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(jí)的指導(dǎo)意見》提出，要堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)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(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。2024年是全面推進(jìn)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(dòng)，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(dòng)力，這其中，特別是IT(信息技術(shù))、OT(運(yùn)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(jí)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(bào)告》(下稱“報(bào)告”)。作為綠色智能制造創(chuàng)贏計(jì)劃的重要成果，該報(bào)告深入闡述了智能制造五個(gè)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(shí)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(bào)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(jìn)行深入評估，最終錨定27個(gè)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(bào)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(dòng)力。由于制造細(xì)分行業(yè)的工藝流程、運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(dú)支撐某個(gè)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(jì)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(shí)體的虛擬雙胞胎，再基于數(shù)據(jù)來模擬、驗(yàn)證、預(yù)測、控制物理實(shí)體全生命周期的運(yùn)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(jì)、制造工藝優(yōu)化、機(jī)器設(shè)備管理和運(yùn)營管理等綠色智能工廠中的多個(gè)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?yàn)楣I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供靈活敏捷、易于擴(kuò)展、高可用的運(yùn)行環(huán)境，降低平臺(tái)運(yùn)維復(fù)雜度并提高效率。
● 5G邊緣計(jì)算融合了5G通信技術(shù)與邊緣計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)，為綠色智能制造工廠帶來實(shí)時(shí)、高帶寬、穩(wěn)定、可拓展的互聯(lián)通信，為要求實(shí)時(shí)和高效率的應(yīng)用(如實(shí)時(shí)邊緣控制優(yōu)化、先進(jìn)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(yùn)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(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)要素收集、預(yù)測識(shí)別、數(shù)據(jù)安全和智能決策的升級(jí)。
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(jià)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(bào)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(dòng)力電池、氫能儲(chǔ)能、集成電路這六個(gè)規(guī)模大、增速快、行業(yè)戰(zhàn)略地位高的垂直領(lǐng)域進(jìn)行深入分析。分析維度由面到點(diǎn)，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(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的方向。
以氫能儲(chǔ)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(chǔ)氫設(shè)施建造成本相對較高，另外氫氣在儲(chǔ)存和運(yùn)輸時(shí)一旦泄漏，容易導(dǎo)致爆炸，后果嚴(yán)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(shí)模擬生產(chǎn)與運(yùn)輸時(shí)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(yán)格要求，例如燃料電池需要5N純度，但傳統(tǒng)自動(dòng)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(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測……這些挑戰(zhàn)使得安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)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(hù)、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(jì)、計(jì)劃調(diào)度、倉儲(chǔ)配送和供應(yīng)鏈物流交付等方面進(jìn)行投入，以滿足不斷變化的消費(fèi)者需求。由于消費(fèi)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(bào)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(shí)時(shí)監(jiān)測與動(dòng)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(jìn)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(chǔ)能、動(dòng)力電池綠智化進(jìn)展整體較快，集成電路、氫能儲(chǔ)能部分頭部企業(yè)已經(jīng)走向了綠色智能化。具體到細(xì)分場景，質(zhì)量管理、工廠建造、倉儲(chǔ)配送、設(shè)備管理、供應(yīng)鏈計(jì)劃與服務(wù)為企業(yè)重點(diǎn)投資的一級(jí)場景。這些集中的策略對于提高客戶滿意度、增強(qiáng)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)
