智能再制造產業的工業互聯網平臺建設探討

畢得

摘 要：智能再制造是將先進制造技術、新一代信息技術與再制造各環節深度融合的生產制造過程。智能再制造具有良好的社會和經濟效益，是我國制造業轉型升級的途徑和抓手，工業互聯網是提升智能再制造的重要途徑。分析了智能再制造產業工業互聯網平臺的技術體系構成，提出了智能再制造產業的工業互聯網平臺建設框架和思路，探討了其意義和價值。

關鍵詞：智能再制造；工業互聯網；大數據；技術體系

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）09-00-03

0 引 言

不能以犧牲環境、生態為代價發展經濟，我國經濟發展方式轉向質量變革、效率變革、動力變革，高端智能再制造是實現我國制造業提效增質的重要途徑。智能再制造在保證產品性能的前提下具有節能、節材、降低污染物排放等特性，其經濟效益、社會效益和生態效益顯著。工業互聯網是我國制造業轉型升級的重要抓手，本文就智能再制造產業的工業互聯網平臺建設進行了相關探討。

1 智能再制造現狀

智能再制造是與智能制造深度融合的再制造。智能再制造將互聯網、物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術與再制造回收、生產、管理、服務等各環節融合，通過人技結合、人機交互等集成方式來實現。智能再制造的特征包括再制造產品在產品功能、技術性能、綠色性、經濟性等方面不低于原型新品，其經濟效益、社會效益和生態效益顯著。智能再制造在優先考慮產品的可回收性、可拆解性、可再制造性和可維護性等屬性的同時，保證實現產品的優質、節能、節材等目標。

再制造產業鏈由廢舊產品回收、專業拆解、再制造、再制造產品銷售和消費者共同組成了一個閉環結構。智能再制造通過賦能再制造產業鏈，優化企業價值鏈，提升行業價值和企業運營效率，從而提高再制造的勞動生產率、產品質量和客戶滿意度。智能再制造產業作為循環經濟“再利用”的高級形式，打通了“資源-產品-報廢-再制造產品”的循環型產業鏈條，踐行了工業綠色發展模式。

2 智能再制造產業工業互聯網平臺建設動因

企業間缺少協同能力，質量缺乏有效控制、生產管理透明度低、智能分析缺乏數據支撐、資源利用分配不均、自動化生產水平低等原因是制約我國大多數制造業企業大而不強的重要原因。

2.1 我國開啟工業互聯網建設

工業互聯網是基于物聯網、云計算、大數據技術，連接工業全系統、全產業鏈、全價值鏈，支撐工業智能化發展的關鍵基礎設施，是新一代信息技術與制造業深度融合所形成的新興業態與應用模式，是互聯網從消費領域向生產領域、從虛擬經濟向實體經濟拓展的核心載體。

我國工業互聯網經過近年來的發展，已經取得初步進展，參與工業互聯網平臺建設的企業類型主要包括龍頭制造業企業、ICT企業和互聯網企業三種類型，這些平臺分布于家電制造業、裝備制造、國防軍工、航空、能源、醫療、交通、基礎設施及城市、環境監測等多個行業。比如海爾的COSMO Plat平臺，將顧客需求、產品訂單平臺，合作生產、原料供應品設計組裝和智能分析等環節互聯起來并進行實時通信和分析，以滿足規模化定制需求。部分工業互聯網平臺見表1所列。

2.2 工業互聯網是提升智能再制造的重要途徑

2017年，工信部出臺《高端智能再制造行動計劃（2018-2020年）》：到2020年，推動建立100家高端智能再制造示范企業、技術研發中心、服務企業、信息服務平臺、產業集聚區等，帶動我國再制造產業規模達到2 000億元。

工業互聯網能夠讓消費者對再制造產品追蹤溯源，增加對再制造產品質量和服務的信心，同時倒逼企業提高再制造產品的質量和服務，從而促進整個智能再制造行業良性發展。

工業互聯網平臺能夠幫助智能再制造實現以下目標：

（1）打造新的生態商務模式和創建新的生態，幫助企業提質增效、業務轉型，增加新的營收增長點。

（2）將服務拓展到產品的全生命周期，智能再制造商提供能夠對設備進行遠程監測、預測預警和遠程維修等服務。

（3）集中組織生產向分散化組織生產轉變，推進制造由規模化標準產品向個性化定制產品延展。

（4）設計與生產部門通過網絡共享統一平臺打造虛實結合的數字化工廠。

（5）工業互聯網實現制造資源云化，按照生產要求進行統籌調配與提供，將社會制造資源有效組織按需取用。

3 智能再制造工業互聯網平臺建設

3.1 技術體系

數字化、網絡化、智能化是制造業發展的方向，工業互聯網是實現這個目標的重要載體。工業互聯網融合再制造技術、智能制造技術，通過工業互聯網平臺放大這些技術的應用價值。智能再制造工業互聯網技術體系如圖1所示。

3.2 平臺架構

智能再制造工業互聯網平臺由邊緣層、平臺層、應用層構成。邊緣層通過高速互聯通信將生產現場底層的硬件設備和軟件連接起來，構建工業互聯網平臺的數據基礎。平臺層將數據科學與工業機理相結合，構建工業數據分析能力，把技術、知識、經驗等資源固化為可移植、可復用的工業微服務組件庫，提供通用性的微服務和模塊。應用層實現企業內、外部的資源高效協同和利用，實現研發、制造、運營維護、服務等價值鏈的智能化。智能再制造工業互聯網平臺架構如圖2所示，工業互聯網平臺與其他平臺系統的對接如圖3所示。

工業互聯網通過連接供給端、需求端、生產制造系統實現協同研發、精益生產、柔性化生產和精準營銷。工業互聯網要解決的問題在于更大范圍的產業鏈協同問題，包括生產制造企業與上游的原材料商、設備制造商、下游的客戶，甚至是銀行等金融機構的協同。工業互聯網平臺以工業APP的形式為企業制造各類創新應用，最終形成資源富集、多方參與、合作共贏、協同演進的制造業生態。

3.3 大數據平臺架構

大數據平臺建設是工業互聯網平臺產生價值的重要一環，工業大數據主要包括產品相關數據、運營數據、價值鏈數據、外部數據。大數據在企業產品創新、產品故障診斷與預測、工藝流程分析、供應鏈優化和產品精準營銷等方面為企業帶來新的價值。

（1）加速產品創新：客戶與工業企業之間的交互和交易行為將產生大量數據，使客戶參與到產品的需求分析和產品設計中，為產品創新做貢獻。

（2）診斷與預測產品故障：無所不在的傳感器、互聯網技術的引入使得產品故障實時診斷變為現實，大數據應用、建模與仿真技術使得預測動態性成為可能。

（3）提供更優質的服務：通過實時大數據和客戶大數據，企業能夠更好地控制相關企業和全球供應鏈，更創新和精確地滿足用戶需求。大數據平臺架構如圖4所示。

3.4 提升產業鏈高效協同

工業互聯網平臺能夠有效采集和匯聚設備運行數據、工藝參數、質量檢測數據、物料配送和進度管理、市場銷售數據等。通過數據分析和反饋，在制造工藝、生產流程、質量管理、設備維護、能耗管理、市場營銷等具體場景中實現優化應用，提升制造品質和生產經營效率。工業互聯網平臺融入智能再制造產業鏈如圖5所示。

4 結 語

智能再制造產業的工業互聯網平臺能夠實現快速響應客戶需求、提高研發效率、提升再制造的生產柔性。還能夠促進智能再制造向服務發展、開發新型商業模式，將數字化轉型經驗轉化為服務能力，形成多種創新模式。

參考文獻

[1]《中國制造2025》系列叢書：綠色制造（2016）[M].北京：電子工業出版社，2016.

[2]發改委等.關于推進再制造產業發展的意見（2010）[Z].2010.

[3]梁秀兵，劉渤海，史佩京，等.智能再制造工程體系[J].科技導報，2016（24）.

[4]徐濱士.國內外再制造的新發展及未來趨勢[Z].促進中部崛起專家論壇暨湖北科技論壇，2009.

[5]工信部.高端智能再制造行動計劃（2018-2020年）[Z].2017.

[6]國務院.中國制造2025[Z].2015.

[7]《中國制造2025》系列叢書：智能制造（2016）[M].北京：電子工業出版社，2016.

[8]周自強，戴國洪.智能再制造技術體系研究[J].常熟理工學院學報，2016，30（2）：1-3.

[9]工業互聯網產業聯盟.工業互聯網平臺白皮書（2017）[Z].2017.

[10]工業互聯網產業聯盟.垂直行業工業互聯網實施架構白皮書（2018）[Z].2018.

[11]工信部.工業大數據白皮書（2017）[Z].2017.

[12]安筱鵬工業互聯網平臺建設的出發點、切入點和著力點[C].“2018中國工業大數據大會·錢塘峰會”報告，2018.