工业互联网平台图谱

工业互联网平台图谱

时间:2020-01-10 16:27 作者:admin 点击:
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摘要: 工业互联网平台建设和应用是一个工业系统工程,重在做好顶层设计; 需要从数量型增长向高质量方向发展,重在技术先进、商业模式可行。

文/董云庭 许艳丽

工业互联网全面连接工业部门的供应链、产业链、价值链,优化了工业资源的配置,提升了全要素生产率,降低了全要素成本,促进了技术创新,加快提质增效、绿色发展,正在成为第四次工业革命的重要支撑。

自去年初以来,工信部按照 “问题导向,应用牵引,先试先行”的战略思路,推动工业互联网平台构建和应用落地,已初见成效。在服务层面,逐步解决了工业企业对工业互联网平台“不会用”、“ 不好用”、“ 用不好”的问题,正在机械、电子、冶金、石化、服装、能源、纺织、轻工等多个领域推进落地。

目前全国具有行业和区域影响力的工业互联网平台总数超过80家,平均设备连接数65万台,平均注册用户数50万,支持工业协议平均125 个,机理模型均值830 个。2018 年, 上述重点平台业务收入平均约5 亿元,利税8000万元。

工业互联网平台特征图谱

经过两年的建设与应用,中国的工业互联网平台呈现出如下的创新模式和基本特征。

1.构建工业互联网生态系统

构建工业互联网生态系统是工业互联网平台建设和应用的主要目标。

由阿里云牵头,联合浙江中控、之江实验室等单位,通过产学研联合共建SupET工业互联网平台,其基本特征是按不同行业和领域的特点设计平台,分别构建了区域级、行业级、企业级等多类工业互联网平台。在区域级工业互联网平台,SupET 根据各区域的工业经济特色,在浙江的温州、杭州、宁波、绍兴等地相继布局;在行业级工业互联网平台,合作伙伴涵盖服装纺织、注塑装备、食品饮料、家用电子、机械加工、模具制造、石油化工等,目前已有7个行业级工业互联网平台落户杭州市余杭区;在企业级工业互联网平台,已为欧诗漫生物、横店东磁、中材国际、宁波蓝宝石等数十家大企业提供平台服务,为这些企业创造了十几亿元的利润。

阿里SupET平台充分利用阿里巴巴在金融、供应链、物流、营销、云服务、大数据、互联网等领域的优势,专注于工业互联网和消费互联网融合发展,构建了开放、合作、互补、共赢的工业互联网生态系统。

2.赋能数字经济发展

发展数字经济的核心是“数字产业化,产业数字化”,工业互联网平台的建设和应用有效推进了数字经济的发展。

富士康工业互联网平台依托数据技术实时采集分析刀具制造全过程的数据;利用大数据建立电流、温度、震动等数据模型;通过数据提取、识别、学习、判断、决策,实现刀具行业智能制造远程运维的监控方案;进而提供刀具行业的系统解决方案。用户一旦接入富士康的刀具行业专业云,就可按需直接从云端数据库调用工业数据模型和刀具设计图,通过智能刀具公差制定、智能蓝图绘制、智能SIP/SOP、智能刀具模拟仿真等应用服务,实现网络化协同制造。

富士康专业云通过连接万台级边缘设备,提供了海量的实时数据,在此基础上构建了上百个工业机理模型库,同时结合设计、工控、管理、应用等领域,开发适用的工业APP,进而为用户提供产品级解决方案。

应用富士康工业互联网平台,加快了数据的开发、采集、处理和应用,使产品设计周期缩短了30%,设备利用率提高了10%,良品率达到99.5%,资源综合利用率提升了30%,现场操作员工可减少50%。

3.打造双跨工业互联网

跨行业跨领域工业互联网平台是柔性制造、网络化协同应用的重要发展方向。

三一集团树根互联网技术有限公司以创新驱动、智能转型为新动能,依托自主研发的“ 根云”平台、工业互联网、工业区块链技术打造跨领域跨行业的工业互联网平台,先后接入45 个国家和地区的各类工业设备56万台,不仅在机械、纺织、移动能源等多个领域得到应用,同时拓展到“ 一带一路”沿线国家,提供工业互联网平台服务,提升中国企业的全球服务能力。与此同时,“ 根云”平台成功助力行业龙头企业构建了包括铸造产业链、注塑产业链、纺织产业链等18 个产业链云平台,提供全产业链服务。

4.开展大规模个性化定制

大规模个性化定制是工业互联网平台应用的一个重要特征。

海尔的COSMOPlat是全球首家将用户引入全流程最佳体验的工业互联网平台,其核心能力是大规模个性化定制。该平台通过构建MTM定制系统和DTC数字技术中心,按照用户个性化需求, 集成CAD/ERP/SCM/MES/WMS等系统,应用互联生态、工艺自动匹配、流程优化、智能装备,依托生产全过程数据采集、全流程数据应用、全方位实时监控,并应用专用工业APP实现服装业的柔性制造和大规模定制。

山东省最大的牛仔服装生产企业海思堡集团在COSMOPlat的支持下,通过对客户个性化需求的精准把握,加快了从大规模生产向大规模定制的数字化转型,企业生产效率提高28%,库存降低35%,产品毛利率从12.5%提升到40%以上。海思堡把自己研发总结的牛仔服水洗方案等新技术沉淀到COSMOPlat平台,通过合作互补,为更多服装企业提供技术支持和平台服务。

5.加快关键技术的突破与应用

工业互联网平台的建设和应用,加快了大数据、互联网、云计算、人工智能、工业软件、区块链、数字孪生、边缘计算等关键技术的突破和应用。

以阿里云工业互联网平台为例,应用云计算、工业大脑、大数据、人工智能、安全加密等技术,提升了化工行业数字化应用的水平,实现生产流程数字化、远程控制可视化、排放过程智能化。

石化盈科利用数字孪生、信息物理系统、人工智能、数字技术,通过数据库、规则库、模型库、知识库的科学整合协同应用,保障石化企业实时感知和智能控制,构建全生命周期数字化模型与物理工厂的动态变化实时衔接系统。

深圳加速将物联网、大数据、人工智能、3D 打印等技术应用到传统的加工制造,打造了一站式机械零部件云制造平台,为1.5万多家企业提供零部件加工服务,使应用企业的生产效率提高29%,设备利用率达到80%,交货准时率提升至97%,综合成本降低24%。

深圳智物联网络公司的工业互联网平台应用物联网、远程控制、机理模型以及对锅炉运行数据库的挖掘应用,将全国的锅炉工程师、服务商整合在同一平台上,加快了生产型制造向服务型制造企业转型,进而使服务对象运营效率提升20%,故障率降低30%。

建设是一套系统工程

两年来,我国工业互联网平台建设已取得实质性进展,平台应用也取得明显成效,同时也应看到,在工业互联网平台建设领域仍存在设备连接能力不足、数据采集方案不完整、机理模型不全、工业软件仍是瓶颈、系统解决方案缺失、安全保障措施有限、公共服务模式单一等问题。

工业互联网平台构建基于海量数据采集、管控、创新的服务体系,支持制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台,旨在加快制造业向数字化、网络化、智能化、生态化转型升级。智能制造是工业互联网平台的核心内容,智能制造主要是解决企业内部产品和服务个性化智能定制的问题;平台则重在为中小企业个性化需求提供智能化解决方案。

工业互联网平台应有十个环节:一是网络是基础,构建物联网;二是标识为节点,每个物体均应有独立标识符;三是数据为要素,TB级的数据处理需要数据技术;四是算法算力是重点,包括计算技术、速度、功耗和成本;五是平台为核心,应集成Pass、Saas为工业操作系统;六是工业APP是关键,核心在于机理模型与工业软件;七是安全为保障,要建设信息物理安全系统;八是服务即目标;九是人才为要务,要培养一批适应工业互联网的新人才和新员工;十是法规要跟进。

工业互联网平台建设和应用是一个工业系统工程,重在做好顶层设计。建议如下:

一是要建设工业互联网创新中心,通过人才引领、创新驱动、智能转型、联合攻关,突破制约工业互联网平台科学发展的关键技术;

二是要加快构建工业互联网生态系统,统筹资金、人才、技术、流程、工艺、管理和供求关系,集成云服务提供商、云平台运营商、工业软件开发商和终端用户,融合产教、产研、产融和产服;

三是要以系统工程的视野,进一步强化工业互联网关键节点,突破核心技术瓶颈,解决主要短板制约;制定核心技术解决方案,加快系统各环节有序衔接;

四是工业互联网平台建设和应用要从数量型增长向高质量方向发展,旨在建设一批具有核心竞争力、普适应用力和高效产出力的平台,重在技术先进、商业模式可行;

五是加快各类企业数字化转型,促进生产流程数字化、管理过程数字化、商业模式数字化和生态系统数字化,解决目前工业数据散、乱、杂的问题,引导企业明确数据干什么、数据要什么、数据从哪来、数据如何管和数据怎么用等问题,提升数字化质量;

六是继续加强规划、标准、政策的引领作用,进一步规范工业互联网平台的建设和应用;

七是要高度重视工业互联网平台应用落地,总结适合我国工业经济和产业发展需求的平台建设路径和商业模式,复制典型案例加快推广;

八是生产关系转型后,上层建筑应及时跟进,工业互联网变革了原有的生产关系,上层建筑需要适时制定工业互联网平台的相关法规、标准、组织变革和统计指标体系。参与主体应包括云服务提供商、云平台运营商、工业软件提供商、设备云连接企业和终端用户,同时需要构建相应的技术体系,诸如数据治理体系、机理模型、计算技术、工业软件、工业APP、模拟测试、信息物理安全和微服务技术。

将成为5G商用化重点

5G的快速度、低时延、高可靠、广连接、远传输是新一代通信技术的主要发展方向,工业互联网平台建设则成为5G商用化的重点应用,可以加快5G应用技术、数据处理技术、算法算力、工业软件、安全软件等新一代信息技术的研究开发和成果转化。

近期,工业和信息化部发布了《关于印发“5G+工业线联网”512工程推进方案的通知》,对工业互联网建设的发展目标、关键技术、创新应用、资源供给、宣传引导、经验推广等方面提出要求,堪称未来工业互联网建设和应用的蓝图。方案明确到2022 年,将突破一批面向工业互联网特定需求的5G 关键技术,同时要求到2022 年,将打造5 个产业公共服务平台,以构建创新载体和公共服务能力;加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用,内网建设改造覆盖10 个重点行业;打造一批“5G+工业互联网”内网建设样板工程,形成至少20 大典型工业应用场景。

(董云庭为中国电子信息行业联合会专家委员会主任、许艳丽为其助手;编辑:袁雪)