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                    工業物聯網站上風口 制造業巨頭紛紛搶入布局

                    全球五金網發表于 2020-09-18

                            通用電氣數字部表示,到2030年,全球工業物聯網總投資將達60萬億美元。通用電氣數字部和日立HitachiInsightGroup不是工業物聯網的唯一參與方,他們專注于使工業物聯網成為智能環境的核心,在工業物聯網投資上更是一擲千金。
                      
                      制造業巨頭紛紛斥資建設工業物聯網
                      
                      至今,要向大眾推銷物聯網并不那么容易,因為不是人人希望自家電器互通對話或交換信息。不過,對于即將到來的聯網設備和機器時代,工業行業則垂涎欲滴。
                      
                      未來十年,全球在工業物聯網上的投資預計將達幾千億美元。制造巨頭包括德國大眾和日本日立公司已經開始斥巨資進行專項研究,建立軟件平臺,以最大程度上把握好發展機遇。

                      雖然消費者不希望聯網設備泄漏自己的信息,但對機器生成數據的采集、分析和解讀是工業物聯網是否成功的關鍵所在。
                      
                      近日,日立InsightGroup副總裁GregKinsey在接受ARC的訪談中說道:“未來10-15年,預計各個行業都會作相應投資,目的是利用工業企業端對端價值鏈上的全部數據,比如,在航空和汽車制造業,對這些端對端價值鏈進行整合和數字化的潛力仍然巨大。”
                      
                      工業物聯網讓工業生產更智能
                      
                      日本人崇尚社會創新理念,也就是通過技術全方位提高社會智能程度,而制造業即是這個社會創新理念的完美起始點。
                      
                      Kinsey指出,日立公司把動態調度、智能維護、生產質量劃分成需要大力改進的三塊領域,而這樣工業物聯網就可在制造行業內實現上述創新。“動態調度就是減少或解決每個制造過程發生的瓶頸問題。”
                      
                      工業物聯網可以減少設備發生故障的可能性,來自日立的Kinsey對此表示同意。他指出,如果可以預測到設備發生故障的時間,可大大降低停工期成本。
                      
                      Kinsey說:“工業企業的目的是賺錢,如果他們能夠改進客服方式,降低運營成本,將資本設備成本轉成運營成本,并提升生產質量,那這就直接正中了他們的痛點。”
                      
                      以一家工廠為例,這家工廠配備有1930年的老機器,也有安裝不到三個月的新機器。制造商可以利用現有IT系統,和專有軟件應用程序相銜接,而該應用程序同時與數據源和可用機器相連。
                      
                      “任何工業企業都有一個異構型設備環境,如配有計算機、APP軟件等,這是事實,而且有些還非常老舊”,Kinsey說。
                      
                      工業物聯網的核心是設備
                      
                      工業設備事關通用電氣公司的生計。在過去150年,始終把設備和機器擺在第一位的想法,幫助了通用電氣贏得了良好聲譽。通用電氣始終堅信,設備的生命周期(從設備購買至設備退役)從一開始就可得到優化。通用電氣數字部工業物聯網應用程序工程負責人VishSoaji在接受ARC的采訪時說:“主要有三件事在發揮了重要的作用。即,機器學習、傳感器采集數據、大數據分析”
                      
                      通用電氣于2012年倡導“工業互聯網”,在無數場合聲稱工業界已做好數字化的準備。作為領先的工業設備制造商,有必要重視Soaji建議的將多個事項變成智能、可用的環境。
                      
                      如何改進設備性能,如何實現產出多而花費少?途徑之一就是在工具上進行投入,提高設備效率和生產力。比如,通用電氣數字部認為其基于云的Predix平臺服務和母公司當前所做的所有事項相符。據華爾街日報報道,通用電氣今年計劃在軟件業務方面投入14億美元,這充分表明了通用電氣對新興市場的信心。
                      
                      Soaji指出,物聯網最難之處在于沒有人愿意分享數據,而通用電氣無需擔心這一點。
                      
                      通用電氣數字部表示,到2030年,工業物聯網總投資將達60萬億美元,這一預測是合理的,因為依靠大機器創造收益的行業部門數量龐大。
                      
                      我們如何利用現有基礎設施?我們是否可以將現有基礎設施轉變成某種數據采集和分析機制?對于后者,答案是肯定的。
                      
                      比如發電廠,像渦輪機這樣的大型設備需要持續高效地運行,這就意味著渦輪機每天產生的數據極為重要,數據可幫助了解機器發生故障的原因及信號。渦輪機一旦出現故障,就會損失巨大。如果設備可以通過聯網設備進行實時分析,當數據異常時及時查看收到警報,這樣的損失就可避免。
                      
                      “工業物聯網的核心是設備,如飛機發動機、機車引擎、煉油廠等”,Soaji說,“圍繞這些設備,我們有很多事情可做,延長設備使用壽命,在事故發生前做好預測分析。通過物聯網我們還可準確預測飛機引擎維護時間,無論是一個月還是一周。”

                      物聯網的工業價值潛力巨大
                      
                      工業物聯網是一個大好機會,有助于在源頭上提高工業和制造企業的效率。
                      
                      據《投資者商業日報》報道,通用電氣數字總監人BillRuh在圣拉蒙廠區舉行的一次活動中向投資者表示,未來四年工業互聯網市場價值可達2250億美元,其中軟件應程序市場價值為1250億美元。
                      
                      未來三年,日立將投入28億美元,為客戶群提供預測性解決方案。Kinsey表示,采用大數據和預測分析的工廠,日常運營中提高了10%的生產力。從事物的宏觀角度來說,10%的提高看起來不算多,但這種效應最后會傳遞給終端消費者,而顯得意義重大。
                      
                      目前消費者還未看到物聯網的價值所在,但對于工業界物聯網的潛力巨大。通用電氣數字部和日立InsightGroup不是工業物聯網的唯一參與方,但他們專注于使工業物聯網成為智能環境的核心,讓人人都參與進來。
                      
                      通用電氣數字部的Soaji說:“我認為時機剛剛好,從現在開始的十年內,你將看不到本地應用軟件,而是云端應用軟件。我保證,所有事物都將與云有關,都將與軟件有關,一切即將發生。

                      附加:工業物聯網關鍵技術和應用
                      
                      盡管社會各界對傳感網、物聯網、泛在網的概念眾說紛紜,但人們普遍認為,物聯網是指通過各類傳感器實現物與物、物與人、人與人之間按需的信息獲取、傳遞、儲存、認知、分析和使用。
                      
                      物聯網的關鍵環節可以歸納為全面感知、可靠傳送、智能處理。全面感知是指利用射頻識別(RFID)、GPS、攝像頭、傳感器、傳感器網絡等感知、捕獲、測量的技術手段,隨時隨地對物體進行信息采集和獲取??煽總魉褪侵竿ㄟ^各種通信網絡、互聯網隨時隨地進行可靠的信息交互和共享。智能處理是指對海量的跨部門、跨行業、跨地域的數據和信息進行分析處理,提升對物理世界、經濟社會各種活動的洞察力,實現智能化的決策和控制。相比互聯網具有的全球互聯互通的特征,物聯網具有局域性和行業性特征。
                      
                      工業是物聯網應用的重要領域。具有環境感知能力的各類終端、基于泛在技術的計算模式、移動通信等不斷融入到工業生產的各個環節,可大幅提高制造效率,改善產品質量,降低產品成本和資源消耗,將傳統工業提升到智能工業的新階段。
                      
                      物聯網在工業領域的幾方面應用
                      
                      從當前技術發展和應用前景來看,物聯網在工業領域的應用主要集中在以下幾個方面。
                      
                      制造業供應鏈管理物聯網應用于企業原材料采購、庫存、銷售等領域,通過完善和優化供應鏈管理體系,提高了供應鏈效率,降低了成本??罩锌蛙?Airbus)通過在供應鏈體系中應用傳感網絡技術,構建了全球制造業中規模最大、效率最高的供應鏈體系。
                      
                      生產過程工藝優化物聯網技術的應用提高了生產線過程檢測、實時參數采集、生產設備監控、材料消耗監測的能力和水平。生產過程的智能監控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。鋼鐵企業應用各種傳感器和通信網絡,在生產過程中實現對加工產品的寬度、厚度、溫度的實時監控,從而提高了產品質量,優化了生產流程。
                      
                      產品設備監控管理各種傳感技術與制造技術融合,實現了對產品設備操作使用記錄、設備故障診斷的遠程監控。
                      
                      環保監測及能源管理物聯網與環保設備的融合實現了對工業生產過程中產生的各種污染源及污染治理各環節關鍵指標的實時監控。在重點排污企業排污口安裝無線傳感設備,不僅可以實時監測企業排污數據,而且可以遠程關閉排污口,防止突發性環境污染事故的發生。電信運營商已開始推廣基于物聯網的污染治理實時監測解決方案。
                      
                      工業安全生產管理把感應器嵌入和裝備到礦山設備、油氣管道、礦工設備中,可以感知危險環境中工作人員、設備機器、周邊環境等方面的安全狀態信息,將現有分散、獨立、單一的網絡監管平臺提升為系統、開放、多元的綜合網絡監管平臺,實現實時感知、準確辨識、快捷響應、有效控制。
                      
                      物聯網與先進制造技術結合
                      
                      與未來先進制造技術相結合是物聯網應用的生命力所在。
                      
                      物聯網是信息通信技術發展的新一輪制高點,正在工業領域廣泛滲透和應用,并與未來先進制造技術相結合,形成新的智能化的制造體系。這一制造體系仍在不斷發展和完善之中。概括起來,物聯網與先進制造技術的結合主要體現在8個領域。
                      
                      泛在感知網絡技術建立服務于智能制造的泛在網絡技術體系,為制造中的設計、設備、過程、管理和商務提供無處不在的網絡服務。目前,面向未來智能制造的泛在網絡技術發展還處于初始階段。
                      
                      泛在制造信息處理技術建立以泛在信息處理為基礎的新型制造模式,提升制造行業的整體實力和水平。目前,泛在信息制造及泛在信息處理尚處于概念和實驗階段,各國政府均將此列入國家發展計劃,大力推動實施。
                      
                      虛擬現實技術采用真三維顯示與人機自然交互的方式進行工業生產,進一步提高制造業的效率。目前,虛擬環境已經在許多重大工程領域得到了廣泛的應用和研究。未來,虛擬現實技術的發展方向是三維數字產品設計、數字產品生產過程仿真、真三維顯示和裝配維修等。
                      
                      人機交互技術傳感技術、傳感器網、工業無線網以及新材料的發展,提高了人機交互的效率和水平。目前制造業處在一個信息有限的時代,人要服從和服務于機器。隨著人機交互技術的不斷發展,我們將逐步進入基于泛在感知的信息化制造人機交互時代。
                      
                      空間協同技術空間協同技術的發展目標是以泛在網絡、人機交互、泛在信息處理和制造系統集成為基礎,突破現有制造系統在信息獲取、監控、控制、人機交互和管理方面集成度差、協同能力弱的局限,提高制造系統的敏捷性、適應性、高效性。
                      
                      平行管理技術未來的制造系統將由某一個實際制造系統和對應的一個或多個虛擬的人工制造系統所組成。平行管理技術就是要實現制造系統與虛擬系統的有機融合,不斷提升企業認識和預防非正常狀態的能力,提高企業的智能決策和應急管理水平。
                      
                      電子商務技術目前制造與商務過程一體化特征日趨明顯,整體呈現出縱向整合和橫向聯合兩種趨勢。未來要建立健全先進制造業中的電子商務技術框架,發展電子商務以提高制造企業在動態市場中的決策與適應能力,構建和諧、可持續發展的先進制造業。
                      
                      系統集成制造技術系統集成制造是由智能機器人和專家共同組成的人機共存、協同合作的工業制造系統。它集自動化、集成化、網絡化和智能化于一身,使制造具有修正或重構自身結構和參數的能力,具有自組織和協調能力,可滿足瞬息萬變的市場需求,應對激烈的市場競爭。

                      工業物聯網關鍵技術問題
                      
                      從整體上來看,物聯網還處于起步階段。物聯網在工業領域的大規模應用還面臨一些關鍵技術問題,概括起來主要有以下幾個方面。
                      
                      工業用傳感器工業用傳感器是一種檢測裝置,能夠測量或感知特定物體的狀態和變化,并轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業用傳感器是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節。在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,并使產品達到最好的質量??梢哉f,沒有眾多質優價廉的工業傳感器,就沒有現代化工業生產體系。
                      
                      工業無線網絡技術工業無線網絡是一種由大量隨機分布的、具有實時感知和自組織能力的傳感器節點組成的網狀(Mesh)網絡,綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等,具有低耗自組、泛在協同、異構互連的特點。工業無線網絡技術是繼現場總線之后工業控制系統領域的又一熱點技術,是降低工業測控系統成本、提高工業測控系統應用范圍的革命性技術,也是未來幾年工業自動化產品新的增長點,已經引起許多國家學術界和工業界的高度重視。
                      
                      工業過程建模沒有模型就不可能實施先進有效的控制,傳統的集中式、封閉式的仿真系統結構已不能滿足現代工業發展的需要。工業過程建模是系統設計、分析、仿真和先進控制必不可少的基礎。
                      
                      此外,物聯網在工業領域的大規模應用還面臨工業集成服務代理總線技術、工業語義中間件平臺等關鍵技術問題。
                      
                      找準工業領域關鍵環節的切入點
                      
                      我國工業領域行業眾多,推進物聯網應用必須堅持以業務驅動為主,找準工業領域關鍵環節的切入點。
                      
                      當前,可在部分需求迫切、技術成熟、效益明顯、帶動性強的工業領域,圍繞關鍵環節開展物聯網的應用試點,催生和推進中國智能工業的發展。
                      
                      裝備制造業供應鏈管理借助射頻識別等物聯網技術實現對裝備產品的數字化物流管理,推動上下游協作廠商共同應用先進物流管理技術,建設一個相互支持的裝備制造現代物流群,提高整個供應鏈的協調性,實現現代物流與裝備制造的聯動發展。
                      
                      食品安全追溯體系發揮物聯網在貨物追蹤、識別、查詢、信息等方面的作用,推進物聯網技術在農業養殖、收購、屠宰、加工、運輸、銷售等各個環節的應用,實現對食品生產全過程關鍵信息的采集和管理,保障食品安全追溯,實現對問題產品的準確召回。
                      
                      石化設備智能測控將物聯網技術推廣應用到石油勘探、開采、運輸等環節,建立油井生產智能遠程測控系統,實現對石化生產設備的智能測控和管理,促進化工企業的安全生產和科學管理。
                      
                      煤礦安全生產管理重點應用傳感器、無線射頻識別、移動通信等技術實現水、火、頂板、瓦斯等煤礦重大危險源的識別與監測,建設和完善安全監測網絡系統,提升煤礦安全生產過程的監控和應急響應水平。
                      
                      工業排污實時監控在化工、輕工等部分高污染行業,支持其智能排污監控系統的建立與完善,實現智能排污自動監控裝置、水質數據監控裝置、水質參數檢測儀等設備的集成應用,對重點排污監控企業實行實時監測、自動報警,遠程關閉排污口,防止突發性環境污染事故的發生。

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