平台基本概念和术语不统一,平台应用实施、设备上云、绩效评价、监测分析、测试规范、参考架构等相关标准仍在制定过程中,在设备健康管理、模型融合、数字孪生等方面依然缺乏统一标准,平台间互联互通、互操作领域的标准缺失及不完善等问题进一步制约了平台生态建设和规模化应用。我国工业互联网平台标准体系仍需紧跟产业发展趋势,把握产业发展痛点,加快关键标准研制,以标准为引领加速工业互联网平台建设发展与应用推广,助力我国工业互联网平台发展水平和价值效益不断提升。

1.3工业互联网平台领域关键标准制定亟待完善

1.4工业互联网平台相关复合型人才供给不足

工业互联网平台的建设与应用既需要大量软件、应用开发等IT专业人才,又需要知晓工业机理、运营管理的OT类人才,尤其是IT与OT领域的复合型人才。我国工业互联网平台的发展对于相关复合型专业人才的需求也同步增长,但由于工业互联网平台建设涉及多学科、多领域的知识融合,人才孵化成本高、周期长,导致供给严重不足。目前,我国对于工业互联网平台领域专业人才的需求逐年上升,国家工业信息安全发展研究中心发布的《工业互联网平台应用数据地图》报告指出,我国“掌握工业互联网平台应用相关技能的人员比例仅在12%左右”,人才短缺已成为限制工业互联网平台普及的重要因素。

1.4工业互联网平台相关复合型人才供给不足

二、工业互联网平台创新发展的对策

为更好地引导工业互联网平台的创新发展,结合目前我国工业互联网平台产业发展现状,本节主要围绕基础支撑、资源共享、标准研制和产教融合四个方面提出相应的对策建议。

工业互联网平台创新发展的对策

2.1加强关键基础支撑,加速提升平台供给能力

“基础决定高度”,夯实工业互联网平台的关键基础是支撑我国工业互联网平台蓬勃发展的重要因素。

2.1加强关键基础支撑,加速提升平台供给能力

一是面向工业设备数据采集、边云协同、知识沉淀复用等基础共性关键技术瓶颈,组织政、产、学、研、用各方协同攻关、重点突破,推动平台关键技术迭代和核心产品功能演进,加快补齐平台建设发展核心技术短板。

二是基于平台将通用功能进行模块化封装,构建相关领域知识库、工具库和模型库,促进平台的工业知识复用和应用创新,加快平台应用部署速度,降低平台应用门槛和维护成本。

三是通过搭建具备通用性和扩展性的平台测试验证环境,开发针对平台特定应用场景的测试用例,对工业互联网平台的基础功能、性能和应用服务能力等进行综合测试验证,促进工业互联网平台相关技术加速迭代升级,提升平台供给能力。

2.2推进优质资源共享,打造融合发展新生态

资源汇聚和共享不仅是工业互联网平台建设的基础,也是构建新模式、新业态的重要环节。

2.2推进优质资源共享,打造融合发展新生态

一是创新资源共享模式,基于工业互联网平台引导不同行业、不同领域的龙头企业充分发挥自身技术、经验和资源等优势,加快研制工业机理模型、微服务组件及相关开发工具,依托平台应用市场和开源生态,面向平台开放相关资源,推动融合发展迈向更高水平。

二是提高资源共享水平,通过开发数据采集工具、建立数据流转机制、完善数据治理体系,基于平台向用户进行数据资源的开放共享,推动平台之间的数据安全共享流通,打通不同行业和不同领域的数据壁垒,支撑数据的深度挖掘及创新应用,形成优势互补新局面。

2.3加快标准研制进程,创新标准应用推广机制

以标准为引领推动工业互联网平台创新发展是落实国家战略规划的重要抓手。

2.3加快标准研制进程,创新标准应用推广机制

一是根据最新的技术发展情况和产业需求,动态更新工业互联网平台领域标准体系,充分发挥标准对夯实平台技术基础、强化平台供给质量、提升平台应用水平的基础性战略性作用。

二是把握工业互联网平台建设发展和应用实施的基础共性规律,组织开展工业互联网平台基础共性、技术性能和应用服务等方面的关键标准研制,为工业互联网平台建设与落地应用提供理论基础和实践支撑。

三是提升工业互联网平台相关标准的应用推广水平,加快标准试验验证环境建设、仿真系统及相关测试工具开发与应用,依托工业企业、科研院所、标准化机构等开展标准测试与试验验证工作,并及时总结产业优秀实践经验,加快推动标准制修订的迭代更新,通过标准科学引导并推动我国工业互联网平台的建设规划与应用实施。

2.4持续深化产教融合,培育平台专业复合人才

国家与国家的竞争归根到底是人才的竞争,我国在工业互联网平台领域已经取得了良好的开端,但人才的供给已经无法匹配目前发展的需求,亟须加快培育工业互联网复合型人才。

2.4持续深化产教融合,培育平台专业复合人才

一是深化校企合作,重构工业互联网平台建设和应用的课程体系和培养机制,支持校企合作,开展工业互联网平台人才的“订单式”培养,为工业互联网平台企业提供丰厚的理论指导和人才供给,逐渐形成产教融合发展局面。

二是依托工业互联网平台工程实训基地、工业互联网平台应用创新推广中心等载体,从硬件设备、软件系统、平台管理等方面出发,开发相应培训课程,打造教育教学、互动体验及展示宣传等多类服务,为相关学员提供“一站式”的工业互联网平台专业培训,满足工业互联网平台多层次复合型人才的需求,推进工业互联网平台加速落地实施。

三、结语

我国工业互联网平台具备全球最旺盛的市场需求和最完备的互联网生态。具备推进工业互联网平台、抢抓工业发展“换道超车”机遇的独特优势。而且,我国政府对工业互联网平台的重视有目共睹,工业互联网事关未来10-15年工业操作系统主导权之争,事关我国制造业竞争优势的确立,巩固和强化,也事关“中国制造2025”宏伟目标能否顺利实现。

抢抓发展机遇 巩固竞争优势 实现宏伟目标

部分内容参照:《工业互联网平台理论架构、评价方案与应用实践》一书,作者:李君、周勇,电子工业出版社

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