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行业动态>下一波浪潮:工业互联网与云计算

美国通用电气公司(GE)首倡并权威出品的重要著作《工业互联网:打破智慧与机器的边界》,深度剖析了工业互联网时代的来临。该书特别强调了将工业革命的成果及其带来的机器、机组和物理网络,与近期的互联网的成果——智能设备、智能网络和智能决策的融合,将此融合称作工业互联网。由此,我们可以认为,工业互联网是数据流、硬件、软件和智能的交互。

  随着工业互联网的崛起,世界正处在通向新的创新与变革时代的门口,这要归功于全球工业系统与先进的计算、分析、低成本传感技术以及全新互联网连接融合。数字世界与机器世界的更深层次融合有潜力给全球产业带来深刻的变革,并对日常生活的方方面面产生影响,其中包括许多人的工作方式。这些创新有望为航空、铁路运输、电力、石油和天然气开发以及医疗等各个行业带来更快的发展速度和更高的效率。

  在美国,如果工业互联网能够使生产率每年提高1%~1.5%,使其重回互联网革命时期的峰值水平,那么未来20年,它将使平均收入比当前水平提高25%~40%。随着创新意识在全球范围的扩散,如果世界其他地区能确保实现美国生产率增长的一半,那么工业互联网在此期间会为全球GDP增加相当可观的10~15万亿美元——几乎相当于当今美国经济的规模。在当今富有挑战性的经济环境中,即使确保实现一小部分生产力提高,也能在个人层面和整个经济层面带来极大的益处。

  下一波浪潮

  这可能吗?工业互联网汇集了两大革命的进步:工业革命带来的无数机器、设备组、设施和系统网络,以及互联网革命中涌现的计算、信息与通信系统方面最近的强大的进步。

  结合起来,这些发展汇集了三大元素,这充分体现了工业互联网的精髓:

  智能机器:将世界上各种机器、设备组、设施和系统网络与先进的传感器、控制装置和软件应用程序相连接的新方式。

  高级分析:利用物理分析、预测算法、自动化,以及材料科学、电气工程及其他了解机器和更大的系统运转方式所需的重点学科的深厚的专业知识的力量。

  工作中的人:在任何时候将人相连——无论他们是在工业设施、办公室、医院中工作,还是在移动中——以支持更加智能的设计、运营、维护,以及更高质量的服务和安全性。

  连接并整合这些元素为各种企业和经济体提供了新的机遇。例如,传统的统计方法使用的是历史数据收集技术,这种方式往往在数据、分析和做出决策之间存在孤立性。由于系统监测已得到改进并且信息技术的成本有所下降,支持越来越多实时数据的能力得到了提高。高频率实时数据让人们在全新的高度了解系统运行情况。基于机器的分析为分析流程带来了另一种维度。物理方法、深厚的特定行业领域专业知识、更多的信息流自动化以及预测功能的整合,可加入现有的大数据工具套件。其结果就是,工业互联网将涵盖传统方式以及更新的混合方式,以便通过特定行业的高级分析来充分利用历史数据和实时数据。

构建模块和旋转设备

  工业互联网最开始是将传感器和其他先进的仪器仪表(从简单到复杂)嵌入各种机器。这能够收集并分析海量数据,用来改进机器性能,并且不可避免地提高将其连接在一起的系统和网络的效率。甚至数据本身都能够变得智能”——能立即知道自己需要抵达哪些用户。

  仅在航空领域,潜力就是巨大的。目前约有20000架商用飞机,其中包含43000个商用喷气发动机。每个喷气发动机包含3个分别装有仪器仪表和监测的主要旋转设备。试想一下当智能飞机可以与操作员进行通信时,发动机维护、燃料消耗、机组分配和调度的效率。这还只是当前的情况。未来15年,随着全球范围对航空服务的需求不断提高,将有30000个新的喷气发动机投入服务。

  机车、联合循环发电厂、能源加工厂、工业设施及其他关键设备中也有类似的安装仪器仪表的机会。总体来说,当今全球工业资产库中约有超过300万台主要的旋转设备”——所有这些只是工业互联网可支持设备的一小部分。

  1%的威力

  机器与分析相结合的收益是多方面的,也是显著的。我们估计,工业互联网的技术创新将在规模超过32.3万亿美元的经济活动的领域内得到直接应用。随着全球经济增长,工业互联网的潜在应用也将扩大。到2025年,工业互联网的应用领域将达82万亿美元规模的产出,或占全球经济的一半。

  保守地看,特定行业的收益是有益的。即使工业互联网只能让效率提高1%,其效益也将是巨大的。例如,仅在商用航空领域,未来15年,节约1%的燃料就意味着节约300亿美元的成本。同样,全球所有天然气火力发电厂的效率提高1%,就意味着节约价值660亿美元的燃料。通过提高流程的效率,全球医疗行业也将受益于工业互联网:全球医疗效率提高1%,就意味着节约超过630亿美元的医疗成本。在全球铁路货运行业,如果效率提高1%,则意味着节约270亿美元的燃料。最后,产业上游的石油与天然气勘探与开发的资本利用率提高1%,就可避免或推迟900亿美元的资本支出。这些仅仅是几个有可能实现的例子。


  广泛的全球收益

  作为重要创新的发起者和先行者,美国位于工业互联网的前沿。鉴于越来越深入的全球一体化以及更快速的技术转移,带来的收益将是全球性的。事实上,由于新兴市场大量投资基础设施,尽早快速采用工业互联网技术会起到一个强劲的助推器的作用,可能有机会避免发达国家所经历的某些发展阶段。例如,通过直接使用无线技术,可能会避免使用电缆或有线技术。或者,目前提供的私有、半公共或公共云系统将有可能替代各个孤立系统。其结果将更快地缩短发达国家和发展中国家之间生产力的差距。在这个过程中,工业互联网将缓解资源和资金的压力,使全球经济社会增长进一步实现可持续发展。

  推动力和催化剂

  工业互联网的实现需要一系列关键的推动力和催化剂:

  我们必须在技术创新方面持续努力,并且投资部署必要的传感器、仪器仪表和用户界面系统。投资是将新技术快速转化为资本存量的一个基本条件。工业互联网能在多大程度上提高效率、能带来多少便利将取决于其发展步伐。部署工业互联网的成本根据具体的行业和地区而定,但人们普遍认为,对该技术领域的投入,其成本将最终获得正收益。

  一个强大的网络安全系统和方案,用来管理漏洞并保护敏感信息和知识产权。

  建立强大的人才储备,包括将机械和工业工程整合为新的数字机械工程师跨部门职位,创建分析平台和算法的数据科学家,以及软件和网络安全专家。为工作人员赋予这些技能有助于确保创新将再次创造更多的就业机会并提高生产力。

  这将需要资源和努力,但是,工业互联网能够改变我们的产业和生活——打破智慧与机器的边界。

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