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关键词:互联网技术 工业自动化 智能化 网络化
1 互联网技术给工业自动化带来的变革
当前,互联网技术已经在工业领域得到了一定应用,对工业自动化带来了巨大变革,主要表现在以下几个方面:
1.1 提高供应链管理效率
将互联网技术应用于供应链管理中,能够使供应链管理中采购、库存、销售等各个环节衔接起来,提高供应链运作效率,降低生产成本。如,在生产设备中应用数据与信号处理技术,及时采集生产设备的相关信息,并在生产中利用识别技术监控原材料的消耗,能够实现工业生产自动化管理。欧洲的空中客车公司将传感网络技术应用到供应链管理中,构建了全球制造业效率最高、规模最大的供应链体系,实现了供应链管理的高效运作。
1.2 优化工业生产工艺
在工业生产线上引入互联网技术,不仅提高了生产线过程检测、生产设备监控、实时参数采集、材料消耗监测的自动化水平,而且还提高了生产过程监控、诊断、控制、决策、维护的智能化水平。如,钢铁企业在生产过程中应用通信网络技术和传感器技术,实现了对加工产品温度、厚度和宽度的实时监控,确保产品质量始终处于受控状态,促使生产流程不断优化。
1.3 强化环保监测
在工业生产中,通过将环保设备与互联网技术相融合,能够实现对各种工业污染源及污染治理关键指标的实时监控。环保部门可在重点排污企业的排污口安装无线传感设备,实时监控企业的排污情况,一旦发现污染物排放超标,则可远程关闭排污口,从而有效遏制环境污染事件的发生。
1.4 保障工业安全生产
在工业生产中,通过将传感设备布置到作业现场和设备中,可以建立起开放化、系统化、多元化的综合网络监管平台,充分发挥网络监管平台实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制各种作业危险的作用,通过实时了解危险环境中作业人员、生产设备以及周边环境的相关信息,从而及时消除安全隐患,保障工业生产安全。
2 互联网技术给工业自动化带来的启示和创新机遇
随着互联网技术的不断发展与广泛应用,传统的工业自动化系统应当在各个环节与先进的互联网技术进行融合,并在终端应用系统开发、信息安全、标准体系、互联互通、测试技术等方面进行全面升级。从当前技术发展前景来看,互联网化的工业自动化产品将更加网络化、小型化、低成本化,不仅有利于强化生产过程控制,更有利于提高工业生产力。由此可见,互联网技术的应用,势必会给工业自动化发展带来更多的创新机遇。
2.1 控制系统网络化
随着网络通信技术的不断发展,工业控制系统由最初的计算机集中控制系统,到第二代分散控制系统,发展到现在的现场总线控制系统,使得网络化控制系统成为工业自动化领域的前沿课题之一。在工业控制系统网络化发展的背景下,相比较基于客户端/服务端的网络化控制系统而言,基于多系统的智能控制系统具备更好的移动性、自主性和灵活性,能够解决网络化控制中的复杂问题,使其成为了工业控制系统网络化的必然发展趋势。工业控制网络要进一步融合现场总线、以太网、嵌入式技术、无线通信技术和多种控制网络互联技术,增强控制系统的稳定性、互操作性和开放性,为降低生产成本、强化生产管理提供技术支撑。
2.2 工业通信无线化
将互联网技术应用到工业通信领域中,可为实现工业通信无线化带来新契机。尤其在有线无法使用的作业现场,使用无线通信更能发挥其确定性、可靠性、实时性、兼容性的优势。在未来发展中,各大供应商在工业自动化产品中应积极引入蓝牙、GPS、WiFi、LTE、WiMax等先进技术,增加产品的通信功能和无线联网功能,推动工业通信无线化的实现。当前,无线技术在工业自动化领域的应用仍局限于采集和监控方面,但是随着无线技术可靠性的不断增强,势必会扩大在工业自动化领域中的应用范围。
2.3 仪器仪表智能化
当前,我国适用于工业领域的仪器仪表大多数属于中低档水平,而高档、大型的仪器设备均依赖于国外进口,严重阻碍了我国工业自动化创造水平的提高。为此,我国仪器仪表行业必须借助互联网技术积极开展新型产品研制,使仪器仪表向高智能化的方向发展。与传统仪器仪表相比,新型仪器仪表与元器件应具备微型化、电子化、数字化、智能化、网络化、计算机化、光电机一体化、综合自动化的特点。如,通过在仪器仪表模式识别、图像融合中引入智能感知与压缩感知技术,以增强仪器仪表的智能性。
2.4 安全生产自动化
安全生产管理一直以来是工业生产的重中之重,随着信息技术、互联网技术、计算机技术的不断发展,为有效提高工业安全生产水平带来了机遇。工业安全生产主要分为机械安全和过程安全两大部分,机械安全可以通过使用安全按钮、安全门、安全传感器、安全总线、安全PLC等产品加以实现,过程安全则需要保障机械运作过程、人员操作过程以及作业环境的安全性,要求在不影响正常生产的情况下,制定和落实安全解决方案。当前,在工业生产领域所采用的安全仪表系统(SIS)就是能够确保机械安全和过程安全的重要措施。SIS网络建设以互联网技术为支撑,通过采集、汇总、存储生产控制系统(如PLC、DCS系统)的重要参数,使安全管理人员及时了解和准确分析生产信息,从而保障生产控制系统网络始终处于可靠运行状态,提高工业安全生产的自动化水平。然而,我国生产的SIS产品获得功能安全认证的较少,所以如何提高计算机网络系统的安全性已经成为今后提高SIS网络建设水平的关键所在。
2.5 通信协议标准渐近化
通信协议标准化意味着以网络环境为依托的工业控制系统具有更加良好的可操作性。众所周知,TCP/IP是互联网中应用最为广泛的通信协议标准,分散控制系统(DCS)在控制网络中自成体系;现场总线控制系统(FCS)虽然达到了国际标准,但其种类相对较多,从而增大了选择难度;工业以太网是一种新型的控制系统。随着工业生产自动化系统向智能化、网络化、分布化的方向发展,要求通信协议必须具有开放性的特点。从国内目前的总体情况上看,标准的水平相对较低,同时标准制定与修订的速度比较缓慢,高技术标准的缺乏成为制约国民经济发展的主要问题之一。为此,加快工业自动化控制系统相关通信协议标准的制定已经势在必行。
3 结论
总而言之,互联网技术已经成为工业领域中最热点的应用技术之一。为了加快我国工业自动化的发展进程,促进工业可持续发展,有必要在工业领域中充分应用先进的互联网技术,使其渗透到工业生产的各个方面,实现工业生产工艺流程最优化、安全生产自动化、控制系统网络化、供应链管理高效化的目标,从而为提高我国工业经济发展水平奠定坚实基础。
参考文献:
[1]宋慧欣.物联网,自动化行业新机遇、新挑战[J].自动化博览,2013(4).
[2]孙柏林.展望“十二五”:工业自动化发展的机遇与挑战[J].中国仪器仪表,2011(5).
[3]廖育梅.面向工业自动化的物联网技术的应用研究[J].数字技术与应用,2013(12).
关键词:互联网技术;服务业;转型升级
当前是一个信息化和科技化高度发展的社会,人们的生产与生活离不开互联网。现代产业的升级和转型依靠的主要动力就是互联网在传统产业中的渗透,这一转型标志着传统产业向着智慧化、数据化和信息化方向发展。
1互联网技术创新促进服务业转型升级的路径
1.1消费服务的升级和转型通过互联网技术创新实现
在经济发展的过程中离不开消费的带动。当今互联网快速发展,这样一来有助于传统消费由之前局部单一的模式快速向全球化、多样化的模式转变。以下是消费服务升级和转型的几点重要表现。首先,促进服务消费偏好快速优化。消费者需要的产品信息能够通过互联网安全并且及时地获得,虽然售卖者与消费者之间的信息存在一定程度的不对称,但是消费者的偏好得到了一定程度的优化。其次,服务消费成本得到有效节省。互联网存在很多优势,首先利用其购物的时间较为自由,另外购物的成本较少,能够购买的商品种类较多,消费的成本也能够得到有效降低。最后,服务消费市场得到有效开拓。总而言之,当前互联网技术不断创新,能够更加便捷安全并且快速传播有效信息,传统的消费服务的一些缺陷能够通过现代的平台得到及时弥补,从而实现便捷化、专业化、个性化以及智能化。
1.2生产服务的升级和转型通过互联网技术创新实现
生产过程服务化通过一系列互联网技术创新得以实现,诸如智能机器人、大数据以及云计算等,以下是生产服务升级和转型通过互联网技术创新得以实现的几个重要方面。首先,智能化的产品研发过程可以通过互联网技术来实现。对产品进行分析的相关数据的自动整理收集的过程可以通过互联网技术来实现,同时产品性能的相关参数也可以根据消费者的偏好进行及时的修改,从而使产品的研发和设计更加符合相关政策标准和用户的需求。其次,智能化管理的产品生产过程可以通过互联网技术来实现。产品的相关信息可以通过无线传感器及时获取,同时还可以根据相关数据的随时更替及时调控系统,从而保证健康安全的产品生产过程。再者,智能化监控产品的流通过程可以通过互联网技术来实现。通过互联网技术,能够可视化调控产品的质量信息和生产流通过程,从而实现远程连锁智能化销售大规模多种类的产品。
1.3公共服务的升级和转型通过互联网技术创新实现
当前我国人口老龄化以及城市化现象较为严重,随之而来的便是严重的基本公共服务的严重缺失和不足,诸如养老、医疗、教育等。利用互联网创新技术,可以有效提高公共服务资源配置的效率,从而实现公共服务的快速转型和升级。首先,不同区域的公共服务的需求偏好可以通过互联网技术进行有效分析。通过网上调查问卷的方式及时收集不同区域的消费偏好以及公共服务的需求,从而均等化配置基本公共服务。其次,智能化、个性化的供给公共服务可以通过互联网技术来实现。监控、传递并交换公共服务消费信息可以通过现代互联网通信技术来实现,同时智能化供给公共服务信息也可以通过互联网技术来实现。消费者可以通过网络平台及时评价公共服务的质量,为相关政府部门提供更加合适的公共服务提供有效参考,从而使公共服务的资源配置效率得到有效提高。
2互联网技术创新促进服务业转型升级的对策
2.1传统服务企业应积极引入“互联网+”新元素,全面迎合互联网技术创新
传统服务业与互联网技术在“互联网+”背景之下进行了深度的融合,进而促进了新经济模式的产生,服务资源的配置效率得到了全面的提升。对于服务企业来说,应及时积极地应用互联网技术,只有这样才能够深度融合互联网技术与传统服务业,进而促进现代服务互联网消费平台的建立,从而进一步促进分享经济的快速发展。在互联网发展过程中,信息技术是核心,服务企业应及时加强信息技术的业务培训工作,诸如数据处理、软件、信息等,同时还要注意现代信息技术应用型人才的培训和引进,从而促进传统服务内容与企业自身信息技术的进一步融合。随着平台经济和分享经济的快速发展,对于服务企业来说应不断提升自身全面融合信息技术的能力,从而快速构建满足市场需求和具有行业特征的经济平台,进而促进平台的品牌效应进一步扩大。对于传统服务业企业来说,应重视“互联网+”新元素的及时引入。传统服务业包括养老、医疗、住宿、餐饮、流通以及商贸等应积极尝试分享经济新模式,它全面融合了服务、营销和管理,可以大幅度提升企业自身的服务效率。有效利用互联网技术有助于特色应用软件的开发,从而促进特色专业分享经济平台的建立。除此之外,还有助于现货交易电子商务平台的建立,进而有助于传统服务业升级转型。
2.2政府应逐步完善保障机制以促进互联网技术创新与分享模式应用
上层建筑推动和保障各类事物的正常、有序发展,互联网作为一项重要技术,首先就需要通过制度和政策加以引导和给予支持,这样才能实现技术进步和革新。例如,在2015年底提出要想实现技术的发展和创新就要认识到互联网的重要性和关键地位,强力支持微型和小型企业,在服务范围之内和制度允许的情况下,尽可能提供给用户所需的各种服务,这不仅是革新技术,更是变革移动数字网络通信技术的尝试,归根结底,就是需要政府出台相应政策推动数字信息技术的发展,这样做的附加价值就是保证衍生值的出现,造成利益边际化和最大化,保证新常态经济的飞跃式发展。首先,全面融合科技、服务、金融于一体的生态链的构建离不开政府的支持,政府应全面支持分享经济平台型企业的信贷和互联网企业。其次,重视转型升级中小服务企业以及传统服务行业的相关公共服务云平台的建立,全面集资,从而设立互联网技术人才创新创业所需要的基金,进而促进创新创业平台的建立。最后,加快创新型企业集群以及“互联网+”服务业创新区的构建,我国要全面发挥大国服务业具备的优势,进而进一步打造互联网创新经济带。另外,还要重视智能服务业创新区的打造,重视包括移动互联网服务以及电子商务在内的新业态的改造。
3结语
综上所述,随着我国社会发展速度不断提升,互联网代替了传统的信息运营产业,并在短期内形成发展新模式,这样保障了信息时展的速度,服务业等产业面临转型升级,互联网技术成为服务业不断创新、进步的动力,只有不断创新、持续创新,才能确保我国服务行业的快速发展。
参考文献
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[2]刘唯.“互联网+”时代中国产业转型升级的路径研究[J].工业经济论坛,2016,3(4):380-388.
国际金融危机爆发后,一度陷入低迷的GE响应美国奥巴马政府号召,押宝回归工业,酝酿发展“工业互联网”,并将其称为一次新的产业革命。无独有偶,在世界范围内,有同样想法的不止GE一家。为了适应产业发展趋势,德国包括西门子等企业提出了“工业4.0”的倡议。中国也将两化融合进一步发展,提出了“两化深度融合”。
“虽然是不同的提法,但是他们的本质是相通的,内涵是相同的,方向是一致的。”工业和信息化部电信研究院总工程师余晓晖告诉《中国经济和信息化》(简称CEI)记者。
在余晓晖看来,不管是“两化深度融合”,还是“工业互联网”、“工业4.0”,都是要通过广义的互联网技术最终提高工业生产效率、降低资源消耗、打破生产的地域分割、优化与用户市场的关系。
转变工业发展方式
CEI:我们看到除了数据链、传感器、服务器等技术突破外,互联网与工业融合更像是一种基于自动化的数据整合。互联网与工业融合解决方案的核心技术支撑究竟是什么?
余晓晖:首先要明确互联网在其中包含两层含义,一是互联网思维,另一个是互联网技术。
目前,尤其在中国,互联网所具有的开放、分享、协作、平等、交互等思维正在深刻影响工业企业的经营管理方式,企业更为注重用户的需求体验和企业间的协同分工。
而互联网技术应该是一个更广义的概念。它并不单单指的是具有连接属性的宽带网络技术,还应该包括具有感知属性的物联网技术,具有信息处理属性的云计算和大数据技术,具有控制属性的嵌入式控制技术,以及具有交互属性的各种软硬件工具平台。
从实质看,具有网络连接功能和分析计算功能的一整套技术支撑体系正是所谓的“信息物理系统(CPS)”,最早由美国在2005年提出。
CEI:这个信息物理系统具有什么样颠覆性的技术创新?
余晓晖:主要的颠覆性技术创新有三个方面。一是终端领域的技术创新,表现为生产环节的传感和控制装置成本大幅下降,以及消费环节的智能终端普及和各类交互软件的涌现。二是网络领域的技术创新,主要表现为宽带网络不断演进,速率和普及率大幅提升。三是云端领域的技术创新,各类云服务平台逐渐成熟,大数据分析应用领域不断拓宽。
CEI:工业与互联网的融合具有变革意义的产业核心价值是什么?
余晓晖:互联网与工业融合最核心的价值,就是能够推动工业发展方式转变,建立未来工业经济范式。
具体来说,如果建立起高度智能化的工业生产体系,生产效率肯定会大幅度提高。这也是GE在宣传“工业互联网”时所强调的。我们目前所提倡的物联网、云计算、大数据,这些互联网技术应用到工业领域时,可以对机器设备产生的海量数据进行汇集、分析和决策反馈,实现机器设备的智能运转和远程操控。那么,柔性制造、智能制造、数字工厂等模式也就应运而生了。
生产者与消费者的关系不会再像过去,消费者从生产者大规模标准化生产出的产品中选择性消费,而是会提出个性化的定制需求。企业与用户之间的联系会变得更紧密,成为全方位的交互关系。企业可以快速响应用户具体需求,及时调整生产计划和生产方法,实现个性定制化生产,形成差异化的竞争优势。所以,在未来按需生产、大批量的定制肯定会成为现实。
互联网向工业的渗入,也会打破地理空间限制,实现更大范围的网络协同制造。在互联网的平台上汇集资金、创意、工具、服务等企业生产所需的要素和资源,推动各产业链环节形成网络化的组织形态,达到甚至超越以往通过地理空间集聚所产生的协同分工效果。那么,从这方面看,工业生产会出现新的模式,比如众包设计、众筹融资、异地协同制造和云制造。
不同概念殊途同归
CEI:那你怎么看待美国、德国、中国提出的“工业互联网”、“工业4.0”和“两化深度融合”?这三个概念有何异同?为什么会形成这样的差异?
余晓晖:这三个概念殊途同归,都是指用传感器、工业大数据、无线网络改变生产流程,让工厂、车间的流程实现自动化,是对生产制造环节的革命,是工业服务业的发展,也是物联网在工业环境的运用。
美国和德国走得比较靠前,其工业发展具有较好的技术基础,已经经过了工业1.0到2.0到3.0,加上信息技术的应用自然发展到这个程度了,因此突出强调在制造环节的改造,实现智能制造。
德国提“工业4.0”,上升到国家战略,是要维持巩固制造业地位,所以其强调的是数字工厂,装备、生产线、车间都可以智能化。美国很多生产制造环节不在国内,美国的工业已经空心化了,想回归制造业并不容易,所以他们提“工业互联网”,是要在先进制造业里,通过创新道路找到新技术,保持优势地位。
而我国工业起步比较晚,工业虽大但不强,制造环节的技术禀赋不足。互联网与工业融合目前还侧重在对生产流程两端的改造,例如研发、采购、营销、服务等环节,从消费互联网向产业互联网转变。从未来的发展趋势看,我国也将与德国、美国一样,通过互联网技术实现生产全生命周期的变革。
CEI:目前中国工业和互联网的融合处在什么样的发展阶段?
余晓晖:中国现在提到的工业和互联网的融合,涉及的面比美国和德国都要广,还要考虑营销服务、工业管理,从全产业链上进行变革。过去,我国是从信息化的角度提出“两化融合”,没有太多强调智能化的特征。中国发展电子商务,把产业链生产的末端问题解决了;中国正在将管理信息化、数字化,将把生产资料环节的问题解决了;但是制造环节还没有做到。
所以现在中国提倡的工业和互联网的深度融合,要做的事情更多,而且更强调的是互联网向工业领域深度渗透的过程对工业产业链、价值链整体引发的变革。
在中国,通过这些年近距离对多个行业的观察,与消费者的距离远近成为决定互联网与工业融合路径的关键因素。基本上,沿着整个产业链,由下游消费品行业开始,越靠近下游及最终用户的行业越早发生变革,变革的领域和环节越多。
比如说现在已经看到的,在手机行业,小米与服务结合得非常紧密。这是因为消费品行业最靠近消费者,面对多变的消费需求,因此互联网给消费品行业带来的挑战是其他任何行业无法企及的。
移动社交营销、个性化定制、众包研发等创新模式多源自消费品企业,分别涉及研发设计、加工制造以及营销等多个环节。装备行业和原材料由于离最终用户远近不同,受互联网影响的时间和程度有着较大差异。
变革影响将显
CEI:互联网与工业融合的概念和应用,在给劳动生产部门带来巨大效率的同时,将给资本构成带来什么变化?
余晓晖:工业企业要部署互联网应用,必须要有相关的基础设施和软件系统,而这必然会带来固定资本投资的增加。但是,互联网与工业的融合,能够优化全社会的资本构成。在成本降低,消除信息不对称后,资本产出率相对来说会提高。
那对于劳动力的要求会不会更高?肯定会,企业对人力资源的依赖路径会由数量依赖变为质量依赖。当工业生产自动化水平大幅度提高、生产过程高度智能化时,比如以前依赖人的技能,以后是采用工业机器人,可以通过传感器感知生产环境、生产线,改进生产环节,大量重复性操作的工种会减少,高强度和高危险性的工种也会被取代。
如果工业生产中大量采用物联网、云计算和大数据等互联网技术,那么生产过程所涉及的人工干预的环节肯定需要员工具备相应的专业技术和知识,比如进行数据分析、做程序员或者设计人员等。
CEI:总的来说,对于整个产业会造成怎样的革命性变革和影响?
余晓晖:从全球范围来看,过去的三十年间,随着全球化的分工和市场资源全球配置,生产加工和装配的环节转移到了中国、东南亚。以前提过微笑曲线,认为生产附加值更多地体现在两端的设计和销售,中间的制造环节处于微笑曲线的低端。
但是,随着工业与互联网的融合,制造业开始变得尤其重要,不管是对中国、美国还是德国,都是竞争力的重要组成部分。这个曲线可能会逐渐改变,以后可能服务端和制造的结合会更紧密,微笑曲线的低端可能会慢慢抬升。
CEI:在推进互联网工业应用的工作中,你觉得最大困难是什么?
余晓晖:我觉得最大的困难是中国企业在互联网工业应用方面的内在动力不足。企业最关注的肯定是利润。如果通过较小的人力成本和扩大规模的方式就可以赚到钱,而不需要去考虑别的方式,企业通过简单的方式生产就可以生存,就没有动力提升自己。
与美国和德国相比,中国制造业的基本模式是靠要素优势、劳动力低廉、环境约束宽松,同时利润不高,主要占据产业链低端。因此大部分企业目前可以通过人力成本和扩大规模的方式盈利。所以中国的要素、制度、环境资源的约束改革必须强化,这种资源扭曲必须调整过来。当外部环境的改革和内在动力同时具备了,才是最重要的。
美国制造业、互联网产业都很强。德国的制造业、信息技术很强,互联网产业比较弱。中国互联网产业很大,产业链完整,互联网相对比较强。发挥中国的比较优势,推动中国工业和互联网的融合,应该还是要从互联网开始。