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以数实融合挖掘工业增长新动能

数字经济和实体经济融合是利用新兴数字技术,如物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等,对传统实体经济进行全链条的数字化改造,提升生产效率、产品质量和用户体验,降低运营成本,从而推动传统产业完成数字化、网格化、智能化转型升级。本文描述了数实融合对产业降本增效产生的积极作用,体现了数字与实体经济两者的相辅相成、相互促进。
发布时间:2023-04-21 13:51        来源:数字经济杂志        作者:瞿千上

数字经济和实体经济融合是利用新兴数字技术,如物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等,对传统实体经济进行全链条的数字化改造,提升生产效率、产品质量和用户体验,降低运营成本,从而推动传统产业完成数字化、网格化、智能化转型升级。本文描述了数实融合对产业降本增效产生的积极作用,体现了数字与实体经济两者的相辅相成、相互促进。

一、数实融合概述

数字经济是以数字化的知识和信息为关键生产要素的一种经济形态,而实体经济则指除金融服务业及其所有衍生投资、交易之外的国民经济活动总和。通过推动数字经济与实体经济的融合创新,可以帮助传统产业优化资源配置,调整产业结构,实现数智化转型升级。

数字化转型是第四次工业革命的必不可少部分,但数字化转型并非终极目标,而是为实现数字经济的实际市场和生命力提供手段。为了找到针对性的数字化优化方案,我们需要结合实体经济的长期经验,并在未来的较长时间内持续关注和进步。为此,IEEE标准协会成立了全球性国际标准化组织IEEE数字化转型联合会,以专项孵化和行业资源调度的方式,为数字化转型设立评判标准、服务指南、提供核心技术和实现业务实践,通过互联互通和互操作性来推进数物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等新兴数字技术,能够帮助传统实体经济提高生产效率、产品质量、用户体验,降低运营成本。同时,实体经济也为数字技术和数据要素提供丰富的应用场景,在应用的过程中不断地促进数字技术创新和发展,两者相辅相成,相互促进,共同发展。

二、工业领域的数实融合

在工业互联网中,数字技术是指利用数字信号和计算机等设备进行信息处理、传输和存储的技术,包括数字化、网络化、智能化。数字技术可以帮助实现物理实体和虚拟模型的高度一致性,提高生产效率和质量,降低运营成本和风险。其中,数字孪生是一种重要的数字技术,它是指基于物理实体的基本状态,以动态实时的方式将建立的模型、收集的数据做出高度写实的分析,用于物理实体决策的监测、预测和优化。

数字技术的应用对制造业转型升级具有非常重要的作用和价值。首先,数字技术有助于推动制造业优化资源配置和提高生产效率,降低产业链组织成本,促进产业链优化,推动制造业转型升级。同时,数字化可促进制造业向服务端拓展,产生新业态、孵化新模式,提升产业价值链。其次,数字技术有利于制造业提质赋能,促进产业链现代化。我国制造业产品品质不高、高端有效供给不足是一个不争的事实,应用数字技术对制造业进行全方位、全角度、全链条改造,提升研发设计、生产制造、企业运维等产业链各环节数字化水平,延长、拓宽、挖深产业链,有利于全面提升制造业供给体系质量,塑造先进制造业竞争新优势。

三、数实融合的一些落地探索

数字经济正在成为改变全球竞争格局的关键力量,德勤调查数据显示,国内超六成受访企业已启动数字化转型,但工业领域普遍进程缓慢,还处于早期发展阶段。眼下,我国传统制造业场景中,普遍存在感知手段单一、数据分析依赖人工、数字化进程缓慢、信息孤岛严重等亟须突破的问题。

以钢铁冶金领域为例,作为较早实现现代化生产的制造行业,“十三五”以来,钢铁行业在数字化、智能化发展取得了显著成绩,一批智能制造关键技术在钢铁领域取得了成效;但即便如此,截止到2019年年底整个冶金行业的数字化生产设备联网率仅为45.9%,数字化转型特别是数实融合领域还有很大的上升空间。2022年年初以来,受复杂严峻国际环境和疫情等因素影响,整个钢铁行业面临较大下行压力,预测性维护、智能运维等具备较强“节流”属性的数智化手段作用逐步凸显。

作为设备监测领域排名靠前的设备状态监测和故障诊断系统提供商,如福禄克(fluke)、斯凯孚(SKF)、容知日新、博华科技等厂家,一方面在原有的有线硬件体系基础上大力发展支持无线传输的低功耗硬件系统,通过减少数据传输密度降低安装实施和硬件运维成本,从而提高产品的整体性价比并最终实现拉升设备监测联网率的目标;另一方面则加快了云平台的建设,补齐产品对于工艺数据等第三方数据的接入能力,并逐步从单纯设备监测向设备运维和资产管理端切入,尝试打通与用户MES系统和ERP系统的数据通路。

设备智能运维领域国内外新兴的一些科技企业如硕橙科技、Augury、天泽智云、科大讯飞等则主要聚焦近年来兴起的智能传感器技术、机器学习、AI算法、云计算等数智化手段在智能制造和数字化转型中的落地应用,尝试通过自动化、智能化的数据应用与分析服务体现智能运维的核心价值。如硕橙科技基于其独创的声振特征值体系建立了设备全感知和多维度的监测系统和全生命周期管理平台,通过人工智能和数据融合分析切入智能运维;Augury侧重于振动、温度、表面磁场结合的方式对机械设备进行状态监测;天泽智云主要注重云平台和大数据的联动处理与分析,尝试建立通用的算法模型和工具;科大讯飞则结合其在语音识别领域的多年经验,专注于声源定位以及特殊类型噪声的捕捉。相比于之前的传统设备监测厂家,新兴的科技企业在客户资源等方面缺乏先发优势,但在硬件端、软件端、平台端通常运用了更新的数字化技术,并先天注重人工智能算法的接入和数据融合。随着分工的不断细化,生态合作正在逐步成为主流,各家都在实践中逐步取长补短,在设备智能运维领域坚持着数实融合的落地实施,为工业设备提供从底层智能传感器硬件、到模块化组态软件、到工业云平台的智能运维整体解决方案,助力企业实现关键生产设备运维方式革新,完成由传统的预防性检修维护到预测性维护的转变,减少企业因设备突发故障导致的安全问题以及非计划停产带来的经济损失,延长设备故障间隔时间和使用寿命;同时,通过部件级全生命周期分析,提供备件更换周期指导建议,降低备件成本及人工维修工时,提升企业设备精益管理水平。

‖图1:某食品饮料企业产线智能监测系统示意图

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来源:硕橙科技

 

图1以参与了IEEE数字化转型标准工作组技术架构委员会的硕橙科技的一个实际案例,展示了如何运用全量数据实现整条产线的智能化运维:通过在产线不同工艺流程的机械设备上部署不同类型的传感器,采集产线设备的声音、振动、温度、拉压力、流量和电流等多维度信号数据并传输至边缘计算中心;边缘计算中心完成数据瘦身和筛查后将数据通过网络传输至服务器;服务器端则结合产线PLC工艺流程信号完成机器学习和AI算法分析等工作,最终实现对产线核心节点运行状况的实时数据孪生以及智能报警。

图2的案例则来自于科大讯飞在电力行业的主要产品,科大讯飞结合其在语音识别和声纹分析领域的多年经验,着力于声源定位以及特征声纹提取分析技术的研发,配合巡检机器人等新兴工具,提升巡检效率和检修速度。

四、展望

在“十四五”时期,我国迈向高质量发展新阶段,智能制造也将迎来新的发展机遇,数实融合是加快实体经济数字化转型和高质量发展的重要途径,也是传统工业完成转型升级,打造高端、精细、柔性、绿色制造模式的重要手段,更是推进社会主义现代化工业强国建设的重要举措。

‖图2:某电网变电站设备声纹监测系统

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来源:科大讯飞公开宣传资料

 

当前,尽管数实融合发展带来了新的机遇,但也在全球各地面临着多种挑战和困境。其中,数据安全、隐私保护、知识产权等法律法规问题,以及数字鸿沟、人才缺乏、技术标准不统一等现实问题尤为突出。为了解决这些问题,需要各国政府和企业加强合作,参考国际机构如IEEE数字化转型联合会等提供的转型推荐路径和潜在资源对接,加大数字化基础设施建设投入,制定更加完善的政策法规和监管制度,并建立完备的数字化标准体系。

深化产业升级合作是促进数实融合发展的重要手段。为此,各方需积极参与数字治理和规则制定,营造开放包容的数字经济发展环境。同时,还需拓展数字经济合作伙伴和领域,促进数字技术、数据资源、数字产品和服务的跨境跨端跨层流动和共享。“挖掘数实融合的新动能”是一个具有重要意义和前瞻性的主题,未来数实融合将面临巨大机遇和挑战。因此,我们应当抓住时代潮流,加强顶层设计,完善基础设施,促进要素流动,激发市场活力,深化跨界合作等方面的工作,实现数字经济和实体经济的共生共赢。(文︱瞿千上 硕橙科技总裁汪齐齐IEEE数字化转型联合会策略与架构主席)

 

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