工业互联网突破智慧和机器的界限(全稿)

I工业互联网:突破智慧和机器的界限(全稿)译自：2012年11月【美国】GE编译：工业和信息化部国际经济技术合作中心II目录一、摘要.................................................1后继浪潮..............................................1工业互联网潜力的冰山一角..............................31%增长意义非凡........................................3惠及全球..............................................4推动力与催化剂........................................5二、创新和生产力：接下来呢？.............................5三、创新与变革浪潮.......................................8第一次浪潮：工业革命..................................8第二次浪潮：互联网革命...............................10第三次浪潮：工业互联网...............................12智能设备.............................................12智能系统.............................................15智能决策.............................................16要素整合.............................................17四、机遇有多大？三大视角................................18经济视角.............................................18能耗视角.............................................20将燃料转化为电力.....................................22实物资产的视角.......................................23商用喷气飞机.........................................24III联合循环电站.........................................25机车.................................................26炼油厂...............................................27卫生保健.............................................28五、工业互联网的益处....................................28对工业行业的益处：1%的力量...........................30商业航空业...........................................30铁路运输.............................................33发电.................................................34石油和天然气的开发与交付.............................36医疗保健.............................................38经济收益：下一个生产力繁荣期.........................41生产力增长的停滞期...................................43互联网革命...........................................43质疑再度出现.........................................46工业互联网将带来新一轮的生产力革命...................47差异所带来的改变.....................................48工业互联网与高端制造业...............................51对全球经济所产生的影响...............................52商业活动和商业环境的角色.............................53六、推动力、催化剂和条件................................55创新.................................................55IV基础设施.............................................56网络安全管理.........................................57人才开发.............................................59七、结论................................................611一、摘要创新将显著提高航空、铁路运输、发电、石油与天然气开发及保健服务等不同行业的发展速度和效率，推动世界经济增长，为全球创造更多更好的就业机会，不断提高人们的生活水平。在美国与中国如此，在非洲的大城市及哈萨克斯坦的农村地区亦是如此。随着医疗服务水平的不断提高，成本日益浓缩，大量燃料与能源得以节省，实物资产性能提升和使用寿命拉长，工业互联网将进一步提高效率，促进生产力发展。生产力提升就意味着收入和生活水平的改善。在美国，如果工业互联网推动生产率每年增长1-1.5个百分点，使生产率再一次达到网络革命巅峰水平，在接下来的20年里，平均收入水平将提高25-40%。若其他各国生产力增长水平能维持在美国的一半，工业互联网将为全球GDP创造10—15万亿美元价值，这相当于美国今天的经济总量。在当今充满挑战的经济环境下，确保部分生产率增长能给个体与整体经济带来巨大裨益。后继浪潮这能实现吗？工业互联网将整合两大革命性转变之优势：其一是工业革命，伴随着工业革命，出现了无数台机器、设备、机组和工作站；其二则是更为强大的网络革命，在其影响之下，计算、信息与通讯系统应运而生并不断发展。伴随着这样的发展，三种元素逐渐融合，充分体现出工业互联网之精髓：2智能机器：以崭新的方法将现实世界中的机器、设备、团队和网络通过先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来。高级分析：使用基于物理的分析法、预测算法、自动化和材料科学，电气工程及其他关键学科的深厚专业知识来理解机器与大型系统的运作方式。工作人员：建立员工之间的实时连接，连接各种工作场所的人员，以支持更为智能的设计、操作、维护以及高质量的服务与安全保障。图1工业互联网的关键元素将这些元素融合起来，将为企业与经济体提供新的机遇。例如，传统的统计方法采用历史数据收集技术，这种方式通常将数据、分析和决策分隔开来。伴随着先进的系统监控和信息技术成本的下降，工作能力大大提高，实时数据处理的规模得以大大提升，高频率的实时数据为系统操作提供全新视野。机器分析则为分析流程开辟新维度，各种物理方式之结合、行业特定领域的专业知识、信息流的自动化与3预测能力相互结合可与现有的整套“大数据”工具联手合作。最终，工业互联网将涵盖传统方式与新的混合方式，通过先进的特定行业分析，充分利用历史与实时数据。工业互联网潜力的冰山一角在最初阶段，工业互联网为各种各样的机器(从简单的到极为复杂的机器)嵌入传感器与其他高级设备，这方便了海量数据的收集与分析，从而改善机器性能与系统及连接网络的效率。数据本身甚至也会变得“智能化”，能够迅速掌握目标用户位置，仅在航空业就蕴藏着无限潜力。据估算，目前有2万架商用飞机，它们配备有4.3万台喷气发动机。每台喷气发动机由诸多旋转设备组成。针对这些旋转设备，人们可以进行单独监控。若“智能飞机”能与机组人员交流互动，那么发动机维护、燃料消耗、机组人员分配与调度的效率提升将超乎想象。所有这些仍仅是基于当下数据。在未来15年中，随着航空服务不断扩展，陆续将有3万台喷气发动机投入使用。同样，火车头、联合循环发电厂、能源加工厂、工业设施与其他关键设备也颇具潜力。总的来说，今天全球工业基地拥有超过300万台旋转设备，而这仅仅是工业互联网潜力的冰山一角。1%增长意义非凡机器与智能分析相互结合将带来诸多裨益。我们预计，工业互联网的技术创新将直接应用于各行各业，并产生32.3万亿美元的经济效益。随着全球经济继续发展，工业互联网的应用潜力也将不断增长。4到2025年，工业互联网将创造82万亿美元的经济价值(约为全球经济总量的二分之一)。了解具体行业中工业互联网产生价值的保守估算，具有一定的指导意义。工业互联网效率增长1%，将产生巨大影响。例如，在商用航空领域，每节省1%的燃料意味着将来15年中能节省300亿美元支出。同样，若全球燃气电厂运作相率提升1%，将节省660亿美元能耗支出。此外，工业互联网能提高医疗保健流程效率，有益于该行业的发展。医疗保健行业效率每增长一个百分点，将节省630亿美元。世界铁路网交通运输效率，若提高一个百分点，将节省270亿美元能源支出。这些都还只是工业互联网潜力很小的一部分。惠及全球作为创新的关键源泉，美国是工业互联网技术的先锋。伴随全球一体化不断深化，技术转让迅速发展，工业互联网的益处将惠及全球。实际上，随着新兴市场大力投资基础设施，尽早采用并快速部署工业5互联网技术将成为发展的强劲助推器。新兴市场国家或许不需要沿袭发达国家曾经走过的道路。例如，无线技术将替代电缆或有线技术；私有、半公共或公共云系统将替代各个孤立系统。这一切都有助于弥补发达国家与发展中国家生产力之间的鸿沟。在该进程中，工业互联网将缓解资源与资金压力，令全球经济社会发展更具有可持续性。推动力与催化剂工业互联网需要应用的推动力和催化剂：我们需要不懈努力推动技术创新，同时加大投资配置必要的传感器、测试设备与用户界面系统。投资将成为加速实现技术转化的基本条件。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将因行业与地区而定。然而，对该技术领域的投入，人们普遍认为其成本最终将获得正收益。坚固的网络安全系统、管理脆弱环节、保护敏感信息与知识产权的有效途径。建立庞大的人才库，包括新型交叉人才，如机械与工业工程结合形成新的“数字机械工程师”，创建分析平台与算法的数据专家及软件与网络安全专家。培训员工掌握相应技能，有助于确保创新，并创造更多就业机会，促进生产力发展。工业互联网是一项需要投入人力物力的工程，但它将彻底改变我们的工业发展与生活方式，促进人脑与机器的互动与融合。二、创新和生产力：接下来呢？6在人类历史长河中，大部分时候，生产力增长让人难以察觉，人们生活水平的提高也非常缓慢。然而，大约200年前，人类在创新方面迈出了一大步——工业革命。从此，人和畜类的体力劳动被机械动力替代。工业革命进行了一波又一波，给我们带来了蒸汽机、内燃机，继而是电报、电话和电。生产力水平得到大幅提高，经济实现快速增长。1800年前，西方经济体人均收入翻一番足足花了800年；而在接下来的150年里，却增长了13倍。但到了1970年代，生产力领先的美国，却开始止步不前。依赖于信息存储、计算和通信技术的突破，计算机和全球互联网兴起，于是人类在创新领域里迈出了第二步。其对于生产力的影响甚至更为深远，但是，貌似才过了十年，到2005年左右，强劲势头