標(biāo)準(zhǔn)化是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵一步？

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩大領(lǐng)域的跨界融合，而中國工業(yè)裝備的智能化水平普遍不高，所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念叫得響，實(shí)現(xiàn)起來難度卻很大。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)存在三大障礙

目前來看，中國各行業(yè)領(lǐng)域有一些類似工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的例子，不過都只是初具模樣。

北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所首席專家蔣明煒透露，中國有類似GE公司工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例，如工程機(jī)械領(lǐng)域的三一重工、中聯(lián)重科、徐州工程機(jī)械，大型鼓風(fēng)機(jī)的提供商陜西鼓風(fēng)機(jī)、沈陽鼓風(fēng)機(jī)等都在自己的產(chǎn)品上加裝了傳感器和在線監(jiān)測(cè)裝置，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在線實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，提供遠(yuǎn)程服務(wù)。不過，這些系統(tǒng)都是專用系統(tǒng)，在大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用方面有待提高。

而據(jù)記者了解，光伏領(lǐng)域陽光電源通過逆變器接入電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)，加入了云計(jì)算和大數(shù)據(jù)應(yīng)用，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更進(jìn)一步的嘗試。近兩年進(jìn)軍光伏逆變器行業(yè)的華為公司也是如此，憑借在通信、網(wǎng)絡(luò)、軟件、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)多領(lǐng)域的自主技術(shù)實(shí)力，構(gòu)建了光伏用電遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)。

不過，盡管有這些案例，中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前也只是單點(diǎn)、小范圍的嘗試，離全工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還差很遠(yuǎn)。中國信息通信研究院政策與經(jīng)濟(jì)研究所副所長辛勇飛認(rèn)為，在中國，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展存在三大障礙：

一是標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問題。發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目的是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)全流程、產(chǎn)品全周期的扁平化和數(shù)據(jù)鏈打通，目前工業(yè)不同層級(jí)、不同環(huán)節(jié)的信息系統(tǒng)間，軟硬件接口、協(xié)議、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)紛繁復(fù)雜，多種標(biāo)準(zhǔn)并存應(yīng)用，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

二是創(chuàng)新要素分布不均問題。最突出的是軟件人才，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵在于和工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合的軟件創(chuàng)新，需要具有工業(yè)專業(yè)背景的高端軟件人才，但高端軟件人才較多集中在互聯(lián)網(wǎng)和IT企業(yè)，我國工業(yè)企業(yè)在這方面欠缺明顯。

三是安全可控問題。理念上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)希望實(shí)現(xiàn)從用戶到智能機(jī)器的連接和信息互通，為智能化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ);但公共互聯(lián)網(wǎng)盡力而為的特性和長期存在的諸多網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)與工業(yè)生產(chǎn)對(duì)安全性、穩(wěn)定性、可靠性的嚴(yán)格要求不相符合，與工業(yè)控制風(fēng)險(xiǎn)相疊加更加大問題復(fù)雜性，成為制約工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵癥結(jié)。

而目前，走出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的一步，在辛勇飛看來，是要盡快形成多方協(xié)同的推進(jìn)機(jī)制，以消除融合壁壘、發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用、集聚并優(yōu)化配置創(chuàng)新資源。

數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化是兩大必備條件

不少業(yè)內(nèi)專家表示，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最大的障礙。

中國電子標(biāo)準(zhǔn)研究院信息化中心副主任代紅認(rèn)為，現(xiàn)在德國已經(jīng)率先研制工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)院(NIST)提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)框架，都是將標(biāo)準(zhǔn)化作為快速推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提高競(jìng)爭力的重要手段。標(biāo)準(zhǔn)化是產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭的制高點(diǎn)。

蔣明煒也認(rèn)為，由于中國裝備的智能化水平不高，形成事實(shí)上標(biāo)準(zhǔn)的可能性不大，在這種環(huán)境下，應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)先行，讓企業(yè)按照標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)裝備的集成接口。由國家出面組織通信、軟件、設(shè)備制造商、國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化組織共同聯(lián)合開發(fā)。

賽迪智庫軟件和信息服務(wù)業(yè)研究所研究員安琳介紹，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有三個(gè)必備的條件，一是數(shù)字化，二是標(biāo)準(zhǔn)化，三是流程化。數(shù)字化是指設(shè)備、工廠、企業(yè)三個(gè)層面通過信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程監(jiān)控的全程數(shù)字化。標(biāo)準(zhǔn)化是指在企業(yè)內(nèi)部以及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)之間，建立統(tǒng)一的互聯(lián)規(guī)范和互通標(biāo)準(zhǔn)，其中互聯(lián)規(guī)范主要解決系統(tǒng)之間的兼容通信問題，比如福建中海創(chuàng)的IAP平臺(tái)就是解決不同工業(yè)控制器之間的兼容組態(tài)問題;互通標(biāo)準(zhǔn)主要建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和規(guī)范，使得數(shù)據(jù)不僅能夠通過互聯(lián)實(shí)現(xiàn)傳遞和交換，還能夠基于統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)，能被有效地利用和分析，比如GE的Predix就是解決各類傳感器的數(shù)據(jù)集成和分析問題。流程化指企業(yè)固化、細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化自己的生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化反饋提供對(duì)象。標(biāo)準(zhǔn)化無疑是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵一步。

安琳還指出，如果我們把流程化也看作是一種流程標(biāo)準(zhǔn)化的過程，那么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展就是數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化兩大步。標(biāo)準(zhǔn)化主要解決互聯(lián)、互通、有效反饋三個(gè)問題，其中互聯(lián)主要是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層面，互通更多是市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)、話語權(quán)。

生產(chǎn)執(zhí)行層面的標(biāo)準(zhǔn)最難形成

不過，一說起標(biāo)準(zhǔn)，究竟哪些是最缺的、哪些其實(shí)已經(jīng)解決的、哪些是能夠比較容易克服的?還得從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)、技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)說起。

工業(yè)控制系統(tǒng)層面的互聯(lián)互通在中國已經(jīng)有了案例。福州中海創(chuàng)集團(tuán)研究院院長鄭松表示，過去的互聯(lián)互通主要是在數(shù)據(jù)層面，而現(xiàn)在不僅是要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層面的互聯(lián)互通，還需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制層面的互聯(lián)互通。控制層的互通要求控制語言標(biāo)準(zhǔn)化，目前只有IAP控制平臺(tái)能夠做到這一點(diǎn)。而且，各個(gè)系統(tǒng)、人與人、機(jī)器與機(jī)器之間交流所需要的標(biāo)準(zhǔn)，是要有可實(shí)現(xiàn)并且低成本的技術(shù)來做支撐。對(duì)于中海創(chuàng)來說，互通的標(biāo)準(zhǔn)沒有問題，只是互通的市場(chǎng)話語權(quán)還有待提升。

更具體更復(fù)雜更深入一點(diǎn)來解釋，需要從智能工廠的幾個(gè)技術(shù)層級(jí)來說。安琳解釋，智能工廠的技術(shù)解決方案包括4個(gè)層級(jí)?！皩蛹?jí)一”是設(shè)備層面上的基本功能組件，比如流程工業(yè)的智能儀表、現(xiàn)場(chǎng)儀表、調(diào)試工具、各類控制閥門等;離散工業(yè)比如包括工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床設(shè)備等;“層級(jí)二”是車間層面上的控制系統(tǒng)，比如包括安全儀表系統(tǒng)(SIS)、分散式控制系統(tǒng)(DCS)、組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、各類PLC控制系統(tǒng)等，它們的主要功能是把設(shè)備的監(jiān)控信息集成，通過控制算法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)控制的功能;“層級(jí)三”是工廠層面的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行;“層級(jí)四”是企業(yè)層面的集成應(yīng)用軟件，比如包括OA、ERP、業(yè)務(wù)管理應(yīng)用平臺(tái)等。

安琳進(jìn)一步解釋，“層級(jí)一”之間一般不互聯(lián)，而是直接接到“層級(jí)二”，然后在“層級(jí)二”的層面上實(shí)現(xiàn)互聯(lián);“層級(jí)二”的互聯(lián)所使用的通信標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議或者工業(yè)總線協(xié)議，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，從技術(shù)上講不存在障礙，所以像GE以及中海創(chuàng)等企業(yè)，才能夠通開發(fā)出相應(yīng)的平臺(tái)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)不同類型、廠家的傳感器、控制器的數(shù)據(jù)集成;“層級(jí)三”的互聯(lián)是打通制造層面和企業(yè)層面兩套信息化系統(tǒng)的關(guān)鍵橋梁，也是目前我國比較難實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)镸ES系統(tǒng)通常是定制的，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，定制成本也很高;“層級(jí)四”的互聯(lián)基于計(jì)算機(jī)語言，基本不存在技術(shù)難題。

按照這樣的分析，目前我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最難形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的環(huán)節(jié)，就集中在了MES系統(tǒng)層面。

代紅還補(bǔ)充，標(biāo)準(zhǔn)化也面臨工業(yè)領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域兩個(gè)技術(shù)體制的協(xié)調(diào)問題，而且很多新興信息技術(shù)，例如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用并不成熟，也同樣成為標(biāo)準(zhǔn)化的難題。