工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

　　從目前工業(yè)界關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的研究與實(shí)踐情況來(lái)看，要想給出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的準(zhǔn)確定義，還是一件比較困難的事情。眾所周知，全球互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用始于上個(gè)世紀(jì)90年代，距今雖然只有短短的20年左右的時(shí)間，卻帶來(lái)了許許多多令人矚目的變化。從電子郵件、企業(yè)與政府的網(wǎng)頁(yè)，直到娛樂(lè)、購(gòu)物、旅游等生活的方方面面，人們時(shí)時(shí)刻刻都在互聯(lián)網(wǎng)的世界里感受著工作和生活的變化。如今，人們已經(jīng)感覺(jué)到互聯(lián)網(wǎng)能夠做的事情還遠(yuǎn)不止于這些，互聯(lián)網(wǎng)還可以在智能機(jī)器之間的相互連接方面發(fā)揮重要的作用，并促成人與機(jī)器的高度協(xié)同。根據(jù)美國(guó)思科公司的報(bào)告，到2020年世界人口預(yù)計(jì)是76億，平均每個(gè)人要連接的設(shè)備將達(dá)到6.58臺(tái)，而這個(gè)數(shù)字在2003年只有0.08臺(tái)。這充分說(shuō)明隨著工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的持續(xù)演化，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將賦予工業(yè)價(jià)值更多新的內(nèi)涵，從而成為改變?nèi)祟惿詈蜕a(chǎn)方式的新動(dòng)力。今天的信息技術(shù)能夠給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供三種能力：一是機(jī)器與機(jī)器之間是可互通的;二是機(jī)器與人之間是可交互的;三是數(shù)據(jù)、軟件與物理世界之間的關(guān)系是可重新定義的。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的意義在于它把“互聯(lián)網(wǎng)的思維”作用到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用和服務(wù)的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)人員、機(jī)器和數(shù)據(jù)的有效連接與融合，從而達(dá)到資源配置優(yōu)化、產(chǎn)品生產(chǎn)總擁有成本最低且品質(zhì)最佳的目的。

　　除了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)外，現(xiàn)階段同樣受到高度關(guān)注的新概念還有云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0等熱詞。事實(shí)上，我們認(rèn)為這些概念都是同一個(gè)問(wèn)題的不同方面，只是觀察的角度不同而已。云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)更多的是在技術(shù)實(shí)現(xiàn)的層面上去勾畫一種計(jì)算資源與物理環(huán)境深度融合的體系架構(gòu)，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)4.0這類新生產(chǎn)方式的技術(shù)基礎(chǔ)。2006年，美國(guó)科學(xué)院發(fā)布的《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》還提出了一種稱作“信息物理系統(tǒng)”的新概念及其相應(yīng)的研究規(guī)劃，這同樣也是為未來(lái)更大規(guī)模的計(jì)算智能系統(tǒng)研究和應(yīng)用建立必要的理論基礎(chǔ)，提供更有效的技術(shù)架構(gòu)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，德國(guó)提出的工業(yè)4.0戰(zhàn)略更注重在工廠層面的智能化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用;而美國(guó)提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略則更強(qiáng)調(diào)如何從產(chǎn)業(yè)鏈上去挖掘信息的價(jià)值，以及如何從大數(shù)據(jù)的融合中去全面提升產(chǎn)品全壽命周期的價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)更少的資源消耗、更高的產(chǎn)品質(zhì)量、更好的技術(shù)性能、更周全的運(yùn)維服務(wù)等目標(biāo)。顯而易見，無(wú)論是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)4.0戰(zhàn)略，都需要給信息技術(shù)的內(nèi)涵和外延注入更多新的元素，使得自動(dòng)控制、機(jī)器學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)挖掘等一般方法能夠在新的技術(shù)環(huán)境中得到最有效的應(yīng)用。

　　智能制造生產(chǎn)體系

　　談到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就不能不涉及智能制造。因?yàn)槿绻麤](méi)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)大的計(jì)算與通信能力支撐，智能制造的生產(chǎn)體系也就無(wú)法建立。智能制造是指在工業(yè)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)采用高度柔性與高度融合的方式,通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類專家的知識(shí)，進(jìn)行生產(chǎn)組織與產(chǎn)品加工的一種活動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)智能制造的生產(chǎn)模式，必須具備以下幾個(gè)基本的特征：即生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和自動(dòng)化;生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，甚至于供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈之間，均已實(shí)現(xiàn)了信息的互聯(lián)互通;生產(chǎn)過(guò)程的管理，包含資源的配置、流程的設(shè)定、效能的優(yōu)化等事務(wù)均已采用數(shù)據(jù)融合、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行處理。目前，美國(guó)、日本和德國(guó)等少數(shù)幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，在部分工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中已初步采用了智能制造的生產(chǎn)模式。例如，美國(guó)智能制造領(lǐng)袖聯(lián)盟在2013年開始建造“開放的智能制造技術(shù)平臺(tái)”，這是一種可以運(yùn)用數(shù)據(jù)建模和仿真技術(shù)的通用平臺(tái)，通過(guò)高仿真建模和新型傳感器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程設(shè)備的實(shí)時(shí)控制和在線優(yōu)化，從而大幅減少能耗，并主動(dòng)地管理整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)、工廠乃至供應(yīng)鏈的能源使用情況。在德國(guó)，西門子公司的可編程控制器制造廠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，使得工廠內(nèi)大多數(shù)設(shè)備能夠在脫離人類操作的情況下對(duì)零部件進(jìn)行選擇和組裝。有趣的是執(zhí)行這些智能控制算法的機(jī)器也就是同一個(gè)生產(chǎn)線的產(chǎn)品，這至少說(shuō)明智能制造也并非是難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜技術(shù)。