工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以視為美國(guó)版本的“工業(yè)4.0”，但稍有區(qū)別，工業(yè)4.0是將傳統(tǒng)工廠改造為智能聯(lián)網(wǎng)工廠，是制造業(yè)的又一次革新，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則不僅包含制造業(yè)，所有需要對(duì)數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)行業(yè)，例如家庭護(hù)理、交通運(yùn)輸、電力能源以及水處理等行業(yè)，都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的概念由GE在2012年提出，GE董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官杰夫·伊梅爾特指出，我們忽視了IT技術(shù)在工業(yè)世界所能創(chuàng)造的巨大價(jià)值——僅僅生產(chǎn)力提升一項(xiàng)即可帶來(lái)8.6萬(wàn)億美元，這個(gè)規(guī)模相當(dāng)于未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)市場(chǎng)的兩倍。

 

中國(guó)制造2025：這是在新一輪工業(yè)革命浪潮中，中國(guó)的強(qiáng)力發(fā)聲。2015年3月5日，總理在全國(guó)兩會(huì)上作《政府工作報(bào)告》時(shí)首次提出“中國(guó)制造2025”計(jì)劃。中國(guó)制造2025是中國(guó)首次將建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)作為戰(zhàn)略目標(biāo)提出，明確要瞄準(zhǔn)新一代信息技術(shù)、高端裝備、新材料、生物醫(yī)藥等戰(zhàn)略重點(diǎn)，引導(dǎo)社會(huì)各類資源聚集，推動(dòng)優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。工信部曾表示，實(shí)施《中國(guó)制造2025》，建設(shè)世界制造強(qiáng)國(guó)，是吸取錯(cuò)失前兩次工業(yè)革命的歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大戰(zhàn)略選擇。《福布斯》雜志認(rèn)為，實(shí)施“中國(guó)制造2025”將助力中國(guó)制造業(yè)保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。世界經(jīng)濟(jì)論壇主席施瓦布稱，得益于智能制造業(yè)的迅速發(fā)展，“中國(guó)將成為第四次工業(yè)革命的領(lǐng)軍者”。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指將具有感知、監(jiān)控能力的各類傳感器或控制器以及移動(dòng)通信、智能分析等技術(shù)融入工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)，從而大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本和資源消耗，最終將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。當(dāng)前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正在全球蓬勃發(fā)展。西門子、GE等傳統(tǒng)工業(yè)巨頭和亞馬遜、微軟等新興互聯(lián)網(wǎng)大公司，都在這一領(lǐng)域積極布局。

 

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：智能制造提升的關(guān)鍵所在

 

2017年9月11日，我國(guó)《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)（2017版）》發(fā)布，對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定位是：支撐智能制造的一套使能技術(shù)體系。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有六個(gè)典型特征：

 

智能感知——IIoT的基礎(chǔ)，它是利用傳感器、射頻識(shí)別等感知手段獲取工業(yè)全生命周期內(nèi)的不同維度的信息數(shù)據(jù)，具體包括人員、機(jī)器、原料、工藝流程和環(huán)境等工業(yè)資源狀態(tài)信息；泛在連通——IIoT的前提，工業(yè)資源通過(guò)有線或無(wú)限的方式彼此連接或與互聯(lián)網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)工業(yè)資源數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，拓展了機(jī)器與機(jī)器、機(jī)器與人、機(jī)器與環(huán)境之間聯(lián)接的廣度和深度；數(shù)字建模——IIoT的方法，數(shù)字建模將工業(yè)資源映射到數(shù)字空間中，在虛擬的世界里模擬工業(yè)生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程全要素的抽象建模；實(shí)時(shí)分析——IIoT的手段，在數(shù)字空間中實(shí)時(shí)處理所感知的工業(yè)資源數(shù)據(jù)，將抽象的數(shù)據(jù)進(jìn)一步直觀化和可視化，完成對(duì)外部物理實(shí)體的實(shí)時(shí)響應(yīng)；精準(zhǔn)控制——IIoT的目的，基于虛擬空間形成的決策，轉(zhuǎn)換成工業(yè)資源實(shí)體可以理解的控制命令，實(shí)現(xiàn)工業(yè)資源精準(zhǔn)的信息交互和無(wú)間隙協(xié)作；迭代優(yōu)化：達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)。

 

可以說(shuō)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正在“顛覆”傳統(tǒng)工業(yè)，它對(duì)企業(yè)的直接回報(bào)就是提高營(yíng)運(yùn)效率，某些企業(yè)曾公布過(guò)一項(xiàng)研究，對(duì)于一家典型的日產(chǎn)25萬(wàn)桶的煉油廠，實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營(yíng)可比平均水平的企業(yè)在設(shè)備可靠性和能源效率相關(guān)的運(yùn)營(yíng)成本方面每年節(jié)省大約1230萬(wàn)美元。換言之，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可為全球煉油企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)利益，在其他行業(yè)亦然。

 

通過(guò)某些企業(yè)的研究可以看到，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)普適測(cè)量為提高工廠運(yùn)行性能和安全性提供了解決方案，它可在整個(gè)工廠增加無(wú)線測(cè)點(diǎn)，并利用預(yù)測(cè)分析技術(shù)對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)向工作人員預(yù)報(bào)情況，以便他們及時(shí)采取有效措施。通過(guò)對(duì)泵、電機(jī)、疏水閥、熱交換器、閥門、管道系統(tǒng)等設(shè)備的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)能夠優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。無(wú)線測(cè)點(diǎn)就相當(dāng)于工廠的眼睛，煉油廠的傳感器（即工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的“物”）可以提前發(fā)現(xiàn)運(yùn)行性能下降以及即將發(fā)生的故障，從而延長(zhǎng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間，提高工廠安全性。

目前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要支撐載體。我們看到，植根于工業(yè)制造領(lǐng)域的巨頭積極布局工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，國(guó)外有Predix，MindSphere、ProfiCloud等，國(guó)內(nèi)有根云、COSMOPlat、INDICS等；然后，IT巨頭也紛紛借助于云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)積極發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。如Azure、AWS、Watson、HANA等，國(guó)內(nèi)BAT等也相繼推出；同時(shí)，企業(yè)之間展開(kāi)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)合作擴(kuò)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，例如GE在2016年宣布Predix登陸微軟Azure云平臺(tái)，ABB于2017年宣布依托于微軟Azure平臺(tái)提供工業(yè)云服務(wù)。

 

在推出自己的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Plantweb時(shí)說(shuō)，油氣、煉油、石油化工和其它企業(yè)現(xiàn)在可以將其在儀表傳感器和通信基礎(chǔ)設(shè)施方面的現(xiàn)有投資用于新的應(yīng)用，從而改進(jìn)可靠性、能源管理和安全性。今天推出的新產(chǎn)品標(biāo)志著在幫助客戶部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（無(wú)需內(nèi)部行業(yè)專家）愿景的道路上邁出了重要的一步。

 

中控集團(tuán)也在今年夏天推出工業(yè)操作系統(tǒng)supOS，作為工廠通用連接器，可以將工廠各種信息系統(tǒng)、管理軟件系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、智能設(shè)備進(jìn)行銜接，每天產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)可以被打通、應(yīng)用。在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，免費(fèi)提供開(kāi)發(fā)工具、開(kāi)發(fā)包、接口及認(rèn)證發(fā)布服務(wù)，借助這些智能工業(yè)APP可大大優(yōu)化工廠運(yùn)營(yíng)效率。

 

傳感器：萬(wàn)物互聯(lián)的核心基礎(chǔ)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的“眼睛”

 

在《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)（2017版）》中，描述了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)趨勢(shì)，在終端智能化上體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是底層傳感器設(shè)備自身向著微型化和智能化的方向發(fā)展，另一方面是工業(yè)控制系統(tǒng)的開(kāi)放性逐漸擴(kuò)大，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)作成為可能。

 

我們觀察到，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能的崛起，傳感器已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)企業(yè)布局的戰(zhàn)略高地。2017年11月20日，我國(guó)工信部也正式下發(fā)了《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南（2017-2019）》。

 

智能傳感器是指具有信息采集、信息處理、信息交換、信息存儲(chǔ)等功能的多元件集成電路，是集成傳感器、通信芯片、微處理器、驅(qū)動(dòng)程序、軟件算法等于一體的系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品。《指南》中規(guī)劃了通過(guò)核心技術(shù)攻關(guān)工程推動(dòng)傳感器產(chǎn)業(yè)向中高端升級(jí)，設(shè)立智能傳感器創(chuàng)新中心推動(dòng)技術(shù)、人才、工藝全面提升，并且啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)工程三項(xiàng)專欄工程完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)布局。

當(dāng)前，我國(guó)一批企業(yè)具備了一定的規(guī)模和技術(shù)實(shí)力。自主研發(fā)能力提升，設(shè)計(jì)、制造、封裝等環(huán)節(jié)產(chǎn)生了一批創(chuàng)新成果，部分技術(shù)領(lǐng)域打破了國(guó)際壟斷。此外，隨著傳統(tǒng)半導(dǎo)體代工和封測(cè)廠商進(jìn)入智能傳感器領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)組織模式以專業(yè)化分工明確的虛擬IDM模式為主。根據(jù)《指南》，到2019年，我國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)取得明顯突破，產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為完善，涌現(xiàn)出一批創(chuàng)新能力較強(qiáng)的國(guó)際先進(jìn)企業(yè)，技術(shù)水平穩(wěn)步提升，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，供給能力有效提高。

 

紐倫堡的中國(guó)傳感器身影：用品質(zhì)助力中國(guó)智造，用匠心贏得全球市場(chǎng)

 

在2018年的德國(guó)開(kāi)幕的紐倫堡傳感器展上，全球知名傳感器廠商攜核心產(chǎn)品、新產(chǎn)品亮相，一展覽盡千萬(wàn)種傳感器核心。我們也看到了中國(guó)傳感器的身影，上海立格的單晶硅差壓傳感器、高過(guò)載單晶硅壓力傳感器、單晶硅壓力傳感器悉數(shù)呈現(xiàn)，同時(shí)還見(jiàn)證了新一代單晶硅多參數(shù)傳感器的首發(fā)。

據(jù)筆者了解，以上海立格為代表的專業(yè)壓力變送器生產(chǎn)廠商，在德國(guó)舉辦的全球?qū)I(yè)展會(huì)一直非常活躍。德國(guó)紐倫堡傳感器、測(cè)試測(cè)量展覽會(huì)SENSOR+TEST 2018是傳感器及測(cè)量技術(shù)方面最專業(yè)的展覽會(huì)之一，全方位地展示測(cè)試系統(tǒng)、傳感器及計(jì)算機(jī)方面的專業(yè)知識(shí)，是歐洲乃至全球最具影響力、規(guī)模最大的傳感器展覽會(huì)之一。立格負(fù)責(zé)人說(shuō)，此次在紐倫堡首發(fā)的單晶硅多參數(shù)傳感器，可以讓單晶硅差壓變送器工況條件下精度更高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)，而掌握了多變量技術(shù)，則可以集成其他類型的傳感器，比如監(jiān)控管道振動(dòng)、溫度、產(chǎn)品自身的狀態(tài)，這些基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品狀態(tài)監(jiān)測(cè)，能夠提供更高的價(jià)值。

 

專業(yè)傳感器生產(chǎn)商，和RFID、芯片制造商一樣，處于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備制造環(huán)節(jié)。德國(guó)紐倫堡傳感器展已經(jīng)連續(xù)18年如火如荼開(kāi)展，傳感器對(duì)工業(yè)4.0智能制造所承擔(dān)的重要作用不言而喻。現(xiàn)階段我國(guó)制造行業(yè)的一些公司已經(jīng)在利用IIOT來(lái)提高生產(chǎn)力并開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品和服務(wù)，未來(lái)，隨著越來(lái)越多的先進(jìn)傳感器、處理能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的發(fā)展及普及，主流工業(yè)企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)力將會(huì)轉(zhuǎn)向IIOT以保持競(jìng)爭(zhēng)力，并尋找新的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

 

研究顯示，全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在2020年超過(guò)5000億美元，并將持續(xù)高速增長(zhǎng)。到2030年，預(yù)計(jì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為世界經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的收益至少在10萬(wàn)億美元；而基于持續(xù)增加的投入估計(jì)，到2030年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的收益可達(dá)到14萬(wàn)億美元。屆時(shí)，傳感器生產(chǎn)商也將迎來(lái)自己的黃金時(shí)代。