“5G+工业互联网” 助力制造业数字化转型创新发展

张江科技评论张江评论

2021年01月22日 07:52

5G与工业互联网的融合赋予了制造业数字化转型发展的新动力，对构建国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，助力经济社会高质量发展意义重大。

文/满孝颐

当前正值全球第四次工业革命孕育兴起与数字化转型形成的历史交会期，5G是新一代信息通信技术升级的重要方向，工业互联网是制造业转型升级的重要趋势。5G与工业互联网相互碰撞、融合，必将打开制造业数字化、网络化、智能化发展的新篇章，为制造业数字化转型提供强大的推动力，为引领制造业高质量发展创新赋能。

制造业数字化转型现状

从整体维度来看，我国制造业数字化转型主要呈现出以下特点。一是数字化水平稳步提升。根据中国信息通信研究院测算，我国2019年数字经济规模达35.8万亿元，发展规模显著扩大，但制造业的数字化转型程度较低，工业数字化渗透率为19.5%，服务业数字化渗透率为37.8%，且转型阶段差异较大。二是制造业数字化基础稳步提升。规模以上工业企业生产设备数字化率、关键工序数控化率、数字化设备联网率持续提升。三是新模式、新业态蓬勃发展。网络化协同、服务型制造业个性化定制的企业比例逐年提升，5G等前沿技术已在飞机、汽车、电子、交通轨道、化工等多个重点领域展开应用。

从企业维度来看，我国企业数字化转型的基础已经具备，并加速促进中国制造在投入、生产、产品环节的数字化转型。一方面，制造业数字化转型基础已基本具备，制造业数字化起步较晚，数字化水平有待提高。10年前，“两化融合”总体水平不到50分，经过10年的增长，现在企业“两化”水平增长了20%左右。另一方面，超半数制造企业已经开始进行数字化转型，数字化转型初步阶段的企业比例明显下降。

从工业互联网维度来看，其推动下的制造业数字化转型取得了积极的成效，主要表现为：通过“特定场景+数据分析”降低成本，通过“设计仿真+能耗管理”提升效率，通过“个性定制+服务延伸”实现模式创新，通过“协同加工+共享制造”优化资源配置。

尽管我国工业互联网推动的制造业数字化转型已经取得了一系列积极成效，但仍存在不少问题。一方面，我国工业互联网推动制造业数字化转型正面临日益严峻的外部环境考验。另一方面，我国工业互联网推动的制造业数字化转型面临的内部瓶颈正在不断凸显，如供给能力不足、应用能力不足、资源保障能力不足等。我国制造企业人才缺乏，资金短板明显，技术能力较低，长期低盈利，利用工业互联网实现转型升级面临“心有余而力不足”的困境。

“5G+工业互联网”成为制造业数字化转型发展的新焦点

“5G+工业互联网”融合创新是利用5G构建满足工业智能化发展对无线网络的需求，具有大带宽、低时延、大连接特点的无线网络基础设施。“5G+工业互联网”进一步丰富了新基建的内涵与外延，催生了融合创新应用，有力地引领了新一代技术的变革，赋予了制造业数字化转型发展的新动力，对于构建国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，助力经济社会高质量发展意义重大。

中国信息通信研究院发布的《2020年工业互联网经济发展报告》分析，预计到2020年我国工业互联网产业经济增加值规模将达3.1万亿元。5G和工业互联网的有机结合进一步实现了人、机、物的全面连接，促进了各生产要素间的高效协同。两者产生的倍增效益将充分释放出巨大的应用潜力和强大的新动能，从而为制造业的数字化、网络化、智能化升级提供更坚实的支撑，为提质增效释放乘数效应。

“5G+工业互联网”推动制造业从流程驱动迈向数据驱动

以ISA-95架构为标志，流程驱动的制造业数字化转型始于20世纪50年代，成熟于20世纪90年代中后期。其本质就是将生产流程标准化、数字化、软件化、自动化，并在一定程度上实现集成，从而能够赋能标准化生产体系，促进协同，助力实现降本增效和高质量发展。其核心特征是有限连接、分层分割、局部优化、辅助决策和滞后分析。

以工业互联网、工业4.0提出为标志的数据驱动的制造业数字化转型于2012年前后开始进入新阶段，数据驱动的制造业数字化转型是通过对物理世界全要素、全产业链、全价值链的全面互联和泛在感知，构建数据采集、汇聚、分析、应用的优化闭环，驱动产业变革，优化资源配置效率的系统转型过程，从而使人类社会的信息和知识能够发挥更大的作用，进入以数据为要素，以知识为价值源泉的数字化产业新时代，推动产业体系、生产力和质量发生重大变革，迎来质的飞跃。相比于流程驱动的制造业数字化转型，数据驱动的制造业数字化转型的核心特征是泛在互联、深度集成、全局协同、智能决策和动态敏捷。

当前，制造业正处在大发展大变革的调整期，外部需求、竞争和全球制造格局的深刻调整推动制造业从大规模标准化生产体系加速迈向大规模敏捷定制化生产体系。这种转变要求制造体系的各要素之间、价值环节之间、产业链之间的集成协同要求大幅提升，从根本上表现为复杂性和不确定性的大幅提升。数据驱动的制造业比流程驱动的制造业能够更好地应对不确定性的外部环境，主要原因：一是数据驱动通过数据自动流动，可以促进全面的信息共享，而流程驱动局限于局部共享；二是数据驱动可以实现低成本学习，在快速迭代中降低不确定性，而流程驱动以事先确定好的流程为基础，学习改进较慢。虽然目前在稳定的行业中，对大量中小企业而言，流程驱动的制造业数字化转型仍然是主要的转型范式，但数据驱动的制造业数字化转型将是行业变革快、处在发展前沿的企业的追求目标，将会有越来越多企业不断加入。

进入5G时代，5G网络为工业互联网发展提供了更多创新赋能的可能，两者之间相辅相成。工业互联网不再只是通信网或信息网，更是互联工业系统。“5G+工业互联网”丰富了工业互联网的应用场景，加速工业企业数字化、智能化转型，推动形成新模式、新生态，加速构建融合发展新图景。同时，“5G+工业互联网”突破了“计算机+控制模型”的传统范式，形成了“网络+数据”的工业互联网智能发展新范式。

多措并举推动“5G+工业互联网”赋能制造业数字化转型

“5G+工业互联网”发展前景广阔，但产业化应用尚需时日。我国应加强前瞻部署，从供给侧和需求侧共同发力，积极营造有利于制造业数字化转型的宏观环境，打造以数据为核心的5G和工业互联网基础设施、产业链和产业生态，实现制造业全面的数字化转型。

一是提升战略目标和运行机制协同水平。充分发挥我国体制机制优势，构建以数字化转型为核心的战略架构体系，探索对现行的运行机制和政策体系进行完善，强化部门协同和目标协同水平。同时，建立产业政策评估体系和评估机制，邀请多主体共同参与政策制定过程。

二是加快推动新型基础设施建设。以5G和工业互联网为代表的新型基础设施是制造业数字化转型的重要支撑，是数字时代保持竞争力的关键驱动，新型基础设施的服务能力直接决定了制造业数字化转型的发展水平。

三是持续增强产业支撑保障能力。一方面，以5G和工业互联网为切入点，抓住“牛鼻子”，缓解“卡脖子”压力。另一方面，持续推动突破核心关键技术，提升产业链安全水平。在多数产业链关键环节由发达国家掌控以及“逆全球化”的趋势下，我国产业链自主可控和安全保障能力面临巨大威胁。尽管可以采取平衡的策略来缓解压力，但是如何从根本上突破核心技术、提升产业链安全水平才是我国必须下大力气解决的关键之所在。

四是加速构建转型公共服务体系。一方面，研究借鉴国外先进经验，以新型研究主体建设为契机，鼓励有经验的企业、产业机构、行业组织等成立服务公司，对外输出综合性的解决方案。另一方面，探索对现行财政资金使用规定作出相应调整，将解决方案企业或咨询服务类机构纳入试点示范或创新工程的支持范围。

五是提升各类主体的创新能力。一方面，坚定地鼓励大企业做大做强，加快国有企业改革，支持大型企业创新发展，鼓励大型企业在境外设立创新中心。另一方面，全力支持中小企业创新发展，制定具有针对性的政策带动中小企业发展，加强优质天使投资人的引进与培育。

六是营造公平开放的发展环境。一方面，完善数据相关法律法规，建立健全制度环境，继续稳步推进开放发展，提前应对供应链变化。另一方面，加速金融改革，提升金融支持实体经济的水平和能力。

满孝颐，博士，中国信息通信研究院华东分院高级研究员，长期从事工业互联网、大数据、人工智能、智慧城市、智能制造等细分领域、细分地域的产业研究。

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