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“31.4萬億、30%”，這對于中國制造而言是兩個有著特別意義的數(shù)字。從2012年到2021年，10年間中國制造業(yè)增加值增幅達85%，占全球比重提高至近30%，持續(xù)保持世界第一制造大國地位。

雖是如此，中國制造業(yè)仍面臨挑戰(zhàn)。產業(yè)經(jīng)濟領域的“微笑曲線”理論認為，在產業(yè)鏈中，附加值更多體現(xiàn)在兩端，左側為技術及研發(fā)、右側為品牌及服務，處于中間環(huán)節(jié)的制造附加值最低。顯然，當前中國制造所處的產業(yè)鏈環(huán)節(jié)仍大量集中在擁擠的微笑曲線的底部。中國工程院的發(fā)布《2021中國制造強國發(fā)展指數(shù)報告》顯示，我國仍處于美國、德國、日本等制造業(yè)強國后的全球制造業(yè)第三陣列。所以，制造大國并非意味著制造強國。

中國制造要走出一條高質量發(fā)展之路，智能制造是必然發(fā)展方向。工信部、國家發(fā)改委等八部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》指出，推進智能制造，要立足制造本質，緊扣智能特征，以工藝、裝備為核心，以數(shù)據(jù)為基礎，依托制造單元、車間、工廠、供應鏈等載體，構建虛實融合、知識驅動、動態(tài)優(yōu)化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統(tǒng)，推動制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉型、網(wǎng)絡化協(xié)同、智能化變革。

無疑，中國制造業(yè)向全球價值鏈的中高端攀升，必然要進行一場深刻的“智造”變革。在此背景下，無論是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是IT與OT融合等概念，已經(jīng)是業(yè)內的流行熱詞，它們?yōu)楣I(yè)制造產業(yè)升級提供了很好的技術手段。但要說發(fā)揮核心價值，仍需將數(shù)字化、智能化等技術深入到核心業(yè)務場景，切入工業(yè)制造痛點要害，而不是浮于表面或僅僅在邊緣場景進行應用。

深入工業(yè)控制與信息技術融合

那么，工業(yè)制造產業(yè)升級的痛點要害是什么？

我們知道，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或者IT/OT融合是一個廣泛意義上的產業(yè)升級理念，通過融入數(shù)智化等IT領域的先進技術，貫穿于工業(yè)制造活動的設計、生產、管理、銷售、服務等環(huán)節(jié)，為縮短研發(fā)周期、提高生產效率與產品質量、及時響應客戶需求等賦能。其中的核心在于生產作業(yè)和管理控制環(huán)節(jié)，所以在IT與OT融合的系統(tǒng)框架中，工業(yè)控制與信息技術融合無疑是觸及工業(yè)制造的核心關鍵。

在中國科學院沈陽自動化研究所特聘研究員王挺看來，當為工業(yè)制造場景引入IT技術，首先面對的即是第一層物理設備，包括PLC、DCS、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等，它們是OT與IT融合的銜接段，是融合的本質，也是最難攻克的一個領域。

的確，傳統(tǒng)上工業(yè)控制系統(tǒng)與IT的相似性很小，它們運行專有的控制協(xié)議，使用專用的硬件和軟件。面向智能制造發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)是一大限制，正如清華大學國家CIMS中心工程部主任趙驥在由邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）牽頭組織的“工業(yè)控制與信息技術融合創(chuàng)新高峰論壇”上所說，當前的工業(yè)互聯(lián)系統(tǒng)是建立在傳統(tǒng)的剛性集成的生產系統(tǒng)基礎上，具有體系結構固化、工業(yè)要素緊密聯(lián)接的特征，難以適應在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺調度下的靈活定制、柔性配置、按需生產的需求。如何構建滿足未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需求的動態(tài)實時變結構系統(tǒng)，解決工業(yè)全要素按需互聯(lián)和要素數(shù)據(jù)可靠交換問題，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度應用需要解決的關鍵科學問題。

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在應用實踐中，終究要落到工業(yè)控制層面上，IT與OT的融合過程，在控制層面一定需要新的系統(tǒng)和新的能力去承載和支撐。”邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）需求與總體組主席黃還青道出了工業(yè)控制與信息技術走向融合的必然所在。

中國制造業(yè)向價值鏈中高端攀升的機會

毫無疑問，用技術紅利取代人口紅利，中國制造的發(fā)展未來需要推動一場產業(yè)科技變局，這是中國制造業(yè)的機會，也是中國制造業(yè)數(shù)字化產業(yè)的機會。

圍繞工業(yè)控制與信息技術融合，王挺認為，工業(yè)網(wǎng)絡、通信協(xié)議、控制系統(tǒng)、開發(fā)工具鏈四大方面決定了融合的深入與否。在工業(yè)網(wǎng)絡和通信協(xié)議方面，基于5G技術的工業(yè)無線通信網(wǎng)絡、OPC UA和TSN標準體系的發(fā)展不斷推動工業(yè)設備的連接與集成；在控制系統(tǒng)上，開發(fā)工業(yè)操作系統(tǒng)或泛在操作系統(tǒng)提供標準化、一體化的泛在資源接入，向下屏蔽管理異構資源、向上凝練沉淀應用共性將標準林立、碎片化的工業(yè)設備、場景統(tǒng)一起來；在開發(fā)工具鏈方面，借鑒IT思維的低代碼開發(fā)理念、Devops等驅動工業(yè)軟件的高效開發(fā)和敏捷性，打通云邊端協(xié)同能力。

這四大方向上的單一技術孵化放到不同的工業(yè)制造場景中都將發(fā)揮獨特的價值，也將容易形成突破。

數(shù)字化浪潮與新工業(yè)革命正在前所未有地進行一場歷史交匯，“IT與OT融合的根本趨勢，導致當下行業(yè)確立好的既有的整套生態(tài)系統(tǒng)，有被局部或全局推翻的可能性，這就給了中國制造產業(yè)彎道超車的機會。”王挺如是說。

變革即是階梯，除了外部環(huán)境變化創(chuàng)造的機會，中國制造業(yè)推動產業(yè)變局還有一張“王牌”，如同上文所言，中國制造業(yè)擁有最大規(guī)模的工業(yè)制造基礎，“先進的需求誕生在中國，圍繞領先的市場需求也就更容易孵化出新的技術、能力和產業(yè)。”黃還青指出，技術跟著需求走，加之產業(yè)政策的促進、龍頭企業(yè)牽引，國內制造業(yè)躍遷已經(jīng)形成恰當良好的發(fā)展土壤。

“天時”與“地利”，工業(yè)制造的技術突破與產業(yè)變局更離不開“人和”

產業(yè)變革的時代進程為“天時”、廣泛的需求驅動為“地利”，作為邊緣計算領域最具影響力的聯(lián)盟組織，也是面向工業(yè)領域的專有聯(lián)盟，邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟（ECC）希望為推動工業(yè)控制與信息技術融合再添“人和”。

今年8月，ECC攜手合作伙伴共同發(fā)起成立工業(yè)控制與信息技術融合創(chuàng)新專家委員會的倡議，希望匯聚“產、學、研、用”等各方資源，探索工業(yè)控制與信息技術融合創(chuàng)新的新型工業(yè)控制架構，突破關鍵技術方向，打造具備未來產業(yè)競爭力的創(chuàng)新工控系統(tǒng)，支撐智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)縱深發(fā)展，助推中國制造業(yè)高質量發(fā)展。

王挺表示，未來ECC工業(yè)控制與信息技術融合創(chuàng)新專家委員會將拉通產學研用各界，搭建開放的產業(yè)合作創(chuàng)新平臺，進行機制上的創(chuàng)新、技術上的創(chuàng)新、合作模式上的創(chuàng)新，推動OT與IT、CT深度融合趨勢下的新型工控系統(tǒng)架構的關鍵技術突破與產業(yè)發(fā)展。

孤舉者難起，眾行者易趨。的確，一個產業(yè)領域的技術突破與長遠發(fā)展離不開產業(yè)協(xié)同推進，中國工業(yè)和制造業(yè)正值從規(guī)模擴張向質量提高的戰(zhàn)略轉變期，無疑需要各方力量創(chuàng)新協(xié)同、共享共創(chuàng)，才能共贏未來。事實上，國內一座座“燈塔工廠”的拔地而起已經(jīng)讓我們看到領航者照亮的前行之路，但中國制造的未來需要更多的“燈塔工廠”示范和引領。

打破工業(yè)系統(tǒng)長期以來形成的壁壘，深入的工業(yè)控制與信息技術融合創(chuàng)新勢在必行，中國制造劃出一條“微笑曲線”，有賴于其激發(fā)的深刻的工業(yè)和智造變革。

當然，這個過程一定不是一蹴而就，也并非一帆風順，需要產業(yè)鏈不斷研究、探索和試錯。

在即將于12月28日召開的2022邊緣計算產業(yè)峰會（ECIS 2022）上，將對此進行深入討論，并設置“工業(yè)邊緣計算專題論壇”，探討工業(yè)控制與信息技術融合創(chuàng)新的行業(yè)趨勢與發(fā)展方向，一個更開放的新型工控系統(tǒng)如何構建，產業(yè)發(fā)展如何協(xié)同，一系列的深入議題討論值得關注。

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