智能制造时期工业互联网前景展望

在同期发展潮流的推动下，发达国家再工业化的趋势与中国作为新经济代表的工业化与信息化深度融合的浪潮几乎齐头并进，这标志着人类工业文明正迎来全新的发展阶段。自美国GE公司在2012年发布《工业互联网：突破智慧与机器的界限》白皮书以来，全球经济的焦点逐渐汇聚在这一新兴领域。紧随其后的德国在汉诺威工业博览会上提出“工业4.0”战略，而中国也在随后的几年内提出了“中国制造2025”的规划。全球几大经济体不约而同地将工业互联网与智能制造紧密联系在一起，这并非巧合，而是新的工业革命到来的信号。在此背景下，对工业互联网的内涵及其在智能制造中的作用进行深入分析显得尤为重要，尤其对于正处于转型升级关键时期的中国经济而言。

工业互联网：连接智慧与实体的纽带

对于工业互联网的准确定义，目前尚难以一言以蔽之。全球互联网应用虽只有短短二十年的历史，但其所带来的变革却是翻天覆地的。从简单的邮件通讯到全面融入生活各个领域的互联网应用，人们已经习惯并依赖于互联网带来的便利。互联网的潜力远不止于此。在智能机器之间建立连接，实现人与机器的高度协同，是互联网在工业领域的新发展方向。据美国思科公司的报告预测，到2020年，每个人将拥有6.58台互联设备，这一数字在2003年仅为0.08台。这预示着工业互联网将赋予工业价值更多新的内涵，成为改变人类生活和生产方式的新动力。

今天的信息技术为工业互联网提供了强大的支持，使得机器与机器之间、机器与人之间的交互成为可能。数据、软件与物理世界之间的关系也被重新定义。工业互联网将“互联网的思维”融入产品设计、制造、应用和服务的全过程，实现了生产人员、机器和数据的有效连接与融合。它的意义在于优化资源配置、降低产品生产总拥有成本、提升产品品质。

除了工业互联网，云计算、物联网、工业4.0等概念也备受关注。这些概念虽然观察角度不同，但都是同一个问题的不同方面。云计算和物联网更多的是在技术层面构建计算资源与物理环境深度融合的体系架构，为工业互联网或工业4.0提供技术基础。美国科学院提出的“信息物理系统”(CPS)新概念，以及德国提出的工业4.0战略和美国提出的工业互联网战略，都是从不同的角度探讨未来工业的发展路径。这些战略都需要给信息技术的内涵和外延注入新的元素，使得一般方法能够在新的技术环境中得到最有效的应用。

智能制造：工业互联网赋能的生产体系革新

智能制造离不开工业互联网的支撑。工业互联网强大的计算与通信能力构建了智能制造生产体系的基石。智能制造是通过计算机模拟人类专家的知识，以高度柔性与高度融合的方式，进行生产组织与产品加工的一种活动。它必须具备生产过程数字化、信息化以及数据融合等特征。目前，少数工业发达国家如美国、日本和德国已经在部分工业产品生产过程中初步采用了智能制造的生产模式。例如，美国的智能制造领袖联盟建造了“开放的智能制造技术平台”，通过数据建模和仿真技术实现实时控制和在线优化，降低能耗并主动管理整个生产系统。在德国，西门子公司的可编程控制器制造厂通过网络控制技术实现设备的自动化操作。这些实例展示了智能制造的巨大潜力，也预示着工业生产方式正迎来全新的变革。智能制造生产体系：复杂而富有挑战的魅力

智能制造生产体系是由一系列复杂的系统构成，其复杂性既源于智能机器的计算机理，又源于智能制造网络的复杂形态。正是这些看似复杂的元素，却给工业企业带来了前所未有的效益。与传统生产方式相比，智能制造对技术的要求更为精细，需要更多的传感元件和像机器人一样精巧的执行设备。这些设备和传感器所采集的信息为智能制造提供了重要的控制和决策依据。

以美国GE公司为例，他们规划的智能制造生产体系中，甚至在产品（如航空发动机）中安装了大量的传感器。这些传感器通过工业互联网，能够实时地收集并整合信息，为产品的优化运行提供科学的决策依据。智能制造并不是一个孤立的系统，而是由许多相互连接的生产环节或产业链组成。这些环节能否协同工作，很大程度上取决于它们之间信息互联互通的技术性能。智能制造生产体系不仅需要实现机器的自动化和智能化，还需要进行大规模的数据采集、计算、融合和分析。

面对如此复杂的智能制造生产体系，人们面临的主要挑战是如何处理规模巨大的生产过程或产品特性的状态数据。而经过20多年的实践，将互联网技术引入智能制造生产体系，已成为解决这一挑战的最有效方法。

在全球化的经济背景下，推进智能制造生产体系建设是提升国家竞争力的关键手段之一。我国“中国制造 2025”规划将智能制造作为最核心工程，目标是在2025年使我国工业生产制造的智能化水平达到国际领先。这充分显示了智能制造的重要性和我国在这一领域的坚定决心。

未来10年，我国将按照“中国制造 2025”规划的要求，大力投入工业互联网基础技术研究与公共设施建设，为智能制造生产体系的发展提供有力支持。而在这个过程中，作为智能制造生产体系的重要组成部分，工业互联网的研究与发展问题也应被纳入相应的发展路线图中来。每一步的进展和突破，都值得我们期待和欢呼。智能制造生产体系的发展不仅将推动我国工业的转型升级，更将引领全球制造业进入新的发展阶段。