前言
工业化是技术革命的产物,每一次新技术革命都推动着工业向“新”前行的驱动力。从蒸汽机到计算机再到人工智能,技术革命极大地改变了人类的生产和生活方式,也带动着各个阶段的“传统”向“新型”的跃迁。数字化是新型工业化的核心,但揭开这个名词,究竟什么是数字化?基于此,深圳国家高技术产业创新中心、深圳市工赋数字化促进中心与西门子(中国)有限公司共同编制了《新型工业化——数字工业世界白皮书》,探讨数字技术如何推动工业的创新与发展,以及它为未来带来的无限可能。
因何而起:数字化的动因
我们正身处一个VUCA时代,全球工业格局正经历一场前所未有的深刻变革。人口结构转型、城市化进程加快、全球化与地方化融合、环境和资源的挑战、数据的爆炸式增长这五大趋势,将对转变全球经济,改变地缘政治力量的平衡,优化全球劳动力结构产生深远影响。数字化浪潮为我们带来了无限机遇,也带来了挑战,它渗透到每一个行业,并为上述许多挑战提供解决方案。
从何而来:数字化的内涵
数字化用更少的物理资源创造更多价值,实现了物理与虚拟世界的无缝融合。通过各种数字技术的应用,改造企业的业务流程、组织结构、管理策略及服务体系。
- 物理世界数字化:将物理世界的事物、信息转换为数字形式的表达,存储在数字设施中。
- 数字世界中的推理:根据已知的信息或前提,通过数字化技术,对数据进行加工和挖掘,进而深化对物理世界的认识,挖掘新的知识和规律,并推导出结论或做出判断。包括基于物理的数字孪生技术和基于数据的机器学习等。
- 数字反馈物理世界:数字世界将物理世界编码为数据,通过推理形成洞察,并驱动决策与控制,形成数字世界和物理世界双向循环的闭环机制,实现数据到行动的高效转化。
走向何处:数字工业世界
数字工业世界是工业全面数字化的高级形态,各类产品、资产和业务活动等信息均被系统地编码成数据,构成了一个庞大的数据资源库。数字工业世界的特征包括:
- 生产资源重塑:数字资源已跃居产品开发、制造及运营等各流程的核心位置,引领着生产资源的全面重塑。
- 生产工具革新:算法与算力成为引领变革的全新生产工具,展现出前所未有的拓展潜力。
- 时空限制突破:技术的进步已极大模糊了时间和空间的界限,实现了时间维度的预测和空间维度的无界协作。
- 数实共同进化:数字世界与物理世界的界限将愈发模糊,两者携手步入一个前所未有的协同进化时代。
数字工业世界的价值包括:
- 工业体验的革新:借助快速发展的交互技术,数字工业世界将会提供前所未有的沉浸式体验并革新用户的感知。
- 协同化生产网络:彻底挣脱了传统产业集群地理空间的桎梏,构建起一个虚实交融、开放透明、全价值链贯通的数字产业集群。
- 安全的数据传输数据透明与标准化:数据标准化、通讯协议标准化与接口标准化是确保不同系统、平台间协同合作的前提。
- 资源的绿色高效:通过对信息的深度挖掘和高效利用逐步改善传统生产模式下对物理资源的过度消耗与不必要浪费。
- 更具活力的创新:数字工业世界将加速产品创新、流程创新和商业模式创新。
动力引擎:技术的集成和融合
数字孪生、工业人工智能与软件定义自动化,三者共同构筑了数字工业世界的坚实技术支柱。
- 数字孪生:是数字工业世界的基础组件,精准地构筑了物理世界在数字维度中的镜像,承载着和物理实体相关的所有细节信息,反映了物理世界的运作法则与内在规律。
- 工业人工智能:是数字工业世界的强大引擎,凭借超乎寻常的数据处理能力,在数字领域内不断拓展延伸智能的边界。
- 软件定义自动化:无缝衔接数字工业世界与物理世界,赋予了数字世界对物理世界进行精准控制与优化的能力。
- 重组创新:将不同领域或背景下的技术和概念汇集在一起,创造出前所未有的新生事物。
共同打造数字工业世界
技术革新推动产业重塑,需要一个多元化、开放的、协同的生态系统。
- 遵循标准,协作的前提:标准化确保了不同系统、平台间遵循统一的格式与交互协议,从而简化了企业运营中的集成流程。
- 开放组件,激发创新活力:技术组件以其独特的优势发挥着至关重要的作用,促进了企业之间技术资源的共享与协同。
- 依托平台,实现共赢共生:平台作为建设数字工业世界的过程中的核心驱动力,将逐渐构建出一个多方共赢的生态系统。
数字工业世界评估体系
工业数字化评估体系,旨在为工业企业提供清晰的技术定位和发展方向,明确自身在数字化进程中的位置,帮助制定出既具前瞻性又切实可行的数字化路线图。