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工业互联网是工业4.0吗?

2017-09-05
关键词: 工业互联网 物联网

  什么是互联网+?工业互联网的网速快吗?对工业行业没有太多了解的人,或许会提出这样的问题。虽然从字面上看它与我们常用的“互联网”有着紧密关联,但是它却是在“物联网” (Internet of Things,缩写IoT)的基础上发展而来。

  你应该早已经对物联网不再陌生。迪士尼乐园的My Magic+计划里,你只要佩戴上一个智能手环,那么乐园当中的每一个服务设置、工作人员都可以知道你是谁,比如当你走近一只米老鼠,它能立即喊出你的名字跟你打招呼——整个乐园成为了一个巨大的计算机,而里面的娱乐设施、餐厅与酒店都只是一个个传感器。你的家中或许也已经被“物联网”包围,通过你的智能手机,你同样可以控制卧室里空调的温度,客厅当中音乐播放器正在播放的曲目……它们知道你的喜好甚至可以自行做出一些决策。

  但你有没有想过,当这些场景被折叠到工业世界,当机器不再需要人类进行操控,而是足够聪明到可以相互“对话”并且自主作出决定的时候,我们的世界将会有怎么样的变化?

  “工业互联网”是什么?

  正如物联网给人类生活带来巨大便利那样,工业互联网也将提高工业行业的效率,优化机器设备,让机器运行流程顺畅,从而释放更大的生产力。

  工业互联网,物联网

  人类对这一天的幻想已经由来已久。从1968年,美国国防部高级研究计划局组建阿帕网,形成互联网雏形;到2020年全球将有500亿联网设备同时运行,它们可以自我定位,时刻保持最佳工作状态。在“中国制造2025”和美国制造业振兴计划中,也都提到了高度自动化,且可以主动排除生产障碍的智能集成感控系统。

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  2012年11月26日,通用电气(简称GE)发布白皮书《工业互联网:打破智慧与机器的边界》,提出工业互联网的概念。GE也开始从传统工业企业,向数字工业企业转型,开始基于工业互联网的数字工业时代。

  工业互联网可以被看作是数据、硬件、软件和智能的流通与互动。从智能设备和网络中获取数据,然后利用大数据分析工具进行存储、分析和可视化。最终的智能信息可以供决策者在必要时实时使用或直接实现智能决策。

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  那么,工业互联网是物联网概念的重新包装么?

  我们常用的交通卡,购物商场内的停车场空位导引系统,甚至肉禽公司的来源追溯系统,通常都是将传感器、仪器仪表嵌入机器并连入互联网。这是物联网最为基本的模式,也是“工业互联网”的基础。

  但是这些数据一般都存在于一个比较封闭的系统之内,而且从机器内传感器和仪器仪表收集数据与数据分析并不同步进行,对历史数据的分析无法满足决策的时效性。而在工业互联网的系统内,数据可以实现开源共享,并且实时进行数据分析,甚至包括社交网络等外部数据整合起来,给出最佳的机器运行方案。

  所以,工业互联网远远不限于把物联网的模式复制到工业行业,而是将物联网(IoT),运营技术(OT)及数字化完全融入工业世界的每个细胞当中,这将是脱胎换骨式的创新,也是数字工业的核心与根基。

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  你可以从Predix平台的运作模式之中,感受到工业互联网与数字工业的本质。Predix是GE公司推出的全球首个专为工业数据分析开发的云服务平台,可以与各种云环境中的应用和服务进行无缝衔接,将其用于机器状态监控,捕捉更多的数据。无论是航空公司、医院、铁路、 油田还是风电场,都可以在这个平台上获得实时信息流,把不同设备连接起来,让设备恰当地“动起来”,出现在需要的位置,减少等待时间。最终,工业互联网将OT与IT结合起来,实现了设备与流程的优化。

  为了提供一个能够突出Predix平台功能的简单具体实例,我们来看一台风力发电机。Predix机器设备网关能够将任何供应商或任何年代的这类资产连接至Predix云端,能够收集并分析运营和历史数据,进而改善运营模式并具有释放改造业务价值的潜力。

   例如,就预测性维护来说,Predix允许客户利用Predix平台的所有组件预测潜在的问题,执行预防性维护,并减少非计划停机时间。Predix机器组件可以监控从传感器收集的数据,使用基于物理特性的分析方法,根据资产模型检测潜在的错误状态,然后平稳地关闭资产。除了这些设备端应用,Predix机器还可以将传感器数据传输至Predix云,云端可以存储并分析管理的所有类似机器的运营数据。随着时间的推移,数据科学家可以发现新的模式,并创建基于物理特性且经过改善的新分析模型。然后可以将新的分析方法倒推至所有资产,同时有效改善所有资产的性能。

  工业互联网和工业4.0,傻傻分不清楚?

  其实在位于美国的GE提出工业互联网概念的同时,在大洋彼岸的德国也提出了相似的工业4.0概念。工业4.0将建构出一个有感知意识的新型智能工业世界,能通过分析各种大数据,直接生成一个充分满足客户的相关解决方案产品,更可利用电脑预测如天气预测、公共交通、市场调查数据等等。

  但与“工业互联网”相比,“工业4.0”是一个偏生产过程当中的自动化概念,而“工业互联网”则更像是一种生态的概念,最终实现一种最优运行方案的输出。

  为什么要提出工业互联网?

  除了大数据、机器学习等技术的驱动作用之外,工业互联网是在经历了2008年经济衰退之后,对企业发展方式反思的结果。扩张、并购和整合的外放型增长方式逐渐退热,提高企业价值和利润的方式,重新调整为流程优化、资产利用率、成本节约、能效提高等关注内在的软实力方面。

  金融危机后,各国对制造业的发展都出现了一些新的动向,中国政府也提出了《中国制造2025》的计划,以应对全球新一轮科技革命和产业变革所需。而工业互联网在中国的落地,也将帮助其实现《中国制造2025》的目标。

  通过设备与流程的优化,“工业互联网”可以大大提高生产效率。工业的降低成本、提高能效与服务业不同,在工业领域成本降低或效率提升1%,都会给企业带来巨大的价值。目前,全球工业总产值将近32万亿美元,1%的效率提升就是3200亿美元,以航空业为例,一家中等规模的航空公司大约有70架飞机,每年燃料成本10亿美元,若把燃料消耗降低2%,即每年燃料支出减少2000万美元。

  成本或资产流转率虽然是企业利润的关键指标,但只是单个方面的问题,完全不需要工业互联网的庞大体系,工业互联网最终实现的目的是系统性的整体提升,从而提高社会生产效率,让工业行业释放更大的威力。