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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何賦能高端制造？
發(fā)布時(shí)間：2019-09-02
隨著5G的商用和第一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的立項(xiàng)，2019年有望成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)啟動(dòng)之年，從前幾年的概念熱炒進(jìn)入到了逐步落地的階段。而在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域各自為戰(zhàn)的信息化企業(yè)和創(chuàng)業(yè)公司也在充分利用并購整合的策略快速成長(zhǎng)占領(lǐng)市場(chǎng)，力爭(zhēng)成為中國版的Uptake——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿企業(yè)。從現(xiàn)在開始關(guān)注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)業(yè)公司和創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，不失為進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賽道的最佳時(shí)機(jī)。
2019年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)首次進(jìn)入政府工作報(bào)告，2019政府工作報(bào)告專門提及“打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，拓展‘智能+’，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)賦能”。最近工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)非常熱，一是“智能+”對(duì)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要性，二是在科創(chuàng)板開市之后，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的科創(chuàng)企業(yè)在不斷進(jìn)入科創(chuàng)板上市的行列中。此前對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有大量討論，但還有很多困惑和發(fā)展不清晰之處。在鈦資本新一代企業(yè)級(jí)科技投資人投研社第24期，寄云科技創(chuàng)始人&總裁時(shí)培昕分享了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何賦能高端制造，釋放機(jī)器潛力。
時(shí)培昕博士畢業(yè)于北京郵電大學(xué)信號(hào)與信息處理專業(yè)，是國內(nèi)早期從事云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域研究推廣與應(yīng)用的專家。2013年創(chuàng)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司寄云科技，幫助石油能源、電力能源、軌道交通和高端制造等領(lǐng)域企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，包括故障診斷、故障分析預(yù)測(cè)、可靠性分析、產(chǎn)線優(yōu)化、產(chǎn)能提升等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案。時(shí)培昕對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的前沿技術(shù)、行業(yè)動(dòng)態(tài)、客戶需求有獨(dú)到的見解，開發(fā)了國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)——NeuSeer平臺(tái)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)兩大典型玩家
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要由網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大部分組成，其中網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，特別是5G低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)是保證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)和平臺(tái)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，安全是保障。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)廠商非常多，從最基本的連接端到云服務(wù)端，從IaaS端到PaaS端再到工業(yè)數(shù)據(jù)分析展示和可視化平臺(tái)再到具體應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)仿真、生產(chǎn)優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)管理、資產(chǎn)運(yùn)維、能耗管理、采購優(yōu)化等，都是在工業(yè)里利用物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和大數(shù)據(jù)分析后才能創(chuàng)造出的應(yīng)用場(chǎng)景。
兩個(gè)比較典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)玩家：
第一個(gè)是提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念的GE旗下Digital部門，提出“通過發(fā)掘數(shù)據(jù)的價(jià)值實(shí)現(xiàn)高效的產(chǎn)出”。不幸的是GE已經(jīng)在2018年開始出售Predix，主要原因有幾個(gè)：一，GE Digital受到燃機(jī)、油氣、電力等系列主營(yíng)業(yè)務(wù)的市場(chǎng)疲軟影響；二，低估了工業(yè)企業(yè)數(shù)字化進(jìn)程的難度；三，過于強(qiáng)調(diào)云平臺(tái)和IT能力，忽視了客戶對(duì)應(yīng)用的需求，盈利模式不清晰；四，進(jìn)行的并購和整合并沒有達(dá)到通過一個(gè)平臺(tái)統(tǒng)一不同的應(yīng)用軟件和交付能力的有效目的。GE Digital的規(guī)劃目標(biāo)，是希望通過Predix平臺(tái)結(jié)合應(yīng)用Operation Performance Management（運(yùn)營(yíng)績(jī)效管理）和Asset Performance Management（設(shè)備性能管理），通過設(shè)備的健康和可靠性管理、合規(guī)性管理、資產(chǎn)優(yōu)化、策略優(yōu)化，以達(dá)到運(yùn)營(yíng)性能的管理，包括提升運(yùn)營(yíng)效率、實(shí)現(xiàn)過程優(yōu)化等。
第二個(gè)玩家是Uptake，是公認(rèn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的標(biāo)桿創(chuàng)業(yè)公司。創(chuàng)立于2012年，Uptake做的很多事都在模仿GE Digital，包括招募了很多GE Digital的原班人馬。其主張也是通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)高效的資產(chǎn)性能和運(yùn)營(yíng)效率的提升，提供的方案也是平臺(tái)加應(yīng)用。在平臺(tái)層，不僅提供相應(yīng)工業(yè)的基礎(chǔ)能力，也提供AI和機(jī)器學(xué)習(xí)引擎，把算法變成目錄和訂閱的方式以快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，并在上面實(shí)現(xiàn)快速應(yīng)用編譯和部署，最后形成應(yīng)用和行業(yè)解決方案。應(yīng)用主要有兩類，一類是通過數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能的方式實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)性能的提升，另一個(gè)是通過提升資產(chǎn)性能提升運(yùn)營(yíng)效率，都與GE非常像。
Uptake在2018年11月份收購了一家APT（Asset Performance Technology）公司，這家企業(yè)提供了800多種類型的設(shè)備、1000多萬種不同部件的失效模式。FMEA失效模式分析有什么用呢？可以非常清楚地定位出設(shè)備有多少種故障現(xiàn)象，每種故障現(xiàn)象應(yīng)該采取的應(yīng)對(duì)措施和尋找相應(yīng)根因形成維護(hù)策略。還有Uptake另外一個(gè)應(yīng)用，通過AI實(shí)現(xiàn)銷售線索、服務(wù)需求、工作流效率的優(yōu)化，主要是針對(duì)設(shè)備制造商提供一整套業(yè)務(wù)流程優(yōu)化引擎、提高銷售業(yè)績(jī)和客戶滿意度。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)有四個(gè)：一，邊緣計(jì)算是有強(qiáng)剛需的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，通過邊緣端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、云端的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用開發(fā)以實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同，是云端應(yīng)用對(duì)邊緣端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的響應(yīng)和控制過程；二，大數(shù)據(jù)平臺(tái)也非常關(guān)鍵，以前的工業(yè)數(shù)據(jù)都是小數(shù)據(jù)，很多數(shù)據(jù)處理都在邊緣完成，并沒有匯總起來進(jìn)行相關(guān)性分析和統(tǒng)一趨勢(shì)分析，因此實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和數(shù)據(jù)解耦的大數(shù)據(jù)平臺(tái)也很關(guān)鍵；三，數(shù)字孿生，即通過數(shù)據(jù)化方式為工業(yè)設(shè)備定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析對(duì)設(shè)備的過去、當(dāng)前和未來進(jìn)行深入的洞悉，完成設(shè)備從物理向虛擬環(huán)境映射的最關(guān)鍵描述；四，通過專家經(jīng)驗(yàn)+人工智能的方式，基于專家經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)的大數(shù)據(jù)樣本標(biāo)注，通過人工智能算法訓(xùn)練開發(fā)相應(yīng)的故障診斷和預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)判決。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三大高端制造應(yīng)用場(chǎng)景
什么是高端制造？高端制造與中高端制造、中低端制造不一樣之處在于：一，生產(chǎn)過程基本上都是連續(xù)的，比如流程制造；二，需要眾多不同大型設(shè)備的高效協(xié)同，屬于復(fù)雜工藝。像石油、電力、石化、光電、半導(dǎo)體等高端制造的可能有幾百個(gè)不同的子生產(chǎn)過程, 需要保證每個(gè)生產(chǎn)過程都得到嚴(yán)格的管控，才能完成最終預(yù)期的產(chǎn)出；三，高度自動(dòng)化的生產(chǎn)過程，可以根據(jù)實(shí)時(shí)采集的各種工況參數(shù)，對(duì)控制過程進(jìn)行自動(dòng)化的實(shí)時(shí)響應(yīng)；四，對(duì)質(zhì)量、產(chǎn)能、風(fēng)險(xiǎn)、成本等的精細(xì)化管理要求極高，需要非常精準(zhǔn)的過程控制和結(jié)果檢驗(yàn)機(jī)制。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在高端制造里應(yīng)用場(chǎng)景很多，而當(dāng)前的高端制造普遍呈現(xiàn)資產(chǎn)密集、資產(chǎn)性能優(yōu)化空間大，數(shù)字化程度高但數(shù)據(jù)利用率低，經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)、缺少科學(xué)決策能力的局面。通過結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的賦能，即資產(chǎn)性能管理、運(yùn)營(yíng)效率提升、能源管理優(yōu)化、安全生產(chǎn)環(huán)保、工業(yè)控制安全，可達(dá)到：一，提高資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的效率，降低非計(jì)劃停機(jī)帶來的風(fēng)險(xiǎn)影響；二，提高資產(chǎn)利用的效率，降低排放、降低能耗、提高安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)環(huán)保，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)。正是因?yàn)楦叨酥圃炱毡榈捏w量都比較大，所以哪怕提高1%，都能創(chuàng)造巨大的價(jià)值。
高端制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心不是數(shù)據(jù)采集，而是一層一層傳遞的數(shù)據(jù)的價(jià)值。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，能夠起到加速整個(gè)價(jià)值傳遞過程的作用，一方面能夠匯聚來自不同設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)中臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范和治理，以及針對(duì)離散化、場(chǎng)景化的數(shù)據(jù)分析；另一方面，它也提供了大量的跨應(yīng)用系統(tǒng)的能力重用模塊，讓應(yīng)用的交付、數(shù)據(jù)的分析變得更便捷和更簡(jiǎn)單。
相對(duì)于傳統(tǒng)的PLC、DCS、MES或ERP這些傳統(tǒng)的IT和OT系統(tǒng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用著眼點(diǎn)放在了新技術(shù)解決老問題上，它通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等先進(jìn)的IT技術(shù)，去解決原先由于數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)處理能力、實(shí)時(shí)性等限制而不能得到很好解決的設(shè)備可靠性、工藝質(zhì)量以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策等方面問題，可以說是原有IT和OT系統(tǒng)的升級(jí)和重構(gòu)。
高端制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用非常離散化，應(yīng)用場(chǎng)景主要是三類，設(shè)備資產(chǎn)管理、運(yùn)營(yíng)性能管理和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策。資產(chǎn)性能管理的目標(biāo)是提高資產(chǎn)（也就是設(shè)備）的可靠性，避免非計(jì)劃停機(jī)；只有保證了設(shè)備的可靠性，才能保證運(yùn)營(yíng)過程中的產(chǎn)能、質(zhì)量、成本的有效提升，才能優(yōu)化運(yùn)營(yíng)指標(biāo)；而只有保證了運(yùn)營(yíng)效率的提升，才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)的提升和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避，所以這三層是通過數(shù)據(jù)的價(jià)值環(huán)環(huán)相扣的。
應(yīng)用場(chǎng)景1：資產(chǎn)性能管理。大型高端制造都有關(guān)鍵的大型設(shè)備，這些設(shè)備在連續(xù)生產(chǎn)過程中的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)造成很大影響。普遍來說，進(jìn)行有效設(shè)備維護(hù)的策略有：一是被動(dòng)式維護(hù)，就是壞了再修，這種維護(hù)成本最高；二是預(yù)防性維修，為了避免被動(dòng)維修引起的設(shè)備停機(jī)停產(chǎn)，現(xiàn)階段采用較多的是預(yù)防性維修，也就是定期保養(yǎng)；三是視情況維修或基于狀態(tài)維修，因?yàn)榍皟煞N的成本相對(duì)比較高，因此采用振動(dòng)分析、紅外、超聲等檢測(cè)儀器，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的判決和檢測(cè)，基于檢測(cè)的結(jié)果決定是否要維修，提前修還是推后修；四是預(yù)測(cè)維修，基于海量數(shù)據(jù)分析對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)做評(píng)估，再?zèng)Q定是否要維修；第五，RCM或基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備保養(yǎng)策略的一系列計(jì)算，得到基于風(fēng)險(xiǎn)管控的維護(hù)策略，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的維護(hù)。目前GE和Uptake已經(jīng)做到了基于可靠性的維修或基于風(fēng)險(xiǎn)維護(hù)的完整策略。
應(yīng)用場(chǎng)景2：運(yùn)營(yíng)性能管理。在工業(yè)生產(chǎn)過程中有很多設(shè)備都產(chǎn)生數(shù)據(jù)，像工藝數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)等，都可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采集出來，做工藝參數(shù)優(yōu)化、良率優(yōu)化、虛擬量測(cè)、關(guān)鍵指標(biāo)建模、燃燒環(huán)保優(yōu)化、能源管理等一系列分析。通過實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過程中設(shè)備、工藝、質(zhì)檢、環(huán)保、環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘和人工智能分析，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝、品質(zhì)還有運(yùn)營(yíng)效率全方面的優(yōu)化。
應(yīng)用場(chǎng)景3：安全生產(chǎn)管控。這部分主要針對(duì)能源化工等高端流程制造企業(yè)，通過采集設(shè)備端DCS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合檢測(cè)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和外部數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)包括危險(xiǎn)源在線監(jiān)測(cè)、工藝參數(shù)實(shí)時(shí)告警、危險(xiǎn)場(chǎng)景態(tài)勢(shì)感知、重大風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)測(cè)在內(nèi)的全面的安全生產(chǎn)管控，達(dá)到企業(yè)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)的最優(yōu)平衡。
隨著5G的商用和第一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的立項(xiàng)，2019年有望成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)啟動(dòng)之年，從前幾年的概念熱炒進(jìn)入到了逐步落地的階段。而在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域各自為戰(zhàn)的信息化企業(yè)和創(chuàng)業(yè)公司也在充分利用并購整合的策略快速成長(zhǎng)占領(lǐng)市場(chǎng)，力爭(zhēng)成為中國版的Uptake——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿企業(yè)。從現(xiàn)在開始關(guān)注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)業(yè)公司和創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，不失為進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賽道的最佳時(shí)機(jī)。
