工业互联网在智能制造的应用

■美国工业互联网联盟(IIC)联合架构主席 林诗万   2017-08-04 23:12:04

美国工业互联网联盟(IIC)联合架构主席 林诗万智能制造本质是优化生产流程, 让好资源发挥大作用, 工业互联网和工业分析只是其中的工具。

智能制造是什么意思? 在现实生活中又是如何使用智能制造这个概念的呢? 生产过程是一个动态的、 全局的、 虚拟和现实结合的优化过程, 智能的核心是完成一个集成的、 协同的、 系统的制造, 本质上还可以提供一种基于客户需求的定制化的生产,当然这是其中一个目标。

智能制造生产流程

智能制造和计算机的发展是同时的, 和数字化是同步的, 和自动化的生产也是差不多同频的。 随着技术越来越融合, 现在世界已经进入一个新的时代, 但也正因为有了之前的这些技术各自的发展, 之后通过融合的过程, 实现了功能智能化的转换, 也推动了自动化技术的发展。 现在我们对现实场景中的物体有着非常多的感知追踪, 从而管理者可以利用这些数据作出实时的决策。 随着制造业流程的不断整合和融合, 为智能制造奠定了更好的基础。 现在新的技术, 比如说工业互联网、 人工智能这些技术的发展和融合将会带领我们更上一层楼,跨越新的时代和阶段。

工业互联网在智能工业发展中发挥着至关重要的作用, 工业互联网和物联网很相似。 工业互联网强调连接和计算这两个因素, 网络通过控制系统将所有工业资产涉及的机器联系起来, 然后通过管理者来运作这样一个平台, 进而管控整个资产。 通过这样一个平台的搭建和联系的建立, 企业能够通过传感器获得各种各样的工业数据, 这些数据传到平台上进行计算处理分析, 从而找到深度的关联, 帮助企业作出决策, 产生价值。

工业互联网是一个非常高效的工业结构, 它可以被应用到智能交通、物联网、 智能能源、 智能农业、 智能医疗等方面, 而这些领域反过来则可以从工业互联网当中学习借鉴。 简单来说就是连接的对象不同, 既然连接可以发生在这些领域, 自然可以应用到制造业当中, 这种连接能够产生很多附加价值, 而且有很多成功案例。比如说某跨国的石油公司, 这个石油公司通过工业互联网系统来进行远程的油田设备的监测、 管理, 从而避免了事故的发生, 减少了很多支出; 比如说运输船在行驶过程中可以通过传感器来监督船上发电设备, 从而减少电的浪费, 优化电力生产流程; 另外通用电器也可以实现风电发电厂机组的联网, 通过这样的一种风电发电机的智能联网, 能提升发电效率5%,并且实现利润上升20%。

工业互联网的价值不仅在以上这些工业领域中发挥着作用, 在商业方面也获得了诸多的认可。 对于很多的企业来说, 工业的数据分析和互联网都是非常重要的元素, 这两个元素能够增强业务竞争力。 最近一份调查显示, 机器设备的数据分析, 对企业的发展至关重要, 因为通过对机器数据的挖掘和采集分析, 能够帮助企业更早地预测维修和维护的时间, 从而减少故障的发生率。 而且, 很多的企业也非常关注对于产品使用的分析, 通过这些数据分析能够判断生产线是否得到了充足的使用, 有效的使用或者说是过渡的使用。

工业互联网框架与价值链

数据已经成为了工业时代的新的推动力, 它是推动智能过程发展优化系统和公司战略发展的一个必不可缺的元素。 而在工业互联网的参考结构结构方面, 工业互联网非常关注商业发展的目标, 一切以目标为驱动。 越来越多的人已经认可了信息数据分析对商业和产业发展的价值, 所以现在分析能力、 分析模式已经成为了工业互联网智能制造中的核心部分。

工业分析、 工业互联网的这些内容和技术又应该如何用到智能制造当中呢? 智能制造现在主要的目标就是优化流程, 来优化整个产业价值链,优化环境。 现在已经建了一个价值链, 这个价值链包括ERP和其他的组成部分, 这个价值链是工业互联网的重要组成部分之一, 它可以告诉企业要生产多少产品、 为谁生产、 生产流程、 质量标准。 同时, 这也将涉及到一个价值链的全周期, 大体上从产品订单到生产规划到物料供给到生产加工物流和最终的客户支持, 这是当代制造业的一个价值流程, 而且是一个非常常用的一个流程。 智能制造必须覆盖价值链全流程, 只有这样才能管理好资源, 提高生活效率,并且来赋能, 实现大批量的个性化生产。

当一家工厂将产品交付给他的客户时, 智能互联网将同期完整地记录他们的交付时间、 交付地点以及交付过程, 这些数据能够整合到一个大的数据库当中并进行深度的挖掘, 帮助企业寻找到不同客户之间的联系、 产品之间的联系以及商家和客户之间的联系, 帮助企业找到价值增值的空间所在。

统一数字平台贯穿全流程

现在的制造业不仅要关注制造的全过程, 也需要去拓展客户的满意度, 而数据采集能够推动企业不断推陈出新, 创新设计。 目前, 传统制造业面临的最大的挑战之一是如何把新的功能、 新的需求整合到传统的制造业的价值流程和生产流程中。 现在,这个要求要达成是很难的, 所以我们今天讲到的就是整合整合和整合, 我们需要有一个智能的工业体系帮助我们整合这些资源, 整合这些内容。

目前, 传统制造业从设计环节到生产环节都是互相孤立的, 这些环节分别使用不同的系统、 不同的模块,传统制造业的设计环节甚至可以说和数字技术平台是完全分离的。 企业需要一个数据平台做主线去贯通全流程, 现在制造业已经连接了越来越多的智能设备, 生产和制造环节已经不仅仅只是在工厂内进行了, 已经拓展到了交付到客户手中以后的各个流程, 包括客户如何使用设备, 设备出现了怎样的问题, 出现问题如何反馈给企业等。 统一数字平台这个概念就是将需要的信息在准确的时间传递到对的人手里, 这样才能够更好地响应需求, 适应变化, 才能帮助企业大量批生产个性化产品。

如何实现智能制造

工业互联网整个生产制造的价值链是有很多环的, 在这些环节中, 数据的流动需要得到保证。 首先, 制造过程通过使用工业互联网技术采集很多的生产数据, 而且是实时的监测,从而能够了解生产环境的数据, 生产的部件的尺寸, 等等。 有了这些数据, 通过分析, 企业可以优化生产过程, 而且实时的优化可以实时预测并预告可能出现的故障, 可能出现的问题。 包括像能源, 这些分析的结果可以直接的交回给主机。

这种技术、 这种理念可以应用到产品的管理, 尤其是在产品交付的过程中也可以进行监管。 现在技术成本很低, 传感器技术可以监管每一个零部件在生产线和交付线上和生产环境的细节, 比如温度、 湿度是否能实时交互都可以监测, 这些系统的信息和反馈都可以回到ERP系统。 整个工业互联网系统是一个智能网络的应用, 可以在决策的过程中防范一些故障。

对于工业互联网, 很大程度上我们还在做数据的分析。数据做分析需要快速的响应, 快速响应需要借鉴市场流程带来的结果, 每一批次产品的分析都需要数字整合。 应用大数据可以用横和竖两方面来分析, 可以利用横竖轴的分析方法确定某批次产品是否真的有效率, 通过结果分析, 可以做工业模拟。

目前, 对于工业互联网需要一些解决方案去精简整个流程, 去分析数据。 所有生产数据都要做实时的反映, 首先利用计算的方法要做模型和模拟, 其次做分布式的分析。 把数据结果放到一块, 这就是整个底层和上层的架构, 最下层主要是设备、 机器和产品层; 最上层是规划决策和执行层, 包括整个生产的流程, 产品生产流程价值层; 中间层就是信息层了。

智能制造本质是优化生产流程,让更好的资源发挥更大的作用, 工业互联网和工业分析只是其中的工具。

(根据林诗万在天津举办的世界智能大会京津冀论坛·智能制造论坛上的演讲整理而成, 未经本人确认。)

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