在商務(wù)、金融等傳統(tǒng)行業(yè)引發(fā)巨變后,互聯(lián)網(wǎng)將觸角伸到了工業(yè)領(lǐng)域。通過(guò)大量運(yùn)用感知器、控制器、人工智能等軟硬件系統(tǒng)和先進(jìn)技術(shù),機(jī)器互聯(lián)將人和機(jī)器,物理和虛擬世界連接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)智能的網(wǎng)絡(luò),為實(shí)現(xiàn)機(jī)器互聯(lián)造奠定了基礎(chǔ)。那么實(shí)現(xiàn)機(jī)器互聯(lián)需要哪些關(guān)鍵技術(shù)呢？接下來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
一、機(jī)器互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)
工業(yè)異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)路的融合技術(shù)?，F(xiàn)代工業(yè)環(huán)境中包括多種異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò),從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪?lái)分,既有各種智能設(shè)備組成的專用協(xié)議局域網(wǎng),也有基于通用TCP/IP協(xié)議的公共互聯(lián)網(wǎng);從網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)來(lái)分,既有各類無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)如Zigbee、WiFi等,也有有線IP網(wǎng)。機(jī)器互聯(lián)要實(shí)現(xiàn)這些網(wǎng)絡(luò)間的互通協(xié)作,異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的融合是首先要考慮的問(wèn)題。由于異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的融合具有高度的復(fù)雜性,不同的網(wǎng)絡(luò)在通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式、傳輸速率等方面的差異性,一些設(shè)備將作為通信節(jié)點(diǎn)發(fā)揮智能路由器的作用,同時(shí)還需要一個(gè)統(tǒng)一的通信機(jī)制,將數(shù)據(jù)融合在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸和控制,實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的良性溝通,資源的合理配置以及生產(chǎn)效率的極大提高。工業(yè)裝備和產(chǎn)品的智商技術(shù)。機(jī)器互聯(lián)實(shí)現(xiàn)了智能設(shè)備之間的通信協(xié)作,大大提高了工業(yè)裝備的智商。生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品開(kāi)始有了自己的“思維”,產(chǎn)品需要告訴生產(chǎn)設(shè)備關(guān)于自己的信息和制造細(xì)節(jié)以協(xié)助生產(chǎn),生產(chǎn)設(shè)備之間需要溝通來(lái)合理安排自己的時(shí)間和動(dòng)作。同時(shí),信息物理系統(tǒng)(CPS)通過(guò)無(wú)處不在傳感網(wǎng)絡(luò),將物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng),使之具備感知、通信、計(jì)算、遠(yuǎn)程控制、自我管理的功能,實(shí)現(xiàn)人、產(chǎn)品、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)之間新的互動(dòng)關(guān)系,極大的提高了機(jī)器互聯(lián)的智能化水平。
工業(yè)大數(shù)據(jù)的存取和利用技術(shù)。機(jī)器互聯(lián)時(shí)代,隨著傳感器的大量使用,智能設(shè)備的普及,這些設(shè)備生成了海量的數(shù)據(jù),與此同時(shí),設(shè)計(jì)、研發(fā)、物流、供應(yīng)鏈、銷售、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)也都在源源不斷的產(chǎn)生數(shù)據(jù)。對(duì)這些數(shù)據(jù)的消化處理能力成為未來(lái)制造企業(yè)競(jìng)逐的關(guān)鍵。首先,機(jī)器互聯(lián)環(huán)境下智能設(shè)備間需要頻繁的數(shù)據(jù)交互,對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性要求很高,這將大大促進(jìn)海量數(shù)據(jù)存取技術(shù)的進(jìn)步以滿足生產(chǎn)需求。其次,利用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息,并用于優(yōu)化生產(chǎn)流程,完善服務(wù)體系,是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵。
機(jī)器互聯(lián)體系架構(gòu)技術(shù)。機(jī)器互聯(lián)是多個(gè)系統(tǒng)的集成,就像很多人體器官組合在一起構(gòu)成健康的人體系統(tǒng),各個(gè)系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單的堆砌而是高度耦合。機(jī)器互聯(lián)的集成包括橫向集成和縱向集成?？v向集成是指制造企業(yè)內(nèi)部、智能工廠內(nèi)部的集成,包含從需求制定、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)研發(fā)、物流、運(yùn)營(yíng)等各環(huán)節(jié)內(nèi)部的集成,也包括跨環(huán)節(jié)的集成。橫向集成是指企業(yè)間的集成、產(chǎn)業(yè)鏈的集成,通過(guò)企業(yè)間信息的共享,資源的整合,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)供銷全流程的業(yè)務(wù)無(wú)縫對(duì)接。機(jī)器互聯(lián)集成化的實(shí)現(xiàn),不僅需要標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)間接口,還需要一個(gè)統(tǒng)一的體系架構(gòu),為各個(gè)系統(tǒng)的集成化運(yùn)作建立規(guī)范,就像馮諾依曼體系架構(gòu)之于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用一樣。
二、政策建議
加快機(jī)器互聯(lián)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定,以標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)的互通融合。機(jī)器互聯(lián)涉及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合,系統(tǒng)的集成,設(shè)備的互聯(lián)互通以及安全性等問(wèn)題,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作提出很高要求,各國(guó)都將標(biāo)準(zhǔn)化作為戰(zhàn)略重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展。比如德國(guó)制定了標(biāo)準(zhǔn)路線圖,為工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)制定提供引導(dǎo)。我國(guó)應(yīng)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),高度重視標(biāo)準(zhǔn)化在機(jī)器互聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的引領(lǐng)作用,優(yōu)先制定標(biāo)準(zhǔn)路線圖,明確電子、裝備、網(wǎng)絡(luò)、軟件等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化需求,在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的融合、系統(tǒng)集成、智能設(shè)備的交互、安全和服務(wù)規(guī)范等方面加快標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。同時(shí),還要加快我國(guó)在機(jī)器互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)方面的國(guó)際化步伐,提高國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的話語(yǔ)權(quán),在全世界范圍內(nèi)贏得機(jī)器互聯(lián)發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新體系,以協(xié)同化加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在發(fā)展機(jī)器互聯(lián)方面高度重視產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同創(chuàng)新,通過(guò)持續(xù)的政策扶持和資金投入,逐步形成了政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和各種社會(huì)科研機(jī)構(gòu)相互合作的協(xié)同創(chuàng)新體系。
我國(guó)也應(yīng)該高度重視產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新對(duì)機(jī)器互聯(lián)發(fā)展的重要促進(jìn)作用,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),通過(guò)政策引導(dǎo),資金支持大力推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新體系的構(gòu)建。在機(jī)器互聯(lián)的重點(diǎn)領(lǐng)域和行業(yè),鼓勵(lì)建立以企業(yè)為主導(dǎo),聯(lián)合大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)力量的機(jī)構(gòu),將高校的科研成果及時(shí)產(chǎn)業(yè)化,產(chǎn)業(yè)的需求及時(shí)反饋給研究機(jī)構(gòu),形成良性互動(dòng),合力突破機(jī)器互聯(lián)關(guān)鍵領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)難題,共同促進(jìn)機(jī)器互聯(lián)的發(fā)展。構(gòu)建機(jī)器互聯(lián)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,以聯(lián)盟助推產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈式發(fā)展。機(jī)器互聯(lián)是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)跨界融合的產(chǎn)物。
2014年AT&T、思科、通用電氣、IBM和英特爾在美國(guó)宣布成立機(jī)器互聯(lián)聯(lián)盟,旨在打破技術(shù)壁壘,促進(jìn)物理世界和數(shù)字世界的融合。我國(guó)政府應(yīng)積極學(xué)習(xí)和借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟運(yùn)作模式,組織建立跨行業(yè)的、公私合作的多樣化的機(jī)器互聯(lián)技術(shù)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,引導(dǎo)行業(yè)之間、企業(yè)之間、政府和企業(yè)之間加強(qiáng)交流合作,突破關(guān)鍵技術(shù)障礙,形成統(tǒng)一的機(jī)器互聯(lián)系統(tǒng)架構(gòu),推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,共建機(jī)器互聯(lián)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。加大政策扶持力度,營(yíng)造機(jī)器互聯(lián)發(fā)展良好政策環(huán)境。機(jī)器互聯(lián)中的智能設(shè)備由于技術(shù)含量高,往往價(jià)格昂貴,這給中小制造企業(yè)打造智能化生產(chǎn)體系帶來(lái)很大資金風(fēng)險(xiǎn)。
德國(guó)為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的跨越,出臺(tái)了相關(guān)政策、稅收,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn),分擔(dān)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn),帶來(lái)了良好的社會(huì)效益。中國(guó)在學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)需要注意到,我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)相較德國(guó)還有很大差距,制造企業(yè)在智能化升級(jí)改造過(guò)程中所需要承受更大的風(fēng)險(xiǎn)。政府應(yīng)針對(duì)工業(yè)企業(yè)提供一系列政策傾斜和資金保障,建立國(guó)家機(jī)器互聯(lián)投資基金和專項(xiàng)資金,探索工業(yè)企業(yè)智能化升級(jí)風(fēng)險(xiǎn)管控模式,降低企業(yè)創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn),幫助企業(yè)穩(wěn)步提升智能化水平,加強(qiáng)機(jī)器互聯(lián)的推廣應(yīng)用
