數(shù)字時代，云計(jì)算已經(jīng)滲透到各行各業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)之中。作為國民經(jīng)濟(jì)支柱，制造業(yè)加快了向自動化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的步伐。工業(yè)云的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)間的基礎(chǔ)技術(shù)能力與信息壁壘，催生出全新的工業(yè)生產(chǎn)模式，激活了工業(yè)經(jīng)濟(jì)新動能。
根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2020—2025年中國工業(yè)市場規(guī)模年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)達(dá)35.4%。有研究機(jī)構(gòu)點(diǎn)評稱，工業(yè)云市場持續(xù)受企業(yè)內(nèi)生需求驅(qū)動，疊加政策催化，未來發(fā)展有望提速。尤其進(jìn)入工業(yè)4.0時代以來，智能制造浪潮將催化云計(jì)算與工業(yè)生產(chǎn)之間的碰撞與融合進(jìn)一步加劇，一場前所未有的工業(yè)云“變”正在緩緩開啟。
設(shè)備上云：降本增效
在老板電器三部茅山基地的鈑金沖壓車間，配有284臺自動化設(shè)備，占地面積5萬平方米，工廠里卻不見一位工人，只有機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的轟鳴聲。從杭州市臨平螺螄橋村的一家村辦企業(yè)成長為現(xiàn)在浙江省經(jīng)信廳評定的首批12家“未來工廠”之一，老板電器已經(jīng)搖身變?yōu)橐粋€當(dāng)?shù)刂悄苤圃鞓?biāo)桿。
據(jù)了解，這284臺設(shè)備之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，背后離不開阿里云IoT工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建的“老板電器九天中樞數(shù)字平臺”。工廠中所有設(shè)備都接入該平臺，上萬個點(diǎn)位產(chǎn)生的實(shí)時數(shù)據(jù)經(jīng)過處理、智能分析后匯集到一起，形成一個可指揮整座工廠全流程調(diào)度的“大腦”，幫助工廠實(shí)現(xiàn)了不同設(shè)備間的自主協(xié)調(diào)運(yùn)作和靈活響應(yīng)。設(shè)備的數(shù)據(jù)采集從過去“秒級”提升到“毫秒級”，穩(wěn)定性提升到100%，工廠整體生產(chǎn)效率提高了45%，同時生產(chǎn)成本降低了21%，這就是設(shè)備上云的威力。
所謂的設(shè)備上云，就是通過云計(jì)算將復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備彼此聯(lián)通起來，進(jìn)行科學(xué)化、集中化、數(shù)據(jù)化管理，以達(dá)到降本增效、節(jié)能減碳的作用。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接的工業(yè)設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達(dá)到7300萬臺套，工業(yè)APP突破59萬個。
如此大規(guī)模的設(shè)備上云并非易事。賽迪智庫信軟所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室助理研究員張朝表示，上云戰(zhàn)略思想缺乏共識、工業(yè)數(shù)據(jù)采集難度大、大范圍互聯(lián)互通難度高、數(shù)據(jù)分析處理模型不夠成熟等是當(dāng)前設(shè)備上云亟需解決的難題。他認(rèn)為，“設(shè)備上云”是牽涉網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層多方力量的系統(tǒng)工程，要想提升“設(shè)備上云”覆蓋率，上游網(wǎng)絡(luò)保障至中游軟件服務(wù)、下游設(shè)備應(yīng)用方均需要協(xié)同發(fā)力。
工業(yè)仿真：悄然而至
工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，仿真技術(shù)必不可少。工業(yè)云的出現(xiàn)讓仿真過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)分析、快速運(yùn)算及存儲成為可能。“云+仿真”大幅提升了制造企業(yè)的協(xié)同生產(chǎn)效率。比如一臺汽車在研發(fā)生產(chǎn)之前，需要通過仿真軟件對整車、沖壓成型、鑄造和鍛造的工藝過程進(jìn)行模擬分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，消除安全隱患。再比如，航天器的設(shè)計(jì)制作需要利用虛擬樣機(jī)技術(shù)來提高航天器協(xié)同設(shè)計(jì)效率，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)時間。
據(jù)了解，仿真技術(shù)可以應(yīng)用于制造的全生命周期，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測試、維護(hù)、服務(wù)等各個環(huán)節(jié)，對工業(yè)企業(yè)提高產(chǎn)品開發(fā)效率，加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集、分析、處理能力，減少決策失誤，發(fā)揮著重要作用。然而，由于仿真軟件大多比較昂貴、技術(shù)門檻高、技術(shù)成熟度有待提升，大多數(shù)企業(yè)又缺乏既熟悉仿真技術(shù)又具備制造專業(yè)知識的人才，仿真技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的整體落地情況并不理想。
中國工業(yè)合作協(xié)會仿真技術(shù)產(chǎn)業(yè)分會會長、北京航空航天大學(xué)教授張霖在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時指出：“國內(nèi)企業(yè)大多只在某些點(diǎn)上開展局部仿真，而在應(yīng)用的深度上，停留在表面的較多，真正用仿真推動核心業(yè)務(wù)的不多。”
不過，令人欣慰的是，這兩年國家大力推動工業(yè)軟件的發(fā)展，各種關(guān)于仿真的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展迅速，為仿真軟件的應(yīng)用推廣創(chuàng)造了條件。張霖談道：“越來越多的企業(yè)意識到企業(yè)轉(zhuǎn)型亟須提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，而仿真技術(shù)正是開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心，現(xiàn)在隨著仿真技術(shù)進(jìn)入一個新的發(fā)展高潮，工業(yè)仿真的爆發(fā)點(diǎn)也隨之而來。”
工業(yè)仿真發(fā)展的核心推動力在于企業(yè)的需求，只有企業(yè)真正認(rèn)識到仿真的價值，再輔以外部的力量支持，才可以真正推動仿真技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。張霖建議，一方面，國家層面需要加大政策支持和投入，鼓勵工業(yè)仿真軟件的研發(fā)；另一方面，要加快制定工業(yè)仿真相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和指導(dǎo)各類仿真活動。此外，還需加快工業(yè)與仿真學(xué)科交叉人才培養(yǎng)。
云安全問題：最大障礙
作為“中國織造名城”，浙江省蘭溪市近兩年來花了大力氣“機(jī)器換人”。據(jù)悉，當(dāng)?shù)卦?家紡織行業(yè)企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化改造試點(diǎn)，引進(jìn)了2.5萬臺全球先進(jìn)織機(jī)，展開了一場精準(zhǔn)的數(shù)字化“補(bǔ)課”。數(shù)據(jù)顯示，蘭溪9家試點(diǎn)企業(yè)98%的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)聯(lián)通后，水、電、蒸汽平均每萬米布消耗量分別下降9.8%、1.6%和5.6%，差錯率由原來的2.4%下降到1%，效益平均提高12.3%。隨后，40余家紡織企業(yè)開始以各種方式接觸數(shù)字化改造，產(chǎn)值達(dá)到了蘭溪紡織業(yè)一半以上。
這些紡織企業(yè)走上云端面臨的首要難題就是安全。安恒信息積極參與蘭溪市紡織行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型項(xiàng)目，為多家當(dāng)?shù)仄髽I(yè)提供了貫穿工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)APP、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)控制系統(tǒng)的全場景安全產(chǎn)品與服務(wù)，讓他們真正實(shí)現(xiàn)“敢上云”“敢用云”。安恒信息也憑此案例榮獲了2021年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全大賽的“應(yīng)用優(yōu)勝獎”。
“在服務(wù)過程中，我們發(fā)現(xiàn)其實(shí)現(xiàn)在很多企業(yè)對于工業(yè)云依然是存疑的，大多處于觀望階段。”安恒信息副總裁、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全事業(yè)部總經(jīng)理葉鵬對《中國電子報(bào)》記者指出，“工業(yè)企業(yè)屬于傳統(tǒng)行業(yè)，穩(wěn)定性和安全性是他們的第一目標(biāo)，因此對于新技術(shù)的選擇相對謹(jǐn)慎，把核心數(shù)據(jù)放在云端會讓他們感到不安，這也是阻礙工業(yè)企業(yè)上云的主要原因之一。”
雖然上云已是大勢所趨，但潛在的安全問題不容忽視。比如設(shè)備上云會導(dǎo)致海量設(shè)備直接暴露在網(wǎng)絡(luò)攻擊之下，木馬病毒能夠在這些暴露的設(shè)備之間以指數(shù)級的感染速度進(jìn)行擴(kuò)散。再比如，無人化生產(chǎn)模式下，工廠網(wǎng)絡(luò)迅速向三化（IP化、扁平化、無線化）+靈活組網(wǎng)（5G+MEC或4G+5G+MEC等）方向發(fā)展，這種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)導(dǎo)致傳統(tǒng)基于靜態(tài)防護(hù)策略和安全域的防護(hù)效果下降。此外，在愈發(fā)嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全新形勢下，工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)應(yīng)用等也都面臨著全新的安全挑戰(zhàn)。
葉鵬指出，從政策上來看，需要國家大力的扶持，推動樣板企業(yè)先上云，起到模范作用，從而帶動行業(yè)上云；從技術(shù)上看，要針對企業(yè)痛點(diǎn)去迭代技術(shù)，在解決穩(wěn)定性和安全性的問題多下功夫。
未來發(fā)展：把握兩個關(guān)鍵點(diǎn)
“工業(yè)云之所以發(fā)展慢，很大程度上是因?yàn)楹芏喙I(yè)企業(yè)還沒有完成數(shù)字化過程，不具備上云的充分性和必要性。”百度智能云高級分析師王云侯對《中國電子報(bào)》記者分析指出，“企業(yè)對于上云后的收效不明確或有顧慮，抑或是企業(yè)數(shù)據(jù)資源少或沒有開發(fā)價值，也可能是在組織架構(gòu)和管理模式上無法和上云后的系統(tǒng)進(jìn)行適配。上云的難點(diǎn)和瓶頸不在于技術(shù)環(huán)節(jié)，而在于企業(yè)是否能夠通過上云實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值變現(xiàn)。”
然而，葉鵬表示，工業(yè)云的發(fā)展和其他新技術(shù)在工業(yè)方面的發(fā)展路徑是一樣的，舉個例子，以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域一直不被看好，但隨著技術(shù)的發(fā)展，目前90%以上的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)都采用了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。云計(jì)算也一樣，頭部的IA廠商如GE、ABB、SIEMENS都在布局工業(yè)云技術(shù)和虛擬化技術(shù)，在未來的5~10年內(nèi)，工業(yè)云一定會得到普遍認(rèn)可。
目前來看，設(shè)備上云、工業(yè)仿真、工業(yè)云安全已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)云發(fā)展的重要發(fā)力點(diǎn)。王云侯分析稱，設(shè)備上云是最容易的，打通數(shù)據(jù)是關(guān)鍵；工業(yè)仿真的核心短板在于算力和數(shù)據(jù)安全；工業(yè)云安全相關(guān)技術(shù)仍有提升空間，且潛力較大。
他認(rèn)為：“工業(yè)云市場爆發(fā)將有兩個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：一是中小企業(yè)開始大規(guī)模數(shù)字化轉(zhuǎn)型（目前還以大企業(yè)為主），二是大量代工企業(yè)轉(zhuǎn)向打造自主品牌（釋放大量研發(fā)-營銷上云需求）。政策方面應(yīng)從鼓勵上云轉(zhuǎn)向鼓勵應(yīng)用（IaaS到SaaS）；行業(yè)云應(yīng)重點(diǎn)打造共性知識平臺；企業(yè)方面應(yīng)先梳理好業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型思路，再明確上云路徑圖；而從技術(shù)層面來看，低代碼有可能成為引爆工業(yè)云市場的導(dǎo)火索。”
