工業互聯網對中國制造業的賦能路徑研究

張振

（海爾卡奧斯物聯生態科技有限公司，山東 青島 266011）

0 引言

我國制造業正面臨轉型發展的關鍵時期，“互聯網+”理念的提出對制造業發展提供了新的機遇與挑戰。越來越多制造企業引進數字平臺、數字技術，依托大數據實現制造模式轉型升級，實現互聯網賦能。工業互聯網實現了傳統制造業的價值重構、智能轉型，在產品研究、設計、制造、銷售等各個環節，都進行了要素重組。其中，大數據技術、智能控制技術發揮著不可替代的作用，其對制造業的賦能主要體現在增加了制造行業的生產潛力，激發了企業的生產動力，為社會供給側改革奠定了基礎，有效解決了我國社會供給與需求之間的矛盾。

1 工業互聯網對制造業的賦能路徑

1.1 賦能機理

工業互聯網將數字技術與工業生產融合，借助數據的重構功能，實現制造業全要素升級，從產業鏈、資源鏈、價值鏈上進行配置優化，破除傳統制造業壁壘。互聯網對制造業的賦能機理體現在三個維度，分別是價值、業務、技術支撐。

從價值角度上看，工業互聯網將數字技術作為生產要素驅動力，引進自動化設備、構建數據交流平臺，將新產品、新技術應用到企業生產、銷售中，實現多鏈條協作發展。從技術上看，制造企業引進數字化設備、設計APP，將5G技術融入制造業升級中，構建服務模型、數字模型，為企業生產、制造提供了決策依據。從業務上看，將數字技術應用到生產、推廣、銷售等各個環節，打破了原有的制造與銷售邊界，實現業務整合[1]。

1.2 賦能路徑

智能化、個性化、網絡化是工業互聯網賦能制造業的主要方向。賦能是一個過程，需要經歷多個階段，最后完成智能化制造。比較傳統的方式是將數字技術應用到生產過程、管理過程中，將數據作為發展依托，實現組織結構優化、生產管理升級。下一個階段則借助網絡數據技術實現跨領域資源整合，實現業務轉型升級，將原有的資源融合，實現業務范圍全覆蓋。最終階段是動態化、協同化發展模式，實現制造業內部集成，做到全業務智能化，實現數據技術、智能生產、業務融合，引入機器設備對生產、制造、銷售系統進行調度指揮[2]。

2 工業互聯網賦能對制造業的影響

2.1 產業鏈平臺化

工業互聯網的共享機制使得產業鏈之間連接更加緊密，企業在供應商以及客戶的選擇上更加靈活、自由。基于平臺的生產交易構建了多對多的產業關系，平臺成為企業溝通的主要渠道，對企業之間的數據進行匯聚、分析，依照互聯網規則進行企業匹配。

從企業功能上分析，工業互聯網使得企業功能呈現出模塊化的發展趨勢，企業可以圍繞核心業務進行模塊設計，在產業鏈上與其他企業進行積極交互，實現同一個生產服務的多個企業之間協調合作。

考慮到工業互聯網賦能對制造業造成的影響，企業逐漸實現產業鏈的平臺化，實現了小范圍的企業匯聚，在生產供需上更加靈活。企業的抗風險能力在此模式下不斷提升，分散、靈活的供應鏈為企業生產制造提供了更多的可能性。企業可以基于平臺中的企業選擇與其他企業進行生產合作，規避傳統生產交易過程中單向聯系的風險。

2.2 生產數字化

工業互聯網態勢下，企業積極引入互聯網信息技術，實現生產流程的數字化，相比較傳統的制造業而言，其在產品生產過程中由人工進行數據記錄，受人力因素影響，無法對其進行數據整理以及歸納。工業互聯網將數字基礎設施作為數據記錄以及過程觀測的基礎，在生產制造線上設置相應的感應器、攝像頭，輔助應用數據通信設備，實現對生產流程的數字化。

傳統的制造業以人工方式進行，操作人員需要具備相應的技術經驗。基于工業互聯網的賦能，能夠將生產經驗“具象”化。企業制造生產過程中應用數字化設備對生產數據進行收集、整理、分析，將其轉化為生產知識，減少了人力成本投入，簡化了原本的師徒技術傳授過程，提高了生產效率。

工業互聯網對制造業的賦能體現在產品創新上。企業在數字化生產流程以及具象化生產經驗的過程中，利用大數據技術計算出最優解，對數據進行優化設計，使得制造企業可以依據數據計算結果進行生產創新以及生產流程規范，改良現有的生產活動。

3 中國制造業創新發展策略

3.1 個性化定制

個性化定制尊重消費者的個性化需求，將產品生產與用戶需求有機連接，整合原有的業務系統。在此，制造行業將互聯網平臺作為需求反饋系統，采用模塊化、智能化的制造模式，用戶可以通過平臺反饋自己的需求，由客服接待，了解用戶的實際需求。個性化定制服務的提出將顧客和用戶作為主體，將互聯網平臺作為載體，了解用戶的多樣化需求，促進生產與銷售。除與客戶的縱向交互之外，云計算技術、大數據技術的柔性化特征也可以實現企業與企業交互，實現制造資源整合，基于平臺的企業與用戶之間的交流，可以通過大數據的算法實現搜集、整合、分析網絡用戶需求信息，大數據系統自動排單，將需求指令下發到生產線上，滿足用戶的個性化制造需求[3]。

目前，個性化定制在我國很多行業中得到廣泛應用，服裝定制、家電定制、建筑裝修等領域均已經開設個性化定制模塊，真正地實現了按需設計、按需制造。例如，歐派家居打造了一種智能櫥柜，按照用戶裝修風格、屋頂高度、廚房空間位置等進行個性化設計。歐派家居構建大數據需求平臺，將用戶需求反饋至互聯網平臺，對產品進行重新設計、制作，將成品運輸至各地區的實體店內。歐派家居整合線上和線下資源，通過與用戶持續的交流，轉變消費者的屬性，按照消費者對櫥柜的尺寸、參數、顏色、材料等需求進行制造，將消費者作為中心。目前，歐派家居打造的個性化定制鏈條已經覆蓋我國28個省份的254個城市。在互聯網的賦能下，實現制造業的轉型升級，可以為消費者提供個性化服務。大部分傳統制造業逐漸向數字化方向發展，依托數據平臺的展示功能為消費者提供個性化服務。尚品宅配依托互聯網平臺對產品進行展示，將用戶反饋的需求進行整合分析，根據用戶提出的實際需求，對產品進行區域更改和再設計，創造符合大眾需求的產品。

3.2 協同制造模式

協同制造模式是一種新型的制造系統，將云計算技術、信息技術融合到產品的生產制造之中。圍繞制造企業的產品內容，對產品研發、生產、管理等環節進行整合，實現企業生產管理系統的全方位互聯，提高產品研發和設計環節的價值鏈條。互聯網賦能下的制造業協調制造與傳統的協同模式不同，傳統協同模式在生產車間內，空間范圍較小，互聯網賦能制造業突破了空間與時間的限制，將資源、客戶、生產等集成在共享平臺上，實現生產過程的協調，跨越了供應鏈，實現了真正的協同生產[4]。

協同制造模式基于網絡的發展而實現，降低了成本消耗，實現了資源優化配置以及制造業的產業化轉變。目前，我國已有很多大型制造企業構建協同制造系統，聚焦共享生產要素，實現資源優化配置，將產品研發、生產設計、銷售等進行全方位互聯。例如，航天集團設計開發的云制造系統真正實現了協同制造，該系統以網絡化為基礎，將制造所需的材料進行優化，實現采購過程的全流程服務，將制造能力與協同能力進行優化，實現全流程服務，具體內容如圖1所示。

圖1 協調制造系統設計

圖1展示了航天企業所打造的網絡協同制造系統，將材料采購、產品制造、項目打造等內容進行協同關聯，打造以制造為核心的產業集群，實現業務流程優化，資源配置升級。協同制造模式是工業互聯網對制造業的賦能，并不是所有制造行業均具有適用性，其在航天、機械等產品制造中的應用效益較高。我國C919型號飛機的制造就是使用網絡化協同制造系統，將國內外設計商、工程師、供應商、制造商等納入在系統平臺中，實現跨空間、跨領域的協同制造，最終完成飛機產品的設計以及制造。

3.3 智能化生產

智能化生產應用互聯網數據傳輸技術，通過編制程序代碼的方式實現對生產機床的智能化控制。傳統制造業應用人工控制、人工制造的方式生產產品零件，組裝產品。工業互聯網賦能將原本人工化的制造流程數字化，搭建產品模擬平臺、模型構建平臺，實現對生產流程、生產產品的數字化構建。系統運行具備數據采集、數據分析、自動制造、優化設計等功能，并可以對整個制造過程、生產過程進行實時監控，輔助應用傳感器設備實現對制造隱患的分析，達到智能化制造生產的目標[5]。

智能化生產模式下，代碼程序是控制制造流程的核心，通過軟件控制功能實現產品設計、優化。智能化生產將控制鏈條融合在各個階段、各個環節，實現整個流程的優化，減少了人員在制造環節中的操作，實現了制造資源的科學配置。例如，富士康集團設計的工業互聯網智能制造系統，該平臺設計應用了大數據技術、云計算技術、傳感器技術等，輔助配置交換機、傳感器、單片機等硬件設施，建立以制造為核心的智慧平臺，形成了產品的數據分析、處理，可以對產品進行智能化制造。智能制造系統的功能如表1所示。

表1 智能制造系統的功能

3.4 服務延伸化

工業互聯網賦予了制造業服務功能，使制造業的產業界限更加模糊，實現向服務化的延伸。在產品上添加智慧模塊，將產品連接到互聯網系統上，對產品進行運營、管理，賦予其自動化功能，賦予了產品更多數字價值，提供更多的智能服務。傳統制造業在轉型升級期間探索如何賦予產品智能功能，產品除具備傳統的使用功能之外，還需具備自動作業、自動操作功能[6]。

比較常見的智能家居系統、智能冰箱、智能窗簾、自動洗碗機等產品具備自動升級、自動作業等功能。制造業在生產智能產品的過程中將生產制造所需的元素整合，搭建優質互聯網平臺。例如，海爾卡奧斯打造的工業互聯網平臺可以實現對數據的搜集、分析，實現設備故障監測、運行狀態識別。企業賦予了產品數據采集與分析功能，企業制造的電梯產品在運行過程中可以向系統反饋運行數據，企業設計的自動化控制系統可以對數據進行分析，一旦產品發生故障，可以反饋故障信號，分析故障區域以及原因，維修人員可以根據反饋的信息進行故障維修。服務延伸化以更加精準的產品制造為節點，賦予產品更多的智慧功能，提供更加優質的服務。目前，基于物聯網技術的智慧產品制造已經十分廣泛，其在我國各個行業、領域中得到應用，制造業更加傾向于智能服務設計，以占據市場，提高市場競爭力。

4 結語

綜上所述，工業互聯網的發展對于傳統制造業而言，既是機遇，也是挑戰。想要實現內部生產要素重構，加快企業內部信息化、數字化建設尤為重要。很多企業借助互聯網的服務延伸、智能生產、個性化定制等功能，實現了對制造模式的賦能，降低了生產成本，增加了生產效率。目前，除中國外，其他國家也在積極建設互聯網平臺，挖掘其在工業制造領域中的應用潛力。隨著國際競爭的日益激烈，工業互聯網的信息挖掘對于提高國際競爭力有著積極作用，我國必須加緊基礎設施建設，實現工業互聯網對制造業的深度賦能，提高國際競爭力。