Preface 前言
2012年,“工业互联网”这个名词及其初始理念由美国通用电气公司正式提出。随后各国因高度重视工业互联网,分别颁布了适用于本国发展工业互联网的战略规划。在我国的政府引导和市场主导下,在新一轮科技革命与产业变革的推动下,我国工业互联网的技术、产业和应用发展呈现出日趋成熟的良好态势。实践表明,工业互联网作为新一代信息通信技术与工业深度融合的产物,是我国新一轮工业革命的关键支撑。
必须指出,当前,我国正步入“智能+”时代与后疫情时代交叉影响的新时代;正面临多边主义与单边霸凌主义长期复杂竞争博弈的新形势;正逢开启全面建设社会主义现代化国家的新发展阶段,贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念,构建“以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进”的新发展格局。
制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。在“新时代/新形势/新需求”下,制造业发展的机遇与挑战并存,任重道远。
本书提出的智慧工业互联网是一种适应新时代、新形势、新需求的加快我国制造业向“数字化、网络化、云化、智能化”转型升级的新模式、新技术手段与新业态。
智慧工业互联网是一个复杂的大系统。它在新一代人工智能技术的引领下,由新制造产品/能力/资源体系、新网络/感知体系、新平台体系、新标准安全体系、新应用体系及新用户体系等六大新体系组成。
智慧工业互联网是一种新型工业互联网系统。宏观地讲,智慧工业互联网系统是在“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念的指引下,在新一代人工智能技术引领下的“人、信息(赛博)空间与物理空间”融合的“新智慧制造资源/能力/产品”智慧互联协同服务的工业互联网系统。智慧工业互联网系统的“智慧”指在新一代人工智能技术引领下的,相互联系、层层递进的系统的“数字化、物联化、虚拟化、服务化、协同化、定制化、柔性化和智能化”。智慧工业互联网在新发展理念的指引下,将具备“新技术、新模式、新业态、新特征、新内容、新目标”。具体地讲,“新技术”的内涵是:基于泛在新互联网,在新一代智能科学技术引领下,借助新一代智能科学技术、新制造科学技术、新信息通信科学技术及新制造应用领域专业技术等四类新技术深度融合的数字化、网络化、云化、智能化技术新工具,构成以用户为中心的统一经营的多层新智慧制造资源/能力/产品的服务云(网),使用户通过新智慧终端及新智慧制造服务平台便能随时随地按需获取新智慧制造资源/能力/产品服务,进而优质、高效地完成制造全生命周期的各类活动的新技术手段。“新模式”的内涵是:一种“用户为中心,人/机/物/环境/信息优化融合”“互联化(协同化)、服务化、社会化、个性化(定制化)、柔性化、智能化”的先进制造新模式。“新业态”的内涵是:“万物智联、智能引领、数/模驱动、共享服务、跨界融合、万众创新”的新业态。“新特征”的内涵是:对新制造全系统、全生命周期活动(产业链)中的人/机/物/环境/信息进行自主智慧地感知、互联、协同、学习、分析、认知、决策、控制与执行的新特征。“新内容”的内涵是:促使制造全系统及全生命周期活动中的人、技术/设备、管理、数据、材料、资金(六要素)及人流、技术流、管理流、数据流、物流、资金流(六流)集成优化的新内容。“新目标”的内涵是:高效、优质、节省、绿色、柔性、安全地制造产品和服务用户,提高企业(或集团)的市场竞争能力的新目标。
本书共分为理念篇、技术篇、实践篇及发展篇。
理念篇简述工业互联网的提出及国内外工业互联网现状与演进阶段,解读新时代、新形势与新需求,进而提出智慧工业互联网的内涵、概念模型、系统体系架构及其技术体系。
技术篇论述智慧工业互联网涉及的关键技术,主要包括在新一代人工智能技术引领下,借助新一代智能科学技术、新制造科学技术、新信息通信科学技术及工业领域专业技术等四类新技术深度融合而形成的智慧工业互联网系统的总体技术、资源技术、感知/接入/通信层技术、边缘处理平台技术、云端平台技术、云设计/生产/装备/管理/试验/服务技术及系统安全技术等。
实践篇论述中国航天科工集团的航天云网公司研发成功的智慧工业云雏形——航天云网2.0。称其为雏形是指其仅仅融合了部分的新一代人工智能技术/新制造科学技术/新信息通信科学技术及新制造应用领域专业技术。其内容主要包括航天云网2.0系统架构、关键技术、产品集及其应用情况。同时,实践篇还介绍了智慧工业互联网的实施、评估及基于航天云网2.0的智能工厂及行业云、区域云等实践。
发展篇主要从大系统的角度及智慧工业互联网技术与新技术融合的角度两个方面论述了作者对发展智慧工业互联网的建议。在时代需求的牵引和相关技术发展的推动下,工业互联网的技术、产业与应用必将持续地发展,进而为我国新一轮科技革命与产业变革做出更大的贡献。
本书的主要编写者有李伯虎、柴旭东、侯宝存,此外各章节参与编写人员名单如下。
第1章:刘阳、韦达茵、陈芊妤。
第2章:刘阳、韦达茵。
第3章:冯泽军、宿春慧、于文涛、王琳、潘亚南、张华。
第4章:王晨、宿春慧、林廷宇、郭丽琴、肖莹莹、刘哲、王艳广、樊晶晶、李艳东、王龙、张辰宇等。
第5章:卢晓涛、谷牧、陈晓双、王琪。
第6章:张华、邹萍、刘阳、韦达茵、刘莹、王冲、刘芳等。
第7章:陆小兵、甘乐、林林、遇超。
第8章:纪丰伟、姜海森、王琳、刘阳、韦达茵、陈芊妤、刘献等。
第9章:谷牧、陈晓双、杨灵运、潘亚南、李云鹏。
第10章:卢晓涛、谷牧、杨灵运、陈晓双、李云鹏、王琪等。
第11章:张华、王艳广。
感谢我们的团队及航天云网公司同仁们在智慧工业互联网系统的研究、实践和在本书的写作过程中付出的诸多辛勤劳动与努力。感谢中国航天科工集团的领导与机关长期的指导、关心和支持。感谢我国制造领域的领导与专家们多年来的指导、鼓励和帮助。同时,向在本书出版过程中为我们提供了必不可少的支持和帮助的众多朋友、同事以及本书的编辑表示诚挚的谢意,他们为书稿的统筹、编辑做了大量的工作,没有他们的共同努力,就没有本书的顺利付梓。
工业互联网还在持续发展中,由于编者的水平与实践不足,本书的缺点和谬误在所难免,请读者不吝指出,您的意见和建议是我们前进的动力,我们将不胜感激!