3.3　物联网与智能制造的融合展望

3.3.1　国内外物联网与智能制造融合的瓶颈分析

随着各种新型技术的出现，现在社会俨然已是互联网世界、信息化、大数据时代，但不管虚拟的技术如何发展，制造业依然是每个国家不可忽视的产业。包括工业4.0、美国的先进制造业发展计划等，无一不说明国家对制造业的重视。

随着市场竞争的激烈和客户差异化需求的增多，传统制造业已经不能适应市场需求，智能制造日益成为未来制造业发展的重要趋势和核心内容。在物联网的今天，将物联网技术和智能制造相结合，是目前各个国家新一轮工业革命、科技革命的核心内容之一。

尽管各国的发展目标是一样的，但由于各国的发展基础不同导致战略重点不同。例如，对于美国来说，制造业信息化水平是全球领先的，在软件和互联网方面尤为突出；对于德国来说，精益制造能力高端装配的可靠性水平比较高；而对于中国来说，制造业总量大。因此，美国侧重从设计和服务这个环节向硬件的方向发展；德国硬件方面比较强，其着眼于高端制造装备，并通过CPS来推进智能制造；中国是立体化的思维方式，对于制造这一块更多强调的是开源和节流。产品创新是开源的，对于制造企业来说需要节流，提高生产效率，保证设备不停产。另外，企业以工艺排产最优化来实现卓越制造。全球制造业如今正经历着巨大变革，以前的制造型企业一直处于将数字世界和实体世界分离的局面，现在制造业厂商正逐步通过物联网将两个世界进行融合。

随着“工业4.0”“工业互联网”“智能制造”等热词的持续升温，以及云计算、大数据等新兴技术的迅猛发展，无疑推动工业物联网在工业领域的应用普及。当然，智能制造的实现并非一日之功，目前工业物联网的广泛应用还面临着众多的问题。

1. 异构网络与设备的融合问题

物联网中所用的传感器与原有设备已应用的传感器相兼容问题及工业无线三大标准之间相互兼容问题等，而且目前实现智能制造的核心关键技术还掌握在外商手中，加上高端的工业机器人等智能设备成本居高不下，对于中小企业来讲，面临成本的巨大压力，需要在智能制造与成本之间做平衡。

2. 现阶段智能制造的产业规模发展问题

相对于消费领域来说，工业制造领域对物联网的技术性、安全性、稳定性要求极高，因此，一般的创业公司很难跨入。目前，抢夺智能制造领域的主要有互联网企业和传统设备提供商，他们就像平行线，看似相距很近，即只能相望，无法达到相互融合，而智能制造和物联网的融合就是要把这道隔阂去掉，让两边能进行沟通，从而推动工业企业的产业升级改造，但是，在具体的实施过程中，需要考虑企业成本、结构等相关问题。

3. 信息安全问题

提到工业物联网和智能制造，就不得不提安全问题，根据相关机构的调查数据，目前网络安全是物联网在各行业应用的最大阻碍，特别是对安全性要求特别苛刻的工业领域。目前工业自动化安全问题最大的转变是从硬连接的安全和继电器转移到网络安全，在制造领域，安全分为传输链路安全和数据安全。双层加密是目前一种安全的保障机制，但是加密和解密是消耗运算能力的，在一定程度上会导致服务器数量的增多，关键是设备端的数量会增加，因为大部分设备通常采用嵌入式软件，成本相对敏感，所以，双层加密会带来成本的增加。对于客户来讲，成本和安全之间要有一个平衡。对于企业用户来讲，相对于前两者的安全，商业数据的安全则更为重要。

4. 标准化问题

围绕智能制造与物联网融合的相关标准化工作已经开始，但是国内外的标准化工作还没有形成体系，因此制定标准化的推广体系是当前融合过程中遇到的一个主要问题。推进两化融合管理体系标准的研制、发布和国际化，对推广运用得比较好的物联网企业和工业企业深度融合的典型进行认定和推广，使更多的企业能够在智能化工厂和智能化车间方面得到有效提升。

3.3.2　国内外物联网与智能制造融合的趋势分析

当前，新一轮科技革命与产业变革风起云涌，以信息技术与制造业加速融合为主要特征的智能制造成为全球制造业发展的主要趋势。

智能制造技术创新应用将加快向系统集成应用迈进，以物联网为代表的“互联网”与制造业的深度融合将加快催生智能制造系统平台。随着新一代信息技术向制造领域的加快渗透，现代工业信息化发展已迈入发展智能制造的历史新阶段。为了紧抓这一发展机遇，在制造强国战略的指导下，各领域企业间加快融合创新，推动生产管理方式、商业模式等方面发生重大变革，一系列新模式、新业态、新特征日益凸显。

工业发达国家经历了机械化、电气化、数字化3个历史发展阶段，具备了向智能制造阶段转型的条件。未来必然是以高度的集成化和智能化为特征的智能化制造系统，取代制造中的人的脑力劳动为目标，即在整个制造过程中通过计算机将人的智能活动与智能机器有机融合，以便有效地推广专家的经验知识，从而实现制造过程的最优化、自动化、智能化。未来物联网与智能制造的融合发展具有如下趋势。

1. 重塑现有工业体系

信息时代制造业的创新特点正在发生显著变化，一是科研工具日益数字化、智能化；二是创新模式向异地化、协同化方向发展；三是用户参与创新过程更容易，众创模式逐步普及；四是技术更新周期缩短，创新速度加快；五是研发（包括设计、研究、试验）手段虚拟化、网络化。

智能制造内在表现为多种学科交叉、多种技术融合、多种工艺复合、多种材料混用、多种资源整合、多种人才聚集；外在表现为更新速度加快、研发周期缩短、定制生产普遍、模式创新活跃。在这一趋势的推动下，中国现有工业体系会逐步瓦解、重构，新的制造模式、组织方式、产业形态等大量涌现。

2. 物联网和务联网在制造业中的作用日益突出

通过虚拟网络—实体物理系统，整合智能机器、储存系统和生产设施。通过物联网、服务计算、云计算等信息技术与制造技术融合，构成制造务联网，实现软硬件制造资源和能力的全系统、全生命周期、全方位的透彻的感知、互联、决策、控制、执行和服务化，使得从入场物流配送到生产、销售、出厂物流和服务，实现泛在的人、机、物、信息的集成、共享、协同与优化的云制造。

3. 普遍关注供应链动态管理、整合与优化

供应链管理是一个复杂、动态、多变的过程，供应链管理更多地应用物联网、互联网、人工智能、大数据等新一代信息技术，更倾向于使用可视化的方式来显示数据，采用移动化的方式来访问数据；供应链管理更加重视人机系统的协调性，实现人性化的技术和管理系统。企业通过供应链的全过程管理、信息集中化管理、系统动态化管理实现整个供应链的可持续发展，进而缩短了满足客户订单的时间，提高了价值链协同效率，提升了生产效率，使全球范围的供应链管理更具效率。

4. 催生大量以服务型制造为代表的新兴业态

产业升级的本质是生产要素成本攀升与产业价值链提升之间的一场马拉松式的竞赛，这场竞赛决定了一个国家能否迈过中等收入陷阱、能否冲破高收入之墙。制造业服务化是提升产业价值链的重要途径，是信息化时代一个企业乃至一个国家赢得这场竞赛的关键。发达国家制造业服务化水平明显高于工业化进程中的国家。美国的服务型制造大约占到了60%，而中国的服务型制造只占不到2%。

产业互联网时代，企业成功的核心是能否从观念、技术、商业模式上进行改造，使每个企业不再只是产品生产者、服务提供者，而是通过产品与服务，与客户建立了“强关系”，能成为24小时在线，了解、预测客户需求的“客户运营商”（Customer Operator）。

服务以各种形式融入制造业研发设计、生产制造、经营管理、销售运维等环节，有价值的创造可能就有服务形态的出现。服务型制造的主要模式有基于产品研发设计的增值服务，基于产品效能提升的增值服务，基于产品交易便捷化的增值服务，基于产品集成整合的增值服务，从基于产品的服务到基于需求的服务等。

5. 增材制造技术与工作发展迅速

增材制造技术（3D打印技术）是综合材料、制造、信息技术的多学科技术。它以数字模型文件为基础，运用粉末状的沉积、黏合材料，采用分层加工或叠加成行的方式逐层增加材料来生成各三维实体。其突出的特点是无须机械加工或模具，就能直接从计算机数据库中生成任何形状的物体，从而缩短研制周期、提高生产效率和降低生产成本。三维打印与云制造技术的融合将是实现个性化、社会化制造的有效制造模式与手段。

6. 云制造平台不断涌现

云制造是一种新型的网络化制造服务模式，融合了先进的制造技术，以及互联网、云计算、物联网、大数据等信息技术。以公共服务平台为载体，通过虚拟化、服务化和协同化，汇聚分布异构的制造资源和制造能力，在制造全生命周期的各个阶段，根据用户的需求，实现及时低成本的服务，实现自动化的资源高质高效的对接。

从云制造的内涵和特征可以看出，云制造的运营包括四大要素：一是需要服务平台；二是要有广大的用户需求方；三是要有制造资源和服务的提供方；四是要有平台运营商，且平台上承载了各种各样的制造资源和服务。各主体之间能够依托平台高效互动，各取所需。