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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺演進(jìn)將如何改變制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展?

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺演進(jìn)將如何改變制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展?

——— [db:副標(biāo)題]
2018/4/12 17:37:46

??從印發(fā)《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》),到設(shè)立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)小組,為什么國家如此重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)呢?


?因?yàn)楣I(yè)互聯(lián)網(wǎng)是領(lǐng)軍企業(yè)競爭的新賽道,從全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的階段來看,當(dāng)前正處于格局未定的關(guān)鍵期、規(guī)?;瘮U(kuò)張的窗口期、搶占主導(dǎo)權(quán)的機(jī)遇期。機(jī)遇非常難得,同時(shí)窗口期也非常短,所以我國制造業(yè)需要緊緊抓住這個(gè)契機(jī),加快發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺究竟是什么?


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺究竟是什么呢?《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書》給出如下體系架構(gòu):


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)可以概括成以下四點(diǎn):


?1、數(shù)據(jù)采集(邊緣層)是基礎(chǔ),即要構(gòu)建一個(gè)精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)采集體系,把數(shù)據(jù)采集上來,通過協(xié)議轉(zhuǎn)換和邊緣計(jì)算,一部分在邊緣側(cè)進(jìn)行處理并直接返回到機(jī)器設(shè)備,一部分傳到云端進(jìn)行綜合利用分析,進(jìn)一步優(yōu)化形成決策。


?2、工業(yè)PaaS(平臺層)是核心。即要構(gòu)建一個(gè)可擴(kuò)展的操作系統(tǒng),為工業(yè)APP應(yīng)用開發(fā)提供一個(gè)基礎(chǔ)平臺。


?3、工業(yè)APP(應(yīng)用層)是關(guān)鍵。即要形成滿足不同行業(yè)、不同場景的應(yīng)用服務(wù),并以工業(yè)APP的形式呈現(xiàn)出來。


?4、IaaS是支撐。即通過虛擬化技術(shù)將計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源池化,向用戶提供可計(jì)量、彈性化的資源服務(wù)。


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展四種模式


?2013 年以來,全球各類產(chǎn)業(yè)主體積極布局,目前全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)量超過 150 個(gè)。2017 年以來平臺發(fā)展步入快車道,僅我國就有數(shù)十個(gè)平臺產(chǎn)品發(fā)布。綜合國內(nèi)外平臺企業(yè)布局策略來看,目前主要有四種路徑。


?1.裝備和自動化企業(yè)憑借工業(yè)設(shè)備與經(jīng)驗(yàn)積累,依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)新服務(wù)模式。比如 GE 基于開源 PaaS架構(gòu) Cloud Foundry 構(gòu)建 Predix 平臺,并通過集成微服務(wù)架構(gòu)等方式為應(yīng)用開發(fā)者提供豐富支持,實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用的快速構(gòu)建、測試和部署。三一重工依托其設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)孵化專注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)的樹根互聯(lián),基于開源 Docker 技術(shù)構(gòu)建 PaaS 平臺,具備靈活的應(yīng)用開發(fā)及部署能力,提供資產(chǎn)管理、預(yù)測性維護(hù)、產(chǎn)品全生命周期管理、產(chǎn)業(yè)鏈金融和模式創(chuàng)新等工業(yè)應(yīng)用服務(wù)。


?2.領(lǐng)先制造企業(yè)將數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為服務(wù)能力,構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。比如海爾的 COSMOPlat 平臺,將顧客需求、產(chǎn)品訂單、合作生產(chǎn)、原料供應(yīng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組裝和智能分析等環(huán)節(jié)互聯(lián)起來并進(jìn)行實(shí)時(shí)通信和分析,以滿足規(guī)?;ㄖ菩枨蟆:教煸凭W(wǎng) INDICS 平臺匯聚超過 100 萬家企業(yè),并在此基礎(chǔ)上提供供需對接、智能工廠改造、云制造和資源共享等服務(wù)。


?3.軟件企業(yè)圍繞自身業(yè)務(wù)升級需求,借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)現(xiàn)能力拓展。比如精智用友工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,在客戶端通過營銷云與互聯(lián)網(wǎng)營銷及客戶打通,在供應(yīng)端通過采購云與供應(yīng)商打通,在工廠內(nèi)部繼承原有ERP的功能通過上云進(jìn)行優(yōu)化,在車間設(shè)備端通過物聯(lián)平臺可以快速接入不同類型設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,從而協(xié)助客戶快速連接設(shè)備快速實(shí)現(xiàn)多端實(shí)時(shí)服務(wù)。 PTC Thingworx 平臺基于大量的設(shè)計(jì)模塊,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì),大幅節(jié)約設(shè)計(jì)研發(fā)周期。同時(shí),平臺基于 CAD 產(chǎn)品數(shù)字模型和 Vuforia 技術(shù)集成的 ThingWorx Studio 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開發(fā)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)服務(wù)以及數(shù)字孿生服務(wù)(Digital Twin)實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)的全生命周期管理。


?4.信息技術(shù)企業(yè)發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,將已有平臺向制造領(lǐng)域延伸。例如 IBM Bluemix 平臺與博世合作,在平臺部署博世物聯(lián)網(wǎng)套件服務(wù),進(jìn)而幫助 IBM 提升底層設(shè)備物聯(lián)及數(shù)據(jù)采集能力,并基于數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高級設(shè)備管理服務(wù)和云計(jì)算軟件更新。微軟 Azure IoT 平臺則重點(diǎn)打造遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控、預(yù)測性維護(hù)、工廠聯(lián)網(wǎng)與可視化等服務(wù)能力,提升對制造場景的支持能力。華為 OceanConnect 平臺借助網(wǎng)關(guān)設(shè)備、軟件 Agent 和物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各類底層數(shù)據(jù)采集和集成,并通過提供 API 接口、開發(fā)套件與數(shù)據(jù)分析服務(wù),提供許多高價(jià)值行業(yè)應(yīng)用,比如智慧家庭、車聯(lián)網(wǎng)、智能抄表、智能停車、平安城市等。



?正如原工信部副部長楊學(xué)山所說:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是多元的,存在不同層次、不同類型的平臺,滿足不同需求、實(shí)現(xiàn)不同價(jià)值。為什么說它必然是多元化?因?yàn)橹圃鞓I(yè)本身就是多元的,不同行業(yè),不同規(guī)模有不同的物理系統(tǒng),所以姓工不姓互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也一定是多元的。


?解析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的四大應(yīng)用場景



?1.面向工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)過程優(yōu)化


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能夠有效采集和匯聚設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)、物料配送數(shù)據(jù)和進(jìn)度管理數(shù)據(jù)等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)分析和反饋在制造工藝、生產(chǎn)流程、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)和能耗管理等具體場景中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化應(yīng)用。


?2.面向企業(yè)運(yùn)營的管理決策優(yōu)化


?借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可打通生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、企業(yè)管理數(shù)據(jù)和供應(yīng)鏈數(shù)據(jù),提升決策效率,實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)與透明的企業(yè)管理,其具體場景包括供應(yīng)鏈管理優(yōu)化、生產(chǎn)管控一體化、企業(yè)決策管理等。


?3.面向社會化生產(chǎn)的資源優(yōu)化配置與協(xié)同


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)與外部用戶需求、創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力的全面對接,推動設(shè)計(jì)、制造、供應(yīng)和服務(wù)環(huán)節(jié)的并行組織和協(xié)同優(yōu)化。其具體場景包括協(xié)同制造、制造能力交易與個(gè)性定制等。


?4.面向產(chǎn)品全生命周期的管理與服務(wù)優(yōu)化


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行和服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面集成,以全生命周期可追溯為基礎(chǔ),在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)可制造性預(yù)測,在使用環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)健康管理,并通過生產(chǎn)與使用數(shù)據(jù)的反饋改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。當(dāng)前其具體場景主要有產(chǎn)品溯源、產(chǎn)品/裝備遠(yuǎn)程預(yù)測性維護(hù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)反饋優(yōu)化等。


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺給制造業(yè)帶來哪些新技術(shù)?


?1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺賦能萬物連接未來


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的核心是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺可以快速打通機(jī)器、設(shè)備的互聯(lián)互通。PC互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,實(shí)現(xiàn)了十億級電腦的連接,帶來信息和交易方式的革命;移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,實(shí)現(xiàn)了數(shù)十億手機(jī)的連接,帶來了社交和生活方式的革命;隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,將實(shí)現(xiàn)百億甚至千億萬億級別的萬物互聯(lián),必將為生產(chǎn)和分配方式帶來一場革命。


?對于廣大制造企業(yè)來說,通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺,可以快速實(shí)現(xiàn)更多機(jī)器和設(shè)備的互聯(lián),可以源源不斷地采集到各類設(shè)備和機(jī)器的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的集成。但是我國制造企業(yè)新老設(shè)備并存,智能化升級改造也必將是老舊設(shè)備的智能化改造(也叫啞設(shè)備改造)和新設(shè)備新應(yīng)用的搭建同時(shí)進(jìn)行。


?2.云計(jì)算與邊緣計(jì)算互補(bǔ)共存


?傳統(tǒng)IT架構(gòu)解決方案中數(shù)據(jù)都匯集到本地各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,這些系統(tǒng)大多是煙囪式、孤立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。與此不同的是,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)下,越來越多的數(shù)據(jù)匯聚到了云端,在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中存儲、管理和計(jì)算。數(shù)據(jù)上云后,企業(yè)可以減少IT運(yùn)營費(fèi)用,打通了傳統(tǒng)煙囪式業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的連接,還可以隨時(shí)隨地實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)的運(yùn)營狀態(tài)。


?但是有些工業(yè)場景,對于處理延時(shí)要求在毫秒級,這時(shí)物理世界與云的連接就變得不可靠。邊緣計(jì)算就在靠近數(shù)據(jù)源附近提供網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲等服務(wù),滿足企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在聯(lián)接、智能、實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)優(yōu)化和安全方面的訴求。邊緣計(jì)算作為聯(lián)接物理世界和數(shù)字世界的橋梁,使智能資產(chǎn)、智能網(wǎng)關(guān)、智能系統(tǒng)和智能服務(wù)變得實(shí)時(shí)、智慧、可靠。


?3.人工智能為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供智慧大腦


?通過物聯(lián)數(shù)據(jù)的上云,企業(yè)獲取了大量產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)(大數(shù)據(jù)),這為基于大數(shù)據(jù)+云計(jì)算的人工智能奠定了較好的基礎(chǔ)。但是,總體來說,人工智能在工業(yè)中的應(yīng)用還非常有限,未來有較大的發(fā)展空間。目前應(yīng)用較多的有智能調(diào)度、智能檢測、設(shè)備故障預(yù)測等。


?傳統(tǒng)生產(chǎn)排程及調(diào)度系統(tǒng)是基于規(guī)則、約束的排程優(yōu)化算法。但是由于生產(chǎn)要素情況很復(fù)雜,故障、病假等突發(fā)狀況時(shí)有發(fā)生,所以應(yīng)用推廣不是很理想。隨著人工智能算法突破,基于平臺對資源能力匹配的監(jiān)測數(shù)據(jù),進(jìn)行深度學(xué)習(xí),可以對制造資源調(diào)度給出有效預(yù)案。采用視頻圖像識別方法在外觀檢測方面的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟?;谠O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),預(yù)測設(shè)備故障,優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等應(yīng)用也比較成熟。


?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)企業(yè),提高企業(yè)的核心競爭能力,推進(jìn)我國制造業(yè)有大變強(qiáng),爭取早日邁向制造強(qiáng)國。


?2017年8月,用友正式發(fā)布精智丨用友工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,提供基于數(shù)據(jù)的場景化智能云服務(wù),支撐智能制造創(chuàng)新,驅(qū)動企業(yè)商業(yè)模式與管理方式變革。



?首先,基于工業(yè)PaaS云平臺(iuap ),開發(fā)了具有廣泛適配性的用友工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺。該平臺由設(shè)備模型、規(guī)則引擎、可視化監(jiān)控、知識庫等模塊構(gòu)成??梢赃m配工業(yè)領(lǐng)域常見的通訊協(xié)議、多種品牌的數(shù)控系統(tǒng)及PLC控制器,實(shí)時(shí)采集各類設(shè)備、各類數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換和存儲,方便ERP、MES等業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用。


?其次,基于工業(yè)PaaS云平臺(IUAP),開發(fā)了眾多應(yīng)用,包括:直接連接客戶及各大電商的銷售云;直接連接供應(yīng)商的采購云;支持協(xié)同設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)云;支持內(nèi)部工廠計(jì)劃及執(zhí)行管控的制造云等一系列應(yīng)用服務(wù)。截止到目前基于IUAP的開發(fā)者已經(jīng)達(dá)到6.5萬人,提供了1000多個(gè)應(yīng)用APP,接入設(shè)備數(shù)量超過390萬臺(個(gè))!!

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