工业互联网不是“网” 而是一种手段和技术

2018/09/21 09:53优也

9月20日,2018国际工业互联网大会(工博会)在上海举行。本次大会主题是创新智能技术,引领智造未来。大会邀请了来自Intel,华为,联想等国内外在工业互联网领域有着领先地位的企业,就工业互联网政策,行业前瞻,专家视角等话题展开了讨论。林诗万博士作为首位演讲嘉宾,发表了“数据驱动操作平台 —工业互联网平台技术的应用”演讲。

林诗万博士发表“数据驱动操作平台 —工业互联网平台技术的应用”演讲

林诗万博士发表“数据驱动操作平台 —工业互联网平台技术的应用”演讲

首先让我们回顾一下工业互联网的核心理念是什么?

狭义地看,工业互联网的核心理念在于通过对设备的连接,收集数据,对这些数据进行分析,进而把所得到的关于对设备的运行及生产运营过程的信息,通过一系列的工业应用闭环反馈回业务经营、和生产及运营过程中,其目的是很明确的,就是通过对业务经营和生产运营的优化,创造新的业务价值,甚至引发业务转型。

显然,对于工业互联网,对设备的连接是基础,数据收集和分析是关键手段,而把分析所得的信息,用于做出最佳化的决策,优化生产和运营是最终的目的。

这种基于数据的闭环反馈优化是可在多个环节里实现;既可以在设备的控制环里,在毫秒到秒级的响应时间内,优化设备的运形,单体寻优,精确实时;也可以在设备的运营环里,在秒到小时级的响应时间内,优化设备的运营,多体协同寻优,平衡高效,如大家都十分熟悉的设备维护-特别是预测性维护;最后,这个闭环反馈也可以在业务经营环里,在小时到日、周级的响应时间内,优化业务的经营,多指标综合寻优,价值最大化,比如实现以订单拉动的生产过程。

总结性地说,工业互联网的关键在于如何再具体的应用场景中实现数据驱动的闭环优化。

工业互联网通过优化实现价值,不仅仅是一个理念或概念,而是已经被很多的实践所验证了的。

最近一家设于美国波士顿的分析公司,LNS Research,对国际上数百家的工业企业做了一个调查(被调研的对象企业中约有70%把总部设于美国– 所以是一个比较反映美国工业企业的一个调查项目)。这个调查的结果总结性地指出:工业企业在实施工业互联网,及在其基础上,通过数据分析进行持续性的改善,实现价值是成果丰硕的。这些生产的绩效指标的提升都是超过25%以上的。

现在让我们回到制造业这个环境里来。工业互联网的应用就是如何对生产环境里的人、机、料、法、质等实现连接、采集数据,实行多样化的数据分析,并把分析的结果,对生产状况的洞察,通过各种工业应用,要么帮助我们对生产的经营和管理做出最佳的决策,也就是人参与的闭环优化;要么自动化地闭环反馈回到生产过程中,实现对生产过程的优化。这些优化包罗了生产过程的各个方面,不仅仅是我们常常听到的对生产设备的预测性维护,也包括了产品的质量监控、能效管理、工艺优化、生产排产、设备管理以及为生产管理实现在线的绩效监测和预测,及时反映包括质量、产率、成本及环保等生产的基本要素的生产绩效指标,提高生产管理的水平和动态响应能力。

LNS Research的这份报告也验证了工业互联网及数据分析在生产及运营过程的多样性,从运程监控到能效管理、设备管理、质量监管、等等……

概括性说,大家都普遍性地认识到工业技术、工业知识和经验的模式化和软件化是工业数字化的一个非常重要的方面,而工业互联网的实施则为这个过程提供了非常有效的手段和强大推动力。

大家可以看出来,工业互联网在制造业的应用面很广,领域非常丰富,在多个维度都有很深的发展空间,这些优化包罗了生产过程的各个方面,不仅仅是我们耳熟能详的对生产设备的预测性维护,也包括了产品的质量监控,能效管理,工艺优化等等应用领域。很重要的一点,在互联网应用不断发展过程中,这些应用的领域都是越来越多地关联在一起。比如说我们要优化工艺,我们很难优化工艺,如果我们不同时考虑质量的优化,考虑能效的优化,考虑生产效率的优化。

在这里,我们再次强调工业互联网的核心在于如何通过数据、分析和应用这三个关键环境,形成一个闭环,对生产过程实现优化,最终的目标是实现业务价值,是一个以价值为导向的过程。对此工业互联网是一种手段,一种技术。

现在让我们进一步地看一下生产环境里的优化空间。工业生产管理是一个复杂系统的管理,牵涉到的因素非常多,不同的领域,从在ERP这一链的生产计划,由PLM这条线驱动的工艺到生产执行的优化,到下面的质量监控、设备管理、能效管理的优化等等。在最下的一层还需要对很多设备,产品,测量仪表、传感器的连接等。同时还要考虑多个不同的工序。所以在生产环境里有一个很好的优化空间。

责任编辑:Keyi

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技术框架和标准体系。 加快推进建筑信息模型(BIM)技术在工程全寿命期的集成应用,健全数据交互和安全标准,强化设计、生产、施工各环节数字化协同,推动工程建设全过程数字化成果交付和应用。 推进BIM技术、物联网、人工智能等现代信息技术在工程监理中的融合应用。在工程总承包项目中推进全过程 BIM 技术应用,促进技术与管理、设计与施工深度融合。强化施工图审查作用,全面推广数字化审查,探索推进 BIM 审查和人工智能审查。 2025 年,基本形成 BIM 技术框架和标准体系。 1、推进自主可控 BIM 软件研发。积极引导培育一批BIM 软件开发骨干企业和专业人才,保障信息安全。 2、完善 BIM 标准体系。加快编制数据接口、信息交换等标准,推进 BIM 与生产管理系统、工程管理信息系统、建筑产业互联网平台的一体化应用。 3、引导企业建立 BIM 云服务平台。推动信息传递云端化,实现设计、生产、施工环节数据共享。 4、建立基于 BIM 的区域管理体系。研究利用BIM 技术进行区域管理的标准、导则和平台建设要求,建立应用场景,在新建区域探索建立单个项目建设与区域管理融合的新模式,在既有建筑区域探索基于现状的快速建模技术 5、开展 BIM 报建审批试点。完善 BIM 报建审批标准,建立BIM辅助审查审批的信息系统,推进 BIM 与城市信息模型(CIM)平台融通联动,提高信息化监管能力。 ——《“十四五”建筑业发展规划》 水利应急领域 在水利应急领域,《“十四五”水安全保障规划》重点提出,要加快已建水利工程智能化改造,不断提升水利工程建设运行管理智能化水平,要推进数字流域、数字孪生流域建设,实现防洪调度、水资源管理与调配、水生态过程调节等功能,推动构建水安全模拟分析模型,要在重点防洪区域开展数字孪生流域试点建设。另外,《“十四五”国家应急体系规划》也提出了,要加强城乡防灾基础设施建设,推动基于城市信息模型的防洪排涝智能化管理平台建设。 推进智能水利建设。积极推进BIM 技术在水利工程全生命周期运用,新建骨干项目鼓励按照智能化要求同步进行规划建设管理,同步构建实体工程和数字孪生工程。加快建设覆盖重大水利工程,联通国家、流域、区域的水利工程控制网和业务网,实现水流、信息流和业务流的互联互通。 推进数字流域建设。以流域为单元、数字地形为基石、干支流水系为骨干、水利工程为重要节点,对物理流域的全要素进行数字化映射。加强自然地理、经济社会等信息数据采集与处理,深化遥感技术和地面监测技术的有机结合,推进建立空天地一体化的流域全覆盖监测。构建覆盖全国主要江河流域的数字化映像,开展长江、黄河、淮河、海河、珠江、松辽、太湖等大江大河大湖数字流域建设。 推动数字孪生流域建设。集成耦合水文、水力学、泥沙动力学、水资源、水工程等专业模型和可视化模型,推进集防洪调度、水资源管理与调配、水生态过程调节等功能为一体的数字孪生流域模拟仿真能力建设。推动构建水安全全要素预报、预警、预演、预案的模拟分析模型,强化洪水演进等可视化场景仿真能力。选择淮河、海河流域重点防洪区域,开展数字孪生流域试点建设。 建设流域防洪管理与调度体系。以数字流域为基础,加快流域水工程防灾联合调度系统建设,在国家防汛抗旱指挥系统的基础上,汇集气象、水情、雨情、工情、墒情、灾情等信息,优化水库、河道、蓄滞洪区等工程联合调度运用,加强对洪水资源的调度、管理与利用,制定动态优化的精细数字预案,开展人机互动的同步仿真预演,形成智慧防洪体系,实现及时准确预报、全面精准预警,提高流域防洪管理和调度运用水平。 按照大系统设计、分系统建设、模块化链接的建设思路,以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,积极探索构建水利数字孪生应用场景,推动构建水利“2+N”智能业务应用体系,提升仿真、分析、预警、调度、决策和管理支撑能力。 ——《“十四五”水安全保障规划》 推动基于城市信息模型的防洪排涝智能化管理平台建设。 ——《“十四五”国家应急体系规划》 综合交通领域 在综合交通领域,《“十四五”铁路科技创新规划》提出,要推进数字孪生等前沿技术与铁路领域深度融合,加强智能铁路技术研发应用,开展铁路设备智能建造数字孪生平台研发应用。《公路“十四五”发展规划》则提出要建设智慧公路,推动建筑信息模型、路网感知网络与公路基础设施同步规划建设。《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》提出,构建设施运行状态感知系统,加强重要通道和枢纽数字化感知监测覆盖,增强关键路段和重要节点全天候、全周期运行状态监测和主动预警能力。 研究5G成套技术,推进毫米波通信、无线大数据、数字孪生、云网边端协同、感知-通信-计算一体化等技术在铁路通信信号领域的应用。 围绕全生命周期与全业务融合目标,持续加强智能铁路顶层规划研究,构建智能铁路技术体系架构2.0版本。深化智能建造、智能装备、智能运营技术创新,开展智能建造数字孪生平台研发应用。 ——《“十四五”铁路科技创新规划》 建设智慧公路。推动建筑信息模型、路网感知网络与公路基础设施同步规划建设,加快公路基础设施数字化改造,推进公路基础设施全要素、全周期数字化转型发展,加强重点基础设施关键信息的主动安全预警。 ——《公路“十四五”发展规划》 完善设施数字化感知系统。推动既有设施数字化改造升级,加强新建设施与感知网络同步规划建设。构建设施运行状态感知系统,加强重要通道和枢纽数字化感知监测覆盖,增强关键路段和重要节点全天候、全周期运行状态监测和主动预警能力。 ——《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》 标准构建领域 在标准构建领域,《“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划》提出,要围绕智慧城市建设内容,加强城市数字孪生、城市数据大脑、城市数字资源体系等方面的标准体系建设,规范引导智慧城市发展。 围绕智慧城市分级分类建设、基础设施智能化改造、城市数字资源利用、城市数据大脑、人工智能创新应用、城市数字孪生等方面完善标准体系建设,面向智慧应急、智慧养老、智慧社区和智慧商圈等典型领域加快标准研制。开展标准实验验证与应用实施,以标准化引领和支撑智慧城市建设。 ——《“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划》 能源安全领域 在能源领域,《“电力安全生产“十四五”行动计划》提出,要基于三维数字信息模型技术进行安全预警;依托互联网推动数字孪生、边缘计算等技术应用。 大力推进新能源智慧电站建设。运用基于三维数字信息模型技术,实现机组设备在线故障诊断和异常情况即时预警功能,提高新能源发电安全管理成效。 打造基于工业互联网的电力安全生产新型能力,组织开展“工业互联网+安全生产”应用试点,推动5G+安全生产、边缘计算、数字孪生、智慧屏、安全芯片等新技术新产品应用和展示。 ——《电力安全生产“十四五”行动计划》 城市发展领域 在城市发展领域,《“十四五”支持老工业城市和资源型城市产业转型升级示范区高质量发展实施方案》提出,要加速推进老工业城市和资源型城市的智慧城市建设,推进数字技术与经济社会发展和产业发展各领域广泛融合,完成城市绿色化改造。 加快构筑数字社会,支持发展远程办公、远程教育、远程医疗、智慧楼宇、智慧社区和数字家庭。加快智慧城市建设,推进数字技术广泛应用于市域社会治理现代化。推动 5G 网络 规模化部署,争取至 2025 年覆盖所有示范区城市。 ——《“十四五”支持老工业城市和资源型城市产业转型升级示范区高质量发展实施方案》[详细]2023-03-06 09:55

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