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王喜文丨工业互联网:以新基建推动新变革
  • 人民智库
  • 2020年6月22日 11:42

可以说,工业互联网平台将与未来多项先进科技相结合,实现资源利用、生产效率和经济收益的最大化。例如,借助5G高速移动通信网络,采集关键装备制造、生产过程、能源供给等环节的能效相关数据,使用能源管理系统对能效相关数据进行管理和分析,及时发现能效的波动和异常,在保证正常生产的前提下,相应地对生产过程、设备、能源供给及人员等进行调整,实现生产过程的能效提高;使用企业资源计划(ERP)系统进行原材料库存管理,包括各种原材料及供应商信息。当客户订单下达时,ERP 自动计算所需的原材料,并根据供应商信息即时计算原材料的采购时间,确保在满足交货时间的同时做到库存成本最低甚至为零。

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新生态:拓展各类服务应用

工业互联网生态一旦建立,一方面,极大加速工业大数据湖泊中大数据的积累,加速行业共性大数据的储备,为工业大数据解决方案的进一步发展提供了重要的储备,也为制造业整体的发展奠定数据基础;另一方面,许多企业都可以调用平台功能及资源,提供开放的工业APP 开发环境,实现工业APP 创新应用。

传统工厂存在模型不能共享、缺乏动态更新、智能应用不足等短板。工业互联网平台能够培育产业新型业态的功能也在工业领域逐步显现,不仅催生出工业APP的新业态,还带动工业企业创新形成了一批制造业服务化转型的新模式。许多制造企业已开始在多个领域采用智能制造的方式,如利用实时生产和库存数据进行先进计划与排产,或利用虚拟现实技术进行设备维护等。而工业互联网是更为整体性的智能供应链实践,不仅仅转变工厂车间,更影响整个企业和更大范围内的生态系统。

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新价值:赋能产业上中下游

工业互联网代表了从传统自动化向智能化、网络化和柔性化生产的飞跃。大体看来,工业互联网平台发展整体呈现以下三大特征(图3)。一是,能够整合全系统内的物理资产、运营资产和人力资本,推动制造、维护、库存跟踪、通过数字孪生实现运营数字化以及整个制造网络中其他类型的活动;二是,能够从互联的运营和生产系统中源源不断地获取数据,从而了解并适应新的需求;三是,能够使系统效率更高也更为敏捷,生产停工时间更少,对工厂或整个网络中的变化进行预测和调整适应的能力更强,从而进一步提升市场竞争力。

 图3 工业互联网的特征

第一特征:泛在连接。在RFID、传感器等物联网技术的支持下,工厂内的物理设备(生产线、生产设备、零部件等)将实现物与物之间的互联。把制造的资源和能力,包括人、构成服务的云,传递给终端和云制造服务终端的平台,使得用户能够随时随地按需获取所需要的制造资源和能力,对制造全系统、全生命周期里边的人及物进行智慧地感知、互联、协同、学习、分析、预测、决策、控制和执行。

工业互联网具备对设备、软件、人员等各类生产要素数据的全面采集能力之后,企业可更加全面清晰地了解其资产与系统,有效应对传统企业所面临的挑战,最终提高生产率,更加灵活地响应不断变化的供应商及客户情况。在未来,工厂中每个物体都是一个有唯一工业互联网标识的终端,使生产环节的原材料都具有“信息”属性,原材料会根据“信息”自动生产和维护。工人和带有唯一工业互联网标识的原料、设备、产品进行信息交互。除了大幅缩短工期之外,还能大幅降低成本。工业互联网将成为实现未来工业体系中智能企业和智慧管理的基础,也将是在联通的复杂世界中整合各种资源和价值的有效手段。

第二特征:云化服务。工业互联网实现基于云计算架构的海量数据存储、管理和计算,从而使得制造管理、产品设计、产品服务生命周期和供应链管理、客户关系管理有机地融合在一个完整的企业与市场的闭环系统之中,使企业的价值链从单一的制造环节向上游设计与研发环节延伸,企业的管理链也从上游向下游生产制造控制环节拓展,形成一个集成了工程、生产制造、供应链和企业管理的网络协同制造系统。

通过“云化服务”实现并行制造之后,各个工艺流程都将并行化、透明化、扁平化,实现真正意义上的智能制造。并行化的智能制造过程将通过利用网络世界无限的数据和信息资源,突破物理世界资源有限的约束。这样一来,可以一边设计研发、一边采购原材料零部件、一边组织生产制造以及一边开展市场营销,从而降低了运营成本,提升了生产效率,缩短了产品生产周期,也减少了能源使用。

工业互联网还具有较强的渗透性,可从制造业扩展成为各产业领域网络化、智能化升级必不可少的基础设施,通过“云化服务”实现产业上下游、跨领域的广泛互联互通,打破“信息孤岛”,促进集成共享,从根本上改变生产流程,大幅增强与供应商和客户之间的关系。工业体系行业众多,发展基础和阶段升级目标各不相同,各个行业对于智能制造实施方案的需求差异较大。受限于资金投入不足、技术研发周期较长、工艺壁垒和市场风险等因素,单个厂商提供的解决方案很难满足各个细分行业的智能制造发展需要,企业间需采取联手合作、优势互补的策略,不断加强协同创新,以补全、完善和提升智能制造系统解决方案能力。

第三特征:知识积累。工业互联网能够提供基于工业知识机理的数据分析能力,并实现知识的固化、积累和复用。通过工业互联网平台赋能,企业可以快速适应进度以及产品迭代变更,并将其影响降至最低。还可根据正在生产的产品以及进度调整,自动配置设备与物料流程,进而实时掌控这些变更所造成的影响。此外,还促使在进度与产品发生变更时,最大程度上降低调整幅度,从而提高运行时间与产量并确保灵活的进度安排。

工业互联网平台的核心竞争力体现在工业知识与大数据、人工智能技术的深度融合应用,加速知识创新和价值创造。借助万物互联,产品和原料全都被直接连接到各类相关的知识和经验数据库,在故障诊断时,可参考海量的经验和专业知识,提高问题定位精准度,从而实现产品全生命周期管理,管理产品从需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用及维修保养直到回收再用处置的全生命周期中的信息与过程。

此外,有了“知识积累”的工业互联网具备制造能力的共享,通过数据模型的加工融合和优化,制造能力的平台部署和平台交易部署和实现可以资源共享,达到了可共享的制造资源。通过大数据分析制造能力的供需精准对接,实现制造资源按需求动态配置的同时,实现对其他企业的知识赋能,让其他企业瞬间掌握生产管理经验。

传统工业经济正在向数字经济过渡,以数字化、网络化、智能化为主要特征的第四次工业革命正在汹涌而来。而工业互联网无疑是数字经济的重要引擎,是工业4.0的关键基础设施。唯有加快工业互联网发展,才能加速实现智能制造,更高效率、更加动态、更加精准地优化生产和服务等资源的配置,才能促进传统产业升级,带动企业数字化转型,催生新技术、新业态、新模式,为经济社会发展建设提供新动能。

编 辑:向坤
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