當(dāng)前，全球新一輪科技革命的洪流正在席卷傳統(tǒng)制造業(yè)，變革工廠生產(chǎn)方式，重塑企業(yè)組織形態(tài)，顛覆舊有商業(yè)模式。工信部等八部門最新發(fā)布的《關(guān)于加快傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的指導(dǎo)意見》提出，要堅持創(chuàng)新驅(qū)動，推動傳統(tǒng)制造業(yè)向高端化、智能化、綠色化、融合化方向轉(zhuǎn)型，加快實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。2024年是全面推進新型工業(yè)化的重要一年，以“數(shù)字化”和“綠色低碳”雙輪驅(qū)動，更加開放、高效與韌性、可持續(xù)、以人為本的未來工業(yè)正加速到來。
創(chuàng)新是新型工業(yè)化的根本動力，這其中，特別是IT(信息技術(shù))、OT(運營技術(shù))、CT(通信技術(shù))、DT(數(shù)字技術(shù))、ET(能源技術(shù))等5T基礎(chǔ)技術(shù)的融合創(chuàng)新，是培育新質(zhì)生產(chǎn)力和構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)的重要方向，正在為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級打開新的思路。
2024年1月18日，施耐德電氣聯(lián)合億歐智庫正式發(fā)布《2024未來工業(yè)技術(shù)融合創(chuàng)新報告》(下稱“報告”)。作為綠色智能制造創(chuàng)贏計劃的重要成果，該報告深入闡述了智能制造五個階段的演化路線，前瞻性提出以5T技術(shù)深度融合構(gòu)建未來工業(yè)新范式，同時呈現(xiàn)了創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)場景融合的最佳范本。聚焦工業(yè)場景，報告篩選六大垂直領(lǐng)域，圍繞產(chǎn)品生命周期、生產(chǎn)全過程、供應(yīng)鏈管理三大維度對企業(yè)轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀進行深入評估，最終錨定27個技術(shù)融合創(chuàng)新場景并展開分析，為企業(yè)數(shù)字化和綠色低碳雙轉(zhuǎn)型提供行之有效的參考。
5T技術(shù)融合創(chuàng)新，為未來工業(yè)場景構(gòu)建奠基
報告指出，技術(shù)創(chuàng)新是制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展的關(guān)鍵動力。由于制造細分行業(yè)的工藝流程、運營管理、人才與技術(shù)基礎(chǔ)等多方面因素差異化巨大，用單一技術(shù)構(gòu)建未來工業(yè)的綠色智能制造解決方案存在重重挑戰(zhàn)。例如，運用OT、IT、ET此類功能性技術(shù)直接開發(fā)傳統(tǒng)應(yīng)用能使其成功運行某些功能，卻不具備數(shù)字化和智能化的特性;應(yīng)用DT、CT此類賦能性技術(shù)能夠讓傳統(tǒng)應(yīng)用更適應(yīng)數(shù)字化或智能化要求，但無法單獨支撐某個應(yīng)用系統(tǒng)與裝置——顯而易見，未來工業(yè)場景的構(gòu)建需要依托5T技術(shù)的融合創(chuàng)新。
隨著5T基礎(chǔ)技術(shù)相互交織、集成，形成了包括工業(yè)數(shù)字孿生、云原生、5G邊緣計算、能碳管理技術(shù)在內(nèi)的一系列創(chuàng)新技術(shù)代表：
● 工業(yè)數(shù)字孿生以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬雙胞胎，再基于數(shù)據(jù)來模擬、驗證、預(yù)測、控制物理實體全生命周期的運行。該技術(shù)可應(yīng)用于虛擬工廠與產(chǎn)線建設(shè)、產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝優(yōu)化、機器設(shè)備管理和運營管理等綠色智能工廠中的多個場景，已在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。
● 云原生能夠為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供靈活敏捷、易于擴展、高可用的運行環(huán)境，降低平臺運維復(fù)雜度并提高效率。
● 5G邊緣計算融合了5G通信技術(shù)與邊緣計算技術(shù)的特點，為綠色智能制造工廠帶來實時、高帶寬、穩(wěn)定、可拓展的互聯(lián)通信，為要求實時和高效率的應(yīng)用(如實時邊緣控制優(yōu)化、先進過程控制等)提供了必要的技術(shù)支持。
● 能碳管理技術(shù)可以優(yōu)化能源系統(tǒng)的運行效率和可靠性，助力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。未來工業(yè)中的智能化能碳管理系統(tǒng)還將實現(xiàn)全數(shù)據(jù)要素收集、預(yù)測識別、數(shù)據(jù)安全和智能決策的升級。
聚焦六大行業(yè)，呈現(xiàn)技術(shù)和場景融合的范本
如果說創(chuàng)新技術(shù)是“木”，那么產(chǎn)業(yè)就是“土”，要想真正發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)的價值，就必須加大創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)業(yè)場景的深度融合，讓“木”和“土”互相滋養(yǎng)，蓄勢生長。
基于此，報告尤為注重未來工業(yè)應(yīng)用場景的部署，通過考察行業(yè)規(guī)模大小、行業(yè)規(guī)模增速、行業(yè)利潤增速和國家戰(zhàn)略布局等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，篩選石油化工、食品飲料、有色行業(yè)、動力電池、氫能儲能、集成電路這六個規(guī)模大、增速快、行業(yè)戰(zhàn)略地位高的垂直領(lǐng)域進行深入分析。分析維度由面到點，涵蓋行業(yè)基本面、行業(yè)綠智化轉(zhuǎn)型需求與轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀、行業(yè)未來場景和優(yōu)秀案例，以此指導(dǎo)行業(yè)用戶和服務(wù)商未來在構(gòu)建綠色智能制造解決方案時需要重點關(guān)注的方向。
以氫能儲能行業(yè)為例，上游環(huán)節(jié)，氫氣易燃易爆、密度低，導(dǎo)致儲氫設(shè)施建造成本相對較高，另外氫氣在儲存和運輸時一旦泄漏，容易導(dǎo)致爆炸，后果嚴重，所以需要在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建和測試基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性，同時模擬生產(chǎn)與運輸時極端環(huán)境造成的危害，制定安全應(yīng)對策略;下游環(huán)節(jié)，氫氣的應(yīng)用客戶對于氫氣純度有嚴格要求，例如燃料電池需要5N純度，但傳統(tǒng)自動化技術(shù)無法保障產(chǎn)品純度，需要在線對氫中氧、氧中氫、氫露點進行監(jiān)測……這些挑戰(zhàn)使得安全風(fēng)險實時監(jiān)測與應(yīng)急處理、數(shù)字孿生工廠建設(shè)與關(guān)鍵設(shè)備數(shù)字孿生、設(shè)備故障診斷與預(yù)測性維護、碳排放管理與追蹤等成為企業(yè)優(yōu)先關(guān)注的數(shù)字化場景。
在食品飲料行業(yè)，面臨著諸多挑戰(zhàn)：多樣化的產(chǎn)品種類、高要求的產(chǎn)品安全性以及快速迭代的產(chǎn)品周期。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，企業(yè)在工藝設(shè)計、計劃調(diào)度、倉儲配送和供應(yīng)鏈物流交付等方面進行投入，以滿足不斷變化的消費者需求。由于消費者需求轉(zhuǎn)向速度快，傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)難以迅速響應(yīng)，數(shù)字化手段成為重要工具，特別是通過全流程管理提高研發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。報告調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，智能配方管理、車間智能排產(chǎn)和物流實時監(jiān)測與動態(tài)優(yōu)化三類場景未來3年內(nèi)部署占比均超過50%，場景部署增量平均在40%及以上。
整體來看，六大行業(yè)綠色智能化進程差異明顯，其中石油化工、有色行業(yè)、食品飲料處于綠智化初期;集成電路、氫能儲能、動力電池綠智化進展整體較快，集成電路、氫能儲能部分頭部企業(yè)已經(jīng)走向了綠色智能化。具體到細分場景，質(zhì)量管理、工廠建造、倉儲配送、設(shè)備管理、供應(yīng)鏈計劃與服務(wù)為企業(yè)重點投資的一級場景。這些集中的策略對于提高客戶滿意度、增強市場競爭力和保持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
舉生態(tài)之力，共同應(yīng)對技術(shù)融合和發(fā)展挑戰(zhàn)
工業(yè)領(lǐng)域正經(jīng)歷快速的技術(shù)變革，市場需求的快速轉(zhuǎn)變、復(fù)雜的供應(yīng)鏈管理、環(huán)境的持續(xù)惡化等外部影響要素持續(xù)影響著制造業(yè)企業(yè)的經(jīng)營管理，企業(yè)需要加強生態(tài)合作伙伴之間的協(xié)作和共享，借生態(tài)之力立得穩(wěn)、行得遠。
通過建立生態(tài)圈——解決方案服務(wù)商能夠有效應(yīng)對整體方案集成困難、數(shù)字化人才短缺、客戶需求理解缺失、工廠數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施差異及市場區(qū)域性營銷資源不足等挑戰(zhàn)，從而靈活適應(yīng)市場項目需求變化，提高解決方案交付效率，推動工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型;企業(yè)客戶則能利用生態(tài)圈獨有的技術(shù)集成、兼容性、協(xié)同優(yōu)勢、靈活服務(wù)和支持等優(yōu)勢，匯聚多方服務(wù)商共建整體方案，發(fā)揮各自所長，最終滿足自身多維度的轉(zhuǎn)型需求。
報告指出，隨著綠色智能制造解決方案的不斷深入探索，未來工業(yè)綠智化轉(zhuǎn)型的下一階段面臨著兩大類主要挑戰(zhàn)。
一方面是技術(shù)融合帶來的挑戰(zhàn)。綠色化與智能化轉(zhuǎn)型對應(yīng)的兩種使能技術(shù)(DT與ET技術(shù))在成熟度和發(fā)展速度上存在差異，導(dǎo)致融合過程復(fù)雜且不均衡。同時實現(xiàn)技術(shù)融合需要大量的資金和資源投入，而這些往往受到企業(yè)實際資源分配策略的限制。
另一方面是技術(shù)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)。隨著相當(dāng)一部分制造型企業(yè)逐漸完成了IT與OT的技術(shù)融合，通過系統(tǒng)間的集成，打通了數(shù)字化工廠的橫向、縱向數(shù)據(jù)流，積累了原始的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。這類數(shù)字化程度較高、綠智化轉(zhuǎn)型探索較為領(lǐng)先的企業(yè)如何應(yīng)對數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，是下一階段建設(shè)未來工業(yè)的關(guān)鍵之一。基于生成式AI技術(shù)的通用大模型應(yīng)用，為工業(yè)AI模型的發(fā)展帶來了啟示，有機結(jié)合通用大模型、數(shù)字化工業(yè)知識圖譜與工業(yè)專用場景模型成為未來的重要話題。
施耐德電氣認為，制造企業(yè)應(yīng)以綠智化轉(zhuǎn)型為目標(biāo)，以價值創(chuàng)造為導(dǎo)向，以生態(tài)合作為依托，創(chuàng)新發(fā)展綠色智能制造解決方案，共同打造未來工業(yè)。憑借在工業(yè)自動化和能源管理領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)和豐富的行業(yè)經(jīng)驗，施耐德電氣將持續(xù)攜手生態(tài)圈合作伙伴共同推動工業(yè)綠色智能化轉(zhuǎn)型，助力“碳中和”、“新型工業(yè)化”、“新質(zhì)生產(chǎn)力”目標(biāo)的逐步實現(xiàn)，為工業(yè)乃至全社會的低碳可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻。
（來源：施耐德電氣）
