工業互聯網：基礎創新研究和關鍵技術亟待突破

■ 北京航空航天大學計算機學院 牛建偉

工業互聯網是新一代信息技術與工業產業鏈生態深度融合的產物。2017 年11月，國務院印發《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》提出工業互聯網“323”行動計劃，樹立了“到2025 年，重點工業行業實現網絡化制造，工業互聯網平臺體系基本完善，形成3 ～5 個具有國際競爭力的工業互聯網平臺，培育百萬工業APP，實現百萬家企業上云，形成建平臺和用平臺雙向迭代、互促共進的制造業新生態。

截至目前，工業互聯網建設改造成效顯著，工業互聯網平臺體系壯大，具有行業、區域影響力的平臺超70 個，十大雙跨平臺平均連接設備數量達到80 萬套，每個平臺工業APP 平均數量超過3500個。2020 年6 月30 日，中央全面深化改革委員會第十四次會議審議通過《關于深化新一代信息技術與制造業融合發展的指導意見》，會議強調要加快推進新一代信息技術和制造業融合發展，要順應新一輪科技革命和產業變革趨勢，加快工業互聯網創新發展，加快制造業生產方式、經營模式和企業形態根本性變革，提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平。

工業互聯網建設的重要意義

工業互聯網由云計算、邊緣計算、大數據、人工智能和5G 通信等新一代信息技術賦能，通過實現人、機、物的全面互聯，構建全生產鏈、全產業鏈、全價值鏈全面鏈接的新型工業生產制造和服務體系，優化資源配置效率，發掘裝備工藝潛能，打造工業生產新范式?，F階段，發展工業互聯網，對于加速促進制造業轉型升級和向數字化、網絡化、智能化發展，對于推動互聯網價值向實體經濟延伸和與制造業深度融合發展，都具有十分重要的意義。一是發展工業互聯網可以有效提升制造產業的高端化水平，包括生產裝備的高端化、生產過程的智能化和生產產品的精益化；二是發展工業互聯網可以有效推動實體經濟的數字化轉型，可以提高基礎設施建設水平、催發生產制造新動力、構建新型產業體系和生態；三是發展工業互聯網可以有效激發創新創業新活力，可以跨時空、跨地域實現創新資源的匯聚共享，催生柔性生產、互聯制造、個性定制和預測性維護等工業生產新模式。

工業互聯網現狀的觀察與思考

我國工業互聯網平臺建設和應用已從基礎能力建設逐步走向行業落地階段，形成了一批面向特定行業、特定區域的工業互聯網平臺，推動了智能化生產、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸等新智造模式的快速發展，但在工業數據采集、大數據建模分析、行業機理模型沉淀、工業APP 培育等各個環節仍存在瓶頸，亟須盡快取得突破。

工業互聯網技術的核心是對機器設備和業務系統產生的數據進行建模分析，將數據轉化為指導設備和業務進行優化的應用服務，促進工業知識的沉淀、傳播、復用與價值創造。工業互聯網平臺是一套綜合技術體系，需結合不同行業應用加強核心技術突破，實現設計、生產、運維、管理等全流程數字化和模型化，匯聚共享設計能力、生產能力、軟件資源、知識模型等“智造”資源。同時大力培養通曉行業領域知識的工業互聯網復合型人才，推動工業互聯網平臺加強5G、大數據、人工智能、區塊鏈等新技術支撐核心能力，深化工業互聯網在國民經濟重點行業的融合創新。

加快工業互聯網發展的三點建議

在“十四五”規劃開啟的關鍵時期，推動工業互聯網深化發展，謹從高等教育和新型研發機構踐行者視角，對工業互聯網核心技術攻關、智造頂層設計、標準化工作、人才培養機制方面提出如下思考和建議。

加強工業互聯網基礎創新研究和核心關鍵技術突破?；A研究是工業互聯網創新發展的源泉，核心技術是工業互聯網生根落地的關鍵，需要多學科交叉融合協同開展工業互聯網的基礎理論創新和核心技術攻關。一方面，要加強生產要素全面互聯條件下的工業互聯網體系架構組織機理、流程行業柔性化生產制造網絡構造理論方法，以及生產鏈、產業鏈和價值鏈三鏈融合的生產優化和調控理論等工業互聯網基礎創新研究。另一方面，要加強窄帶寬、低功耗約束條件下的云邊端協同計算技術，復雜工況和動態任務場景下數據和知識混合驅動的智能控制技術，以及面向生產制造領域的數字孿生、VR/AR/MR、人機交互等工業互聯網核心關鍵技術的突破，為更寬領域、更廣行業和更深層次的工業互聯網建設和應用打下堅實基礎。

加強智造資源融合頂層設計和標準規范化建設。通過產學研用資源深度融合構建工業互聯網技術生態體系，以高?？蒲性核靶滦脱邪l機構等為基礎，與產業平臺緊密結合形成創新鏈，推動工業云操作系統、新型工業軟件、大數據建模分析、微服務組件等核心技術的產業化；構建產學研用跨平臺服務體系，推進基礎共性技術和通用平臺商業化應用，同時強化工業互聯網在航空航天、重大裝備等高精尖領域的牽引作用，推動高端制造行業從生產自動化向智能化升級。建立工業互聯網基礎共性技術和應用服務的標準體系，積極推動研發機構突破關鍵技術并參與國內、國際標準制定，同時構建工業互聯網安全保障體系，強化設備、網絡、控制、應用和數據的安全保障能力。

加快工業互聯網人才培養及評價體系建設。工業互聯網在推動產業轉型升級，經濟增長模式轉變的同時，人才培養滯后問題凸顯。高校精細化學科專業設置難以適應當下人才培養需求，技能導向型職業教育學校存在知識系統性不足問題，亟待有適應新時期創新發展需求的人才培養體系。首先，建設國家級工業互聯網人才數據平臺，匯聚各區域的工業互聯網投入、企業招聘信息、人力資源等數據，支持精準人才需求分析決策。其次，組織專家委員會，建立工業互聯網人才培養、引進、選拔和評價體系，擬定工業互聯網知識大綱，指導人才培養改革。最后，組織教育單位從師資、技術、管理側的高中低人才做好自身定位，開展工業互聯網教材編寫與課程開發工作，逐漸形成理論知識與實訓課程聯動的工業互聯網人才培養機制。