企業歷經電子化、信息化后,迎來數字經濟時代,如今,數字化成為企業高質量發展的必經之路。在《“十四五”數字經濟發展規劃》中強調“十四五”時期,我國數字經濟轉向深化應用、規范發展、普惠共享的新階段,并提出了多個預期性指標。比如到2025年,數字經濟邁向全面擴展期,數字經濟核心產業增加值占GDP比重達到10%、軟件和信息技術服務業規模達到14萬億元、工業互聯網平臺應用普及率達到45%
在技術、政策、市場等因素驅動下,智造”的重要性日益凸顯。該如何提升制造業核心競爭力,加快制造業轉型發展,已成為所有傳統企業都在思考的問題。
行業專家認為,智能制造技術創新生態正逐步形成,政府聚焦重點項目,智能制造全價值鏈建設快速興起,在此背景下產業數字化、智能化轉型加速升級。
羅克韋爾自動化(中國)有限公司專家方曉東在采訪中表示:利用工業物聯網技術賦能智能制造,必將帶來前所未有的大數據訪問、更強大的連接能力和更可靠的安全保障需求。
工業物聯網(IIoT)是企業選擇應用較多的一項技術。原因在于,傳統生產制造領域發展迅速使然,為保證生產效率、成本和產品質量,自動化設備在生產制造環節逐漸“泛濫”,如何有效將如此之多自動化設備進行管控,對企業發展尤為重要。而IIOT在工業互聯網內涉及廣泛,將工廠設備、機器、控制器、數據庫、信息系統和人員之間通信堵塞問題打通,可以提供更多有價值的數據和情境信息,使自動化和控制系統更好地執行任務。
五個領先應用
目前,工業物聯網有助于傳統制造業加速轉型的應用有以下五項領先方面。
1)預測性維護是應用最多的案例之一。
IBM 的PMQ(Predictive Maintenance andQuality)大數據分析預測解決方案基于對設備性能和使用狀況的實時分析,通過監測、分析和記錄設備的數據,從而輸出主要設備的健康管理數據,減少非計劃成本,延長設備壽命,提高產品質量和收益等。曾利用 Watson IoT數據分析和優化能力,幫助美國的普惠發動機公司實現預測性維護,從而防止由于發動機故障導致的飛機事故。
凱撒空壓機借助SAP 預測性維護及服務解決方案實時監控壓縮空氣站的情況,并在客戶資產出現故障之前主動采取維護措施。并為其帶來了全新的業務模式創新——客戶可以按照傳感器記錄的實際空氣壓縮量來付費。
2)位置追蹤,基于IIOT,可通過將物料置入GPS 系統、RFID 標簽或其他無線技術進行位置追蹤,實時精準的位置顯示讓員工可以快速找尋到對應物料,井然有序。
尋息工業應用系統內設電子圍欄安全防護功能,支持一鍵緊急求助、區域超/缺員報警,以及輔助巡檢人員進行考核管理、中控人員管理、訪客管理等功能。
爾達物芯科技憑借其多年的物聯網技術積累,結合LoRa?和低功耗藍牙定位技術,推出了適合化工企業的人員及資產定位系統解決方案,解決了化工園區普遍存在的人員位置不可知、人員監管系統效率低、無可視化智慧監管平臺、危險區域難管控等問題。
3)信息分析,基于IIOT獲取的大量數據進行分析,尋找效率低下的地方并提出優化運營的方法。
漢云平臺大數據實時分析企業復工復產成效,分析了工程機械、制造業、物流行業等三大行業設備開工率情況,形成徐工指數,支撐政府主管部門了解企業復工復產情況,及時追蹤復工復產舉措成效,并且輔以漢云平臺大數據實時分析工程機械開工熱力趨勢,為下一步工作推進提供數據參考。 中交集團結合漢云平臺的施工設備統一監控平臺,使設備事故降低3%,運行成本降低7%,設備利用率提高5%。
東方航空公司在Predix上使用工業互聯網應用,搜集了500多臺CFM56發動機的高壓渦輪葉片保修數據,結合遠程診斷紀錄和第三方數據,建立了葉片損傷分析預測模型。
4)遠程質量監控,基于IIOT,通過傳感器可以更快、更經濟地提供環節、物料、生產信息,從而帶來更快、更有效的響應。
漢云云監工在線支援火神山和雷神山的建設。24小時實時監測多種主力建筑施工設備健康狀態,為施工進度保駕護航。
5)能源優化,基于IIOT,連接到所有工業設備,環境設備,通過傳感器可以檢測能源使用的高峰和低谷,并自動調整操作以盡可能少用電,起到降低能源消耗的作用。
CET為東風汽車集團股份有限公司WH60JPH工廠提供能源管理系統,包括動力設備監控、能源計量、動力站房視頻監視、車間配電室視頻監控、工廠環境監視、動力管理電子化、動力大數據發布中心等6大功能,實現工廠動力設備遠程監測、控制、群控;能耗統計與分析;動力站房遠程巡視;環境排放監視統計分析;動力科日常管理電子化;動力數據抓取、統計、分析、發布等功能。
由工業物聯網(IIoT)推動,行業互聯有能力從根本上改善運營,不僅可以增加企業的差異化競爭力,而且促使整個行業向更健康有利的方向發展,支撐全球經濟發展。
IIoT 對企業運營帶來變革性影響,在十多年前已經得到證明。除了上述提到IIOT目前有5個領先方面助力企業加速數字化轉型外,有哪些IIoT“燈塔”平臺,為制造業數字化轉型做出巨大貢獻。
樹根互聯
根云平臺4.0版本具備三大通用核心能力,1)多種類工業設備的大規模連接能力:平臺支持工業協議超過1100種;2)多源工業大數據和AI的分析能力:滿足工業設備海量數據的采集和運算,具備低時延、高可靠等特性;即便是結構復雜的工業設備,也能快速配置數字孿生建模;基于AI機理模型沉淀及預判,工業設備可實現健康評估和故障預測;3)多樣化工業應用的開發和協同能力。
應用案例:
三一燈塔工廠依托的“數字化轉型新基座”,就是由樹根互聯打造自主可控的工業互聯網操作系統——根云平臺。經過改造后,三一北京樁機工廠在相同廠房面積下產值翻了一番,總體生產設備作業率從66.3%提升到86.7%,平均故障時間下降58.5%。目前,該工廠可生產近30種機型。2020年,三一北京樁機工廠的人均產值已達到1072.8萬元。
阿里云Lindorm
邊緣(Lindorm Edge)與云(Lindorm Cloud)一體化的工業數據存儲解決方案,對接阿里云邊緣數采一體機iGate,支持解析2000+工業協議并實時處理同步數字孿生平臺DTwin。Lindorm Cloud云端存儲節點與邊緣端實時同步,支撐全量IT&OT數據存儲及融合分析。數據庫的引入使得數據入庫性能提升3倍以上、成本降低20%以上;對于流量突增等情況也可以從容應對,很好地支撐了業務快速發展。支持海量數據的高性能、高吞吐、低成本存儲與檢索分析,支持云原生存儲計算分離技術,具備極致彈性能力。
應用案例:
阿里云原生多模數據庫Lindorm與東軟云科技推出聯合解決方案,共建面向未來的車聯網數字化運營運維云平臺。能夠提供海量實時監控車輛、駕駛行為、第三方交通天氣等數據源數據存儲融合,支撐車廠、服務提供商等客戶運營大量駕駛人用戶數據,快速建立駕駛行為分析模型,面向保險、車廠、商業車隊、智慧城市等領域提供數據運營與分析服務。目前,該聯合解決方案已在東軟睿馳、江鈴汽車、長城汽車等客戶中得到廣泛應用和實踐落地。
上海市新能源汽車數據平臺的運營方在關鍵數據庫上選用了阿里云原生多模數據庫Lindorm,利用后者的高并發寫入、彈性擴展、實時檢索分析等能力,保障了數據采集、加載、分析、計算鏈路的穩定、高效,以及低成本。據平臺技術負責人王成名介紹,阿里云Lindorm數據庫的引入使得數據入庫性能提升3倍以上、成本降低20%以上。
以上收集信息僅為部分案例。
# 難點亟待解決 加速“智造”進程
鑒于IIOT核心技術和支撐技術,改變制造業、運輸業、建筑業、采礦和能源等行業,已經成為行業共識。加之各制造企業跟上數字化潮流的迫切需要,IIOT市場正在迅速增長。
大東時代智庫(TD)預計,到2025年,與全球工業物聯網的連接數量將達到138億,其中大中華區的連接數將達到41億,約占全球市場的1/3,物聯網和工業物聯網正迎來一個快速發展的時期。
尤其是在2020疫情的情況下,導致很多企業無法復工,員工無法工作,工廠停產,直接刺激制造企業開始在IIoT方面的大力投入。
盡管優勢使然,讓 IIoT得以快速發展,但隨著 IIoT 的普及,IIoT應用還存在挑戰。其一,因擔心IIoT系統實施、部署和維護的成本,企業不愿意采用。其二,新技術實施和不斷變化的工作流程造成的初始中斷。其三,更多的網絡端點會增加組織的攻擊面和漏洞,企業對端點設備的依賴使攻擊更具破壞性。其四,OT及IT雙專業人才缺乏,面對復雜的系統,大多數OT專家對于IT技術知識缺乏,同樣難以擔當管理優化工業物網系統的重任。