02.29 「視野」“工程機械”+“工業互聯網”=?

近年來,工業互聯網再次成為熱詞,被國內外各行各業關注、追趕,其作為中國製造業轉型升級的關鍵基礎設施,正被視為推動智能化發展和新業態應用的重要支撐。工程機械身為工業領域一個重要分支,也正逐步受到工業互聯網的影響,改變著它,也被它改變著。

據權威數據統計,2010年,全球網絡連接設備數為125億個;2015年全球網絡連接設備數為250億個;預計2020年,全球網絡連接設備數將達到520億個之多,全球人均上網終端數將達到7臺之多。不難看出,互聯能力的快速發展正給世界帶來變革性的影響,同時為工業互聯網的產生奠定基礎。工業互聯網一詞最早由美國通用電氣公司(GE)於2014年提出,其本質和核心是通過工業互聯網平臺把設備、生產線、工廠、供應商、產品和客戶緊密地連接融合起來,共享工業生產全流程的各種要素資源,使其數字化、網絡化、自動化、智能化,從而實現效率提升和成本降低。

「视野」“工程机械”+“工业互联网”=?
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站在製造業的角度來說,工業互聯網可以幫助製造業實現跨設備、跨系統、跨廠區、跨地區的互聯互通,從而提高效率;還可以實現製造業向服務業的跨越式發展,在物流、人流、過程流、金融流、訊息流、技術流實現融合,各種要素資源高效共享。

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美國通用是工業互聯網開山鼻祖,其開發的Predix平臺被國內外眾多工業互聯網平臺視為標杆。Predix是針對整個工業領域的基礎性系統平臺,並且其是一個開放的平臺,可以應用在工業製造、能源、醫療等各個領域。眾所周知,美國通用具備生產大型複雜工業產品(如飛機發動機、風力發電機、燃氣輪機)的實力,而Predix的核心解決方案——Predix Cloud的構建也是圍繞業務特點所開發的,即密圍繞著離散製造行業裡的大型高端裝備的設計、生產和運維,提供以豐富的工業數據採集、分析、建模以及工業應用開發的能力,方便構建高端裝備行業的應用。

不可否認,Predix Cloud是一個功能異常強大的平臺,不僅集成了以工業設備數據分析為主線的一系列能力,還發展了一系列可以快速實現集成的貨架式微服務。在Predix Cloud發展過程中,由於平臺優異的開放性,很多其他行業,包括很多流程製造和服務的客戶,也在利用Predix Cloud開發相關應用,無異於為想搭建工業互聯網平臺卻又實力有限的公司指明瞭方向,提供了便利。

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西門子是全球電子電氣工程領域的領先企業,業務主要集中在工業、能源、基礎設施與城市及醫療4大領域。與美國通用電氣公司一樣,西門子於2016年開發的MindSphere平臺也具有領先地位。MindSphere平臺採用基於雲的開放物聯網架構,可以將傳感器、控制器以及各種信息系統收集的工業現場設備數據,通過安全通道實時傳輸到雲端,並在雲端為企業提供大數據分析挖掘、工業APP開發以及智能應用增值等服務。

MindSphere平臺基於開放的物聯網框架,包括邊緣連接層、開發運營層、應用服務層三個層級。主要包括MindConnect、MindClound、MindApps三個核心要素,其中MindConnect負責將數據傳輸到雲平臺,MindClound為用戶提供數據分析,應用開發環境及應用開發工具,MindApps為用戶提供集成行業經驗和數據分析結果的工業智能應用。MindSphere平臺目前已在北美和歐洲的100多家企業開始試用,並在2017年漢諾威展上與埃森哲、Evosoft、SAP、微軟、亞馬遜和Bluvision等合作伙伴展示了多種微服務和工業APP。截至目前,平臺已經實現了約100萬臺設備和系統的互聯。

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國內三大工程機械巨頭雖然與GE和西門子存在差距,但也逐步投身工業互聯網平臺。早在2017年,三一集團旗下的樹根互聯發佈其“根雲”平臺;2018年,中聯重科旗下中科雲谷正式發佈工業互聯網平臺ZValley OS。

以徐工為例,徐工集團於2014年孵化工業互聯網公司——徐工信息,也是工程機械行業的代表。2016年7月,徐工信息經過前期探索,開啟平臺化發展,發佈了Xrea工業互聯網平臺,開始向工業互聯網和智能製造服務領域聚焦。2018年底,Xrea平臺進行品牌升級,命名為徐工信息漢雲工業互聯網平臺,完成了從單一功能平臺向多功能服務平臺的轉變,完成了從產品管理平臺向智能製造支撐平臺的轉變,完成了從封閉平臺向開放平臺的轉變,完成了從服務徐工向服務外部用戶的轉變。迄今為止,漢雲工業互聯網平臺已形成開放的生態體系,服務企業超過1000餘家,涉及工程機械、有色冶煉、新能源、智慧交通等諸多領域。

伴隨著5G網絡的逐步佈局,徐工信息也著力於5G技術與漢雲平臺的融合發展,主要聚焦於三個場景:5G智能終端應用試驗、5G通信的遙操作技術、5G智能工廠典型應用打造。目前,徐工信息已與華為雲展開合作,華為雲鯤鵬將為漢雲提供5G鏈接、AI智能、鯤鵬計算以及ROMA集成等能力,漢雲在面向企業的應用側將為華為提供更貼近業務的行業Know-How能力以及應用聚合能力。

徐工信息在服務大型企業的同時,重點拓展中小型企業,如泰隆減速機、海進機械、藝誠機械等企業,這些中小企業在生產計劃、質量優化、庫存管理、運營管理等方面均有待進步,其中,徐工信息與泰隆減速機公司合作的成效較為突出。江蘇泰隆減速機公司是減速機行業龍頭企業、中國機械工業500強。擁有大型數控磨齒機、數控鏜銑床、蝸桿磨床、加工中心等生產設備,其中高精尖設備佔比達到66%,但設備不能互聯互通、綜合效率不高、質量追溯體系不健全、維護成本高等問題成為制約企業發展的瓶頸。徐工信息通過漢雲平臺提供的IaaS、PaaS及 SaaS層資源和工具提供運營排產計劃下發、動態監測、故障診斷、預測性維護、倉儲備件、能耗分析等應用場景的工業APP,如雲MES、設備畫像、能耗監測等,幫助企業實現生產過程的透明化,提高企業生產效率,降低企業運營成本和維護成本,提供產品質量一致性。項目實施之後,機床維修成本每年將節省300萬元,設備利用率提高3.6%,生產訂單的計劃達成率提升8.3%,一次成品率上升2.1%,以年產2.4萬臺的BW(BL)1815型號減速機為例,實施後預計公司每年將減少700萬元的損失。

工程機械龍頭企業率先發力工業互聯網,其具備一定的優勢。第一,工程機械龍頭企業具備豐富的工業經驗,在產品研發、製造、服務及智能化都有了深度的認識和應用,並且已經積累了數年、幾十萬設備的演練,在優化工業現場生產過程、優化企業運營管理決策、優化生產資源的配置與協同、優化產品全生命週期的管理與服務等方面具有突出表現。

第二,這些企業在接入能力上具備優勢,其覆蓋的工業協議和通訊協議足夠廣泛,並且數據的流向具備雙向性,即設備的動態數據能夠採集上來,控制設備的數據也可以落實下去。

第三,這些企業具備跨行業、跨領域的實力。以樹根互聯為例,它具備提供平臺能力層,具有快速進行數據清理和建模的大數據平臺,具備快速構建可視化報表和設備呈現的雲視界的能力,以這些基礎能力可以構建行業工具和應用,最終可以打造P to P to B商業模式,提供一個平臺(Plat),客戶是合作伙伴(Partner),聯手為終端客戶(Business)服務。

而除了徐工漢雲、樹根互聯、中科雲谷外,其他工程機械製造企業IT技術相對薄弱,急需補課信息化時代的差距,依賴企業自身IT能力部署工業互聯網難以落地。另一個問題,如果純粹從應用角度來看,單獨做生產流程管理、後市場管理、能耗管理難度不大,但這些應用的內在架構和機理不同,系統之間難以打通,導致現在很多企業面臨信息孤島問題,難以形成統一場景、統一應用,這也是傳統信息化方案最難的地方。

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未來,工業互聯網在工程機械領域的發展還有諸多方向。第一,因為需求的變化,中國製造業乃至工程機械行業需要從原來的大規模生產與庫存化生產,轉變為個性化生產。第二,工業互聯網的推廣會推動後市場的發展,其廣泛應用會促進後市場淨利潤有所增加。第三,數據會成為繼土地、廠房、設備之後的一個更重要的生產元素,誰掌握數據,誰掌握未來。第四,繼續打造開放的工業互聯網共享生態,未來製造業最關鍵的是擁有平臺,原來通行的“一流企業做標準,二流企業賣產品”,未來將是一流企業建設生態平臺。第五,複合型人才非常稀缺,創新面臨瓶頸,未來跨界需要工業專家、數據專家、互聯網技術專家真正聚集在一起,未來工業互聯網和智能製造需要基礎學科的人才來研究最核心的技術。第六,隨著中低端製造業在向東南亞轉移以及大型設備出海,有望搭建更廣闊的全球服務工業互聯網平臺。第七,隨著物理模型、知識系統、統計模型等進一步融合,將從狀態檢測、故障診斷向狀態預測演進。

工業互聯網在工程機械的應用日趨成熟,同時也有更多可以挖掘的價值。未來,隨著國家對工業互聯網的進一步佈局,隨著國家相關政策的支持,隨著龍頭企業的帶動作用,中小企業遲早也會搭上工業互聯網這般車,為客戶及自身的發展創造源源不斷的價值。


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