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作為智能制造的“靈魂”，工業(yè)操作系統(tǒng)可以有效連接工廠內(nèi)部設(shè)備和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和集成融合，也可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)和企業(yè)之間、產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同。當(dāng)傳統(tǒng)工廠加速向數(shù)字工廠、智能工廠進(jìn)階，一個開放的、智能化的新型工業(yè)操作系統(tǒng)不可或缺。人工智能（AI）技術(shù)爆發(fā)將為工業(yè)操作系統(tǒng)廠商帶來更大發(fā)展商機(jī)，但同時在技術(shù)變革方向上也帶來了新的“考題”。

我國工業(yè)操作系統(tǒng)取得長足進(jìn)步

當(dāng)前，我國工業(yè)操作系統(tǒng)技術(shù)已取得長足的進(jìn)步，在操作系統(tǒng)內(nèi)核、實(shí)時性、可靠性等關(guān)鍵技術(shù)方面取得創(chuàng)新突破的同時涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的企業(yè)，PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（集散控制系統(tǒng)）、SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）等產(chǎn)品成熟度、穩(wěn)定度、可靠性大幅提升。比如，中控技術(shù)具備自主知識產(chǎn)權(quán)的集散控制系統(tǒng)（DCS）在國內(nèi)市場占有率已經(jīng)達(dá)到了37.8%，可靠性、穩(wěn)定性、可用性等方面均已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

國內(nèi)PLC“領(lǐng)航員”和利時打造的開放式數(shù)字工廠操作系統(tǒng)HolliCube成功服務(wù)于裝備制造、新能源汽車、礦山、食品制藥等行業(yè)龍頭企業(yè)，并已支撐多個全球燈塔工廠、國家雙跨平臺建設(shè)。據(jù)悉，其研發(fā)投入已達(dá)到15%左右，位居行業(yè)前列。

匯川技術(shù)研發(fā)的InoQuickPro標(biāo)準(zhǔn)化平臺在汽車產(chǎn)線、消費(fèi)電子組裝線、電池模組PACK線、倉儲物流線、光伏組件生產(chǎn)線等領(lǐng)域超100個項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用，經(jīng)多方數(shù)據(jù)驗(yàn)證，可對程序開發(fā)提效起到顯著作用。

“這是一個‘大浪淘沙’的過程，早期很多企業(yè)被淘汰、被吞并，要生存下來，就必須堅(jiān)持不懈地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，認(rèn)準(zhǔn)一條道走下去。這對工業(yè)企業(yè)而言并非易事，因?yàn)樾袠I(yè)普遍毛利比較低，要投入這么多做研發(fā)需要很大決心。”和利時科技集團(tuán)有限公司副總裁何春明感慨道。

他表示，在流程工業(yè)領(lǐng)域，海外廠商的競爭優(yōu)勢正在逐漸褪去。中低端工業(yè)操作系統(tǒng)領(lǐng)域，本土廠商已具備競爭優(yōu)勢。在高端領(lǐng)域的一些超大型項(xiàng)目中，本土廠商也已有了和海外廠商同臺競技的底氣。

工業(yè)操作系統(tǒng)研發(fā)需要大量行業(yè)Know-how（技術(shù)訣竅）的沉淀，同時也需要用戶口碑的積累，還需打破以往的軟硬件耦合綁定，雖然技術(shù)上沒有門檻了，但要在市場上建立更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢需要時間。

賽迪顧問最新發(fā)布的研究報告顯示，預(yù)計(jì)到2027年，工業(yè)操作系統(tǒng)整體規(guī)模將達(dá)1231.3億元，未來4年年復(fù)合增長率約12.2%。工業(yè)操作系統(tǒng)已然迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

人工智能為工業(yè)操作系統(tǒng)帶來新變量

“過去，全球工業(yè)操作系統(tǒng)市場長期被西門子、霍尼韋爾、艾默生、菲尼克斯等海外廠商占據(jù)。如今，生成式人工智能技術(shù)爆發(fā)給本土工業(yè)操作系統(tǒng)廠商帶來了趕超機(jī)會。”何春明表示，“中國作為第一大制造業(yè)國家，不僅有龐大的市場需求，還有豐富的應(yīng)用場景。產(chǎn)業(yè)界如果能夠抓住這個機(jī)會，將有巨大的能力提升。”

以鋼鐵行業(yè)為例，中國工程院院士王國棟指出，作為復(fù)雜流程工業(yè)，鋼鐵行業(yè)各工序均為多變量、強(qiáng)耦合、非線性和大滯后的“黑箱”，因物料加工的實(shí)時信息極度缺乏而成為充滿不確定性的生產(chǎn)過程，最終影響了鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量和效率的進(jìn)一步提升。

“生成式人工智能是破解鋼鐵行業(yè)‘黑箱’難題的關(guān)鍵。”王國棟表示，可以基于材料科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)，利用生成式人工智能生成鋼鐵行業(yè)的動態(tài)數(shù)字孿生模型，通過形成基于數(shù)據(jù)自動流動的狀態(tài)感知、智慧分析、科學(xué)決策閉環(huán)賦能的信息物理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字換腦”“模型換代”，從而端到端地解決“黑箱”問題。比如像Sora這樣的視頻生成模型，可以將高爐里面的熱軋過程展示出來，幫助解決生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題，使得生產(chǎn)穩(wěn)定性和質(zhì)量指標(biāo)顯著提升。

一些本土廠商已經(jīng)開始積極擁抱新一代人工智能技術(shù)。比如，作為國內(nèi)少有的已在大型PLC工業(yè)軟件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破的企業(yè)，寶信軟件積極探索“AI+工業(yè)”，先后打造了視覺模型自動化開發(fā)工具、鋼包行車智能調(diào)度等多個AI應(yīng)用。

山信軟件聚焦“AI+鋼業(yè)”，成立了人工智能研究院，引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)AI變革。其自主研發(fā)的各類軟件產(chǎn)品與AI應(yīng)用廣泛服務(wù)冶金、電力、化工、煤炭等行業(yè)，客戶遍及國內(nèi)20多個省份，并進(jìn)入印尼、印度、波蘭等國際市場。

國能智深研發(fā)出融合人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的全國產(chǎn)自主可控智能分散控制系統(tǒng)（iDCS），實(shí)現(xiàn)了平臺軟件、硬件、操作系統(tǒng)100%自主化。

不過，新技術(shù)應(yīng)用不能一蹴而就。“當(dāng)前技術(shù)發(fā)展非常快，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但企業(yè)接受新事物、新技術(shù)需要一個認(rèn)知的過程，不能把現(xiàn)有的一些不成熟的技術(shù)直接拿到制造業(yè)底層應(yīng)用，得先讓它變得可靠、可用、有用。”國家智能制造專家委員會委員、上海市智能制造產(chǎn)業(yè)協(xié)會會長徐洪海表示，盡管現(xiàn)在生成式AI、大模型非常熱，但對于制造業(yè)而言，怎樣把它用好還在探索中。

“關(guān)于生成式AI與工業(yè)操作系統(tǒng)的融合應(yīng)用，業(yè)界其實(shí)一直有不同的聲音。我的觀點(diǎn)是必須擁抱人工智能，因?yàn)橐酝a(chǎn)業(yè)歷代升級都是擁抱新技術(shù)，不向前一定會被淘汰，但怎么落地、怎么用，需要智慧、需要研究。”何春明表示。在他看來，工業(yè)制造業(yè)具有行業(yè)特殊性，強(qiáng)調(diào)實(shí)時性、可靠性、安全性，應(yīng)該以謹(jǐn)慎的態(tài)度循序漸進(jìn)地去應(yīng)用新技術(shù)，可以從診斷維護(hù)、環(huán)保安保、管理運(yùn)維、代碼開發(fā)等周邊場景慢慢引入生成式AI，找到適合用的地方先用起來，再逐步探索應(yīng)用邊界。