工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念由來已久，其中，尤以近年來暗潮涌動，包括德國的工業(yè)4.0、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和中國的智能制造。輔以物聯(lián)網(wǎng)這波浪潮，國家也對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推出了諸多引導(dǎo)性政策，各地方政府也推出了相應(yīng)補(bǔ)貼政策。在2018年、2019年年初的幾輪工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大型推進(jìn)會議后，千家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)浮出水面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺超過300家，其中不乏中控、徐工、海爾等老牌企業(yè)，以及浩如煙海的初創(chuàng)掘金者。
行業(yè)環(huán)境涌動之下，國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前究竟行至何處？有哪些問題，又有怎樣的應(yīng)用？雷鋒網(wǎng)(公眾號：雷鋒網(wǎng))特別就國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)現(xiàn)行問題，在第六屆中國機(jī)器人峰會暨智能經(jīng)濟(jì)人才論壇上從學(xué)術(shù)、政策、產(chǎn)業(yè)角度，就網(wǎng)絡(luò)、平臺、落地方案等方面向多方尋求答案。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：智能制造關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施
相對德國的工業(yè)4.0，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，國內(nèi)提出的是智能制造。
什么是智能制造？
走向智能研究院執(zhí)行院長趙敏將其總結(jié)為5個字：「人智」變「機(jī)智」。即把人的智能以知識的形式提煉出來，再將這些知識嵌入到軟件、芯片、設(shè)備中，從而賦予機(jī)器一定的自主能力。其中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)被定義為實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。
與消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)是以因特網(wǎng)為主體形成的互聯(lián)網(wǎng)有所不同，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以工業(yè)以太網(wǎng)為主體，在發(fā)展過程中逐漸融入了因特網(wǎng)技術(shù)。
1969年P(guān)LC出現(xiàn)，PLC被德國定位第三次工業(yè)革命的標(biāo)志，隨后出現(xiàn)了現(xiàn)場總線（工業(yè)數(shù)據(jù)總線）。機(jī)床設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與因特網(wǎng)在時間上是并行的，技術(shù)上相互借鑒，形成了以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
在當(dāng)下的「云管端」概念中，「云」指的是基礎(chǔ)設(shè)施，國內(nèi)有阿里云、華為云等在做；「管」指的是連接協(xié)議，包括工業(yè)以太網(wǎng)、消費(fèi)因特網(wǎng)，主要由電信廠商主導(dǎo)；其中尤以「端」側(cè)差距較大，消費(fèi)類電子產(chǎn)品只要符合標(biāo)準(zhǔn)可以直接申請入網(wǎng)，但是對于制造業(yè)中的機(jī)床，由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不同設(shè)備在開發(fā)時需要考慮數(shù)據(jù)格式，需要考慮不同的總線、協(xié)議，因而較為復(fù)雜。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟硬件基礎(chǔ)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際部署中主要終端設(shè)備為各類傳感器，包括熱敏、光敏、氣敏、力敏、磁敏、濕敏、聲敏、放敏、色敏、味敏十類傳感器，這十類傳感器對應(yīng)的正是人類的視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺五類感官。
在數(shù)控機(jī)床中，有諸如支線光柵尺、旋轉(zhuǎn)光柵尺、電阻尺等傳感器；在汽車內(nèi)，有諸如油壓傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、氣體濃度傳感器等?！败囋胶?，傳感器越多，博世為高端汽車設(shè)計的一個尾氣管上有8個傳感器?！?/span>
傳感器通過狀態(tài)感知監(jiān)測設(shè)備在控物理空間中的工作情況。
硬件之外，工業(yè)軟件也有自己獨(dú)特之處。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的軟件封裝了工業(yè)知識，建立了自動流動的規(guī)則體系。人類寫入算法的過程就是「人智」轉(zhuǎn)「機(jī)智」的過程。
因而，機(jī)器智能化的過程可以簡單理解為：知識寫入軟件，軟件嵌入芯片，芯片嵌入設(shè)備，設(shè)備嵌入到物理系統(tǒng)，最終形成可替代人智的機(jī)智。
其中，軟件在形成過程中，通過將規(guī)律形成模型，模型形成算法，算法形成代碼，最終通過代碼形成軟件。
趙敏強(qiáng)調(diào)，新工業(yè)革命的標(biāo)志是通過賽博物理系統(tǒng)中的指令直接實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制。
這里的賽博物理系統(tǒng)（Cyber Physical Systems，CPS）是一個包含計算、網(wǎng)絡(luò)和物理實(shí)體的復(fù)雜系統(tǒng)，通過3C（Computing、Communication、Control）技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，通過人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)和物理進(jìn)程的交互，使賽博空間以遠(yuǎn)程、可靠、實(shí)時、安全、協(xié)作和智能化的方式操控一個物理實(shí)體。
在軟件定義中，通過數(shù)據(jù)自動流動，在賽博通道中形成互聯(lián)、互通、互操作。
具體到實(shí)際應(yīng)用過程中，可以從最基本的為工業(yè)設(shè)備加裝監(jiān)測傳感器做起，從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知、實(shí)時分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行。例如，服裝生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)在已有通過在企業(yè)中的工位（縫紉機(jī)）上加裝振動檢測傳感器采集工位振動數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)送到集中存儲設(shè)備中，最終將這些數(shù)據(jù)一并送入服務(wù)器中進(jìn)行分析。
通過這樣的改造，在后臺實(shí)現(xiàn)自動排產(chǎn)，從而提升工廠整體工作效率，同時也省去了此前設(shè)置的監(jiān)督崗位（工頭）。以此實(shí)現(xiàn)工廠改造，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展
前文有提到，設(shè)備數(shù)據(jù)采集需要傳感器，設(shè)備互聯(lián)及數(shù)據(jù)分析同時也都有賴于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，對此國家也已有諸多推進(jìn)政策。
2017年11月，國務(wù)院出臺關(guān)于深化「工業(yè)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，指出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展三大體系建設(shè)：網(wǎng)絡(luò)體系、平臺體系、安全體系。 隨后，工信部印發(fā)多項文件，以推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)與落地。
2018年5月，工信部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP培育工程實(shí)施方案（2018-2020年）》；
2018年6月，工信部發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃（2018-2020）》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組2018年工作計劃》；
2018年7月，工信部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)及推廣指南》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺評價方法》；
……
中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟今年5月在第二屆數(shù)字中國建設(shè)峰會上發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書（2019）》指出，平臺應(yīng)用短期仍將以設(shè)備側(cè)和工廠側(cè)為主，數(shù)據(jù)確權(quán)、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與平臺安全仍是平臺治理面臨的重要問題。
目前國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺已有300+，包括海爾、航天云網(wǎng)、用友、工業(yè)富聯(lián)等制造業(yè)企業(yè)均有推出自家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺主要能力仍處于工廠全周期排產(chǎn)、物流監(jiān)測，以及各行業(yè)更為關(guān)注的預(yù)測性維護(hù)，其中，在更受關(guān)注的預(yù)測性維護(hù)方面，能力仍然極為有限。
就國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展整體現(xiàn)狀來看，我國已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展模式探索時期，國務(wù)院發(fā)展研究中心研究員李廣乾博士針對當(dāng)下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也提出三點(diǎn)思考：
-
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展模式要比一般商業(yè)模式更復(fù)雜，對平臺企業(yè)要求更高，特別是由于與國家戰(zhàn)略緊密聯(lián)系在一起，政府在其中的角色和作用更大。如何界定模式中的政府角色是商業(yè)模式創(chuàng)建過程中的一個重要問題。德國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是國家提出的工業(yè)4.0；美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺雖然是GE及其主導(dǎo)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟提出的，但是隨著美國《國家網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略》的出臺，再次強(qiáng)化了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)措施，因而也逐漸與國家政策緊密結(jié)合；我國從政府到地方的政策推動也一度成為熱潮。
-
深化對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)的認(rèn)識。當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)過于簡單，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)等同于工業(yè)云平臺，顯然無法反映工業(yè)化、信息化兩方面的深刻含義，特別是無法反映各個工業(yè)制造業(yè)的特殊性，也無法反映平臺的雙邊市場特性。
-
技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)模式協(xié)同。我國之所以這么快地啟動國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展戰(zhàn)略，與我們的兩化融合、智能制造以及高質(zhì)量發(fā)展等國家發(fā)展目標(biāo)聯(lián)系在一起。因而，商業(yè)模式應(yīng)該包含更多更多社會化企業(yè)，肩負(fù)更多國家科技發(fā)展目標(biāo)。
制造企業(yè)如何做工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司董事長朱鐸先將德國工業(yè)4.0（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為三點(diǎn)：
第一，縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)深度互聯(lián)。內(nèi)部互聯(lián)，企業(yè)應(yīng)用MES、ERP等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高度信息化；生產(chǎn)設(shè)備互聯(lián)互通；生產(chǎn)設(shè)備與信息化系統(tǒng)深度互聯(lián)；主要實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部人、機(jī)、料的集成；
第二，端到端集成。沿著價值鏈進(jìn)行集成，對外實(shí)現(xiàn)協(xié)作，與合作廠商實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；
第三，橫向集成。類似當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)社會化的集成。
制造業(yè)很窮，制造業(yè)利潤很薄。對于廠商而言，智能制造是方向，不是目的，根本目的是節(jié)能增效。
例如煉鋼過程，整個鋼鐵鍛煉是一個耗散系統(tǒng)，也是一個復(fù)雜系統(tǒng)，因而可優(yōu)化空間巨大。
據(jù)寶鋼研究院首席研究員呂立華博士介紹稱，寶鋼通過將爐群設(shè)備互聯(lián)及集中管理，構(gòu)建無人空間，實(shí)現(xiàn)全自動控制后，最終實(shí)現(xiàn)工廠節(jié)能5%以上，產(chǎn)量提高6%以上，模型精度8度，實(shí)現(xiàn)少人化管理。
在鋼鐵精煉、連鑄、熱軋、冷軋全過程中，整個信息系統(tǒng)包括DCS、PCS、MES、ERP層級，其中，MES（生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)）在工作過程中，當(dāng)下達(dá)計劃進(jìn)到MES后，MES將這一計劃下達(dá)到具體的執(zhí)行層，并完成設(shè)備數(shù)據(jù)收集。在實(shí)際應(yīng)用過程中，計劃來的時候不一定完全符合我的制造現(xiàn)場要求，要實(shí)現(xiàn)制造全自動，就需要實(shí)現(xiàn)編排計劃下放后與制造現(xiàn)場要求匹配。
寶鋼最近完成的生產(chǎn)智能分析決策系統(tǒng)。通過將前道工序進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并通過算法進(jìn)行分析判斷，在MES和PCS之間搭建了生產(chǎn)智能分析決策系統(tǒng)，將MES與生產(chǎn)過程聯(lián)系起來，將歷史數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計并建立模型和知識庫，最終通過構(gòu)建數(shù)據(jù)模型進(jìn)行生產(chǎn)智能分析與決策，實(shí)現(xiàn)在MES之下的可預(yù)測制造，包括生產(chǎn)違規(guī)預(yù)警、產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測、特殊工藝報信、智能調(diào)度決策等。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)千家企業(yè)，國內(nèi)剛剛起步
前文提到，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如今仍停留在設(shè)備側(cè)和工廠側(cè)，要實(shí)現(xiàn)降本增效，首先要在工廠中完成監(jiān)控、設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)流通的工作，整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前做的較好的已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)工廠排期和相應(yīng)的智能調(diào)度，真正能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測性維護(hù)的廠商則少之又少。
GE作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的先驅(qū)，最初定位諸如航空業(yè)等高端制造業(yè)中的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，得到了快速發(fā)展，但是隨著業(yè)務(wù)橫向拓展速度太快出現(xiàn)了諸多問題。這也為國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了借鑒之例，可見，首先聚焦工廠、精細(xì)化發(fā)展才能站穩(wěn)腳跟。
本文轉(zhuǎn)自雷鋒網(wǎng)，如需轉(zhuǎn)載請至雷鋒網(wǎng)官網(wǎng)申請授權(quán)。
原文地址：https://www.leiphone.com/news/201905/417UQgN75jJp7OGP.html
郵箱： allfreedom@allfreedom.cn
地址：深圳市南山區(qū)玉泉路128號A幢五樓 地址：香港新界沙田火炭坳背灣街30-32號
華耀工業(yè)中心11樓1室
技術(shù)支持：新萬網(wǎng)絡(luò)