工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)(包括能夠自學(xué)習(xí)的認知計算)、企業(yè)級云平臺等新一代IT技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)深度融合形成的一種新的應(yīng)用生態(tài),。工業(yè)企業(yè)的轉(zhuǎn)型要從自身的條件出發(fā),,先在實踐中摸索,然后逐漸深入和延伸,。轉(zhuǎn)型過程中重要的是要有一個統(tǒng)一,、開放和可擴展的架構(gòu),為后續(xù)漸進的深入和延伸提供平臺支撐,,這就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對智能制造體系的系統(tǒng)支撐,。
當前,智能制造熱度高漲,,石化,、鋼鐵、機械裝備制造,、汽車制造,、航空航天、飛機制造等行業(yè)紛紛開始探索建設(shè)智能工廠,?!吨袊圃?025》明確提出要推進制造過程智能化,在重點領(lǐng)域試點建設(shè)智能工廠,、數(shù)字化車間,,這必將加速智能工廠在工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。預(yù)計未來3-5年,,全國將涌現(xiàn)出一批智能工廠,。
一、以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)視角探索智能制造演進
從工業(yè)發(fā)展的歷程來看,,歷經(jīng)蒸汽機工業(yè)1.0時代,、電氣化工業(yè)2.0時代,、信息化工業(yè)3.0時代,而物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的深度融合,,使得工業(yè)進入智慧化的時代,即工業(yè)4.0,。工業(yè)4.0是在個性化智能產(chǎn)品的需求驅(qū)使下,,并在以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下出現(xiàn)的新一代變革趨勢,。新的變革具備三個特征:
垂直整合(企業(yè)內(nèi))
各機器及生產(chǎn)線的自控系統(tǒng),、工廠的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、以及ERP等系統(tǒng)的整合,,打破信息化系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)之間的歷史鴻溝,,使工廠與企業(yè)的生產(chǎn)制造能力得以優(yōu)化。
水平整合(企業(yè)間)
企業(yè)內(nèi)部及跨企業(yè)邊界的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的整合,,使得信息的共享,、業(yè)務(wù)功能的組合可以跨越組織的邊界,使價值鏈的整體競爭力得以提升,。
端到端價值鏈的數(shù)字化整合(生態(tài)鏈)
這是實現(xiàn)“智能制造云”的愿景,,用戶只要提交需求,就可以獲得所需的產(chǎn)品,,而云端相關(guān)價值鏈各企業(yè)的制造與業(yè)務(wù)能力都以API的方式發(fā)布,,使得快速柔性組合與安全調(diào)度執(zhí)行成為可能,最大化發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計,、制造,、服務(wù)等多方面的綜合能力。
二,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動智能制造的“三駕馬車”
資產(chǎn)智能管理、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析以及物聯(lián)網(wǎng),,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這“三駕馬車”,,是實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵。資產(chǎn)智能管理是智能制造數(shù)據(jù)的核心來源,,通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的平臺連接了所有人,、物與事,然后利用大數(shù)據(jù)工具來分析已知事件,,預(yù)測問題,,挖掘新知識,協(xié)助管理決策等,。
資產(chǎn)智能管理是一種強大的數(shù)據(jù)來源
資產(chǎn)智能管理(AIM),、傳統(tǒng)資產(chǎn)管理(EAM)以及資產(chǎn)性能管理(APM)能夠?qū)崟r產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),。資產(chǎn)智能管理無間斷地處理制造各個領(lǐng)域生成的數(shù)據(jù),包括歷史記錄數(shù)據(jù)以及實時質(zhì)量流程中獲得的時域信息,。以資產(chǎn)只能管理為例,,僅僅通過監(jiān)測一定數(shù)量的設(shè)備的實際運行時間來安排預(yù)防性維護并不足以成為大數(shù)據(jù)手段。但是如果用戶使用震動分析,、熱紅外成像,、流程條件數(shù)據(jù)、實時位置信息以及在互聯(lián)網(wǎng)上搜索有關(guān)類似設(shè)備的失效模式時,,才真正涉及到了大數(shù)據(jù)處理,。概括的說,把所有這些資產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)源結(jié)合起來,,再利用演繹和預(yù)測分析等方法對這些數(shù)字進行分析時,,這是實現(xiàn)智能制造管理關(guān)鍵步驟。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了產(chǎn)品的可溯源,,降低了質(zhì)量成本,,而且在流程數(shù)字化方面推動了制造業(yè)智能化。流程數(shù)字化帶來的好處是從設(shè)計到用戶體驗,,一切都是有數(shù)據(jù)信息可追溯,。這樣,制造商不僅可以理解實體產(chǎn)品是怎樣設(shè)計和制造的,,還可以了解用戶體驗如何以及如何與產(chǎn)品互動,。
大數(shù)據(jù)分析工具
隨著數(shù)字處理能力的不斷提升以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺日益成熟,海量的數(shù)據(jù)需要被解鎖處理,,這些與制造流程緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)與其他的數(shù)據(jù)加以融合,,應(yīng)用新的分析工具(例如:圖像、視頻,、地理空間,、時間序列、預(yù)測模型,、機器學(xué)習(xí),、優(yōu)化、模擬和統(tǒng)計過程控制等分析工具)對組合后的全新數(shù)據(jù)模型進行分析,,可以根據(jù)需求得到不同的分析結(jié)果,。
三、新華三工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實踐
企業(yè)動靜資產(chǎn)管理,、物聯(lián)平臺建設(shè),、大數(shù)據(jù)分析,作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三駕馬車,,在企業(yè)不同階段的新業(yè)務(wù)探索時,,往往是先單一系統(tǒng)建設(shè),,然后集成整合,最終實現(xiàn)系統(tǒng)性的新業(yè)務(wù)架構(gòu),。如下,,我們闡述了新華三供應(yīng)鏈基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建新IT業(yè)務(wù)的實踐。
圖1 方案整體技術(shù)架構(gòu)
圖2 軟硬件功能實施模塊
項目方案整體技術(shù)架構(gòu)如圖1所示,。該項目希望通過協(xié)同制造智能監(jiān)控平臺搭建實現(xiàn)如下目標,。
實現(xiàn)代工生產(chǎn)廠家的各種生產(chǎn)信息收集與智能化處理。
實現(xiàn)生產(chǎn)制造產(chǎn)品的關(guān)鍵指標統(tǒng)一監(jiān)控與管理,。
實現(xiàn)遠程視頻,、遠程技術(shù)支持,遠程視頻管控,、遠程物流監(jiān)控,。
通過生產(chǎn)過程智能化的工業(yè)采集與分析平臺建設(shè),實現(xiàn)提升工藝能力,,提高生產(chǎn)質(zhì)量,,生產(chǎn)效率。
通過工業(yè)大數(shù)據(jù)分析與決策系統(tǒng)建設(shè)實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的可預(yù)見性維護,,包括銷售數(shù)據(jù),、售后服務(wù)數(shù)據(jù)、以及用戶信息等多維度分析,,使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),,實現(xiàn)對企業(yè)數(shù)據(jù)資源的洞察力。
具體的軟硬件功能實施模塊建設(shè)內(nèi)容(如圖2所示)主要包括以下幾個方面,。
面向制造能力的協(xié)同化制造與精益生產(chǎn)管控平臺建設(shè),;
生產(chǎn)過程智能化的工業(yè)采集與管控平臺建設(shè);
工業(yè)大數(shù)據(jù)分析與決策系統(tǒng)建設(shè),。
結(jié)束語
基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造轉(zhuǎn)型,,將為企業(yè)帶來全面的業(yè)務(wù)價值與能力提升,主要集中在加速產(chǎn)品創(chuàng)新,,優(yōu)化生產(chǎn)運營及交付全新服務(wù)三個方面,。具體而言:
企業(yè)具備生產(chǎn)制造的高靈活性和更能適應(yīng)市場的生產(chǎn)流程
在完善全面產(chǎn)品生命周期管理,企業(yè)生產(chǎn)價值鏈互聯(lián)互動之后,,企業(yè)已經(jīng)具備針對特定用戶需求的專業(yè)化聚焦能力
提升以價值鏈為單位的整體競爭能力。通過新的服務(wù)與業(yè)務(wù)模型開創(chuàng)新市場