工业元宇宙:推动产业数字化转型 实现指数级价值创造
近日举行的第三十一届中国国际信息通信展览会上,诺基亚贝尔以“释放网络无限潜能”为主题参展,通过释放5G新价值、超强算网底座、云网世界、遇见未来和数字化赋能五个展区搭建起流光溢彩的科技世界。
在数字化赋能专区,贴近人们生活的商业元宇宙演示吸引了大量的参观者驻足体验。元宇宙作为虚实融合最重要的价值载体,是一个融入用户、产业和社会的大型智能体,具有生命、智慧和思想性的大一统虚拟化社会。未来,以元宇宙为代表的大型智能体将深刻影响社会形态的方方面面,并逐渐发展和呈现出多元化的形态,全方位改变我们的生活、工作和生产方式。
在该演示区,参观者纷纷体验商业元宇宙在消费场景的应用。只要站到屏幕前,不用换衣也能看到试衣效果,给画面中的自己穿上各种衣服。据展区工作人员介绍,这相当于一间虚实结合的高效试衣间,将为消费者节省大量的时间。“而这仅仅是元宇宙的一个很小的应用场景,未来它的应用将会非常广泛,尤其是在工业制造领域,”工作人员说。
按照诺基亚最新发布的《2030技术愿景白皮书》定义,元宇宙由众多技术创新融合演进,包括云计算、边缘计算、人工智能、区块链、物联网、扩展现实、数字孪生等。诺基亚认为,元宇宙是虚实空间转换的重要实践,是未来数字化转型深化发展的重大趋势,也是数字化价值指数级增长的重要驱动力。目前,诺基亚已确立了面向元宇宙发展的“人机增进”和“孪生重构”两个重要路径规划,将打造沉浸式技术体系,实现对不同世界的无缝集成。
在诺基亚的技术愿景中,未来将存在三种价值差异化的元宇宙形态:消费元宇宙、企业元宇宙和工业元宇宙。到2030年,这三种元宇宙各个细分市场都有望取得巨大的发展。其中,释放巨大数字价值的地方是在工业制造领域。在未来5-10年的发展中,这将是一个十分具有竞争力的领域,也是非常具有创新突破可能性的一个赛道。
据了解,工业元宇宙更多地体现为数实结合,也就是实现真正意义上的数字世界和物理世界的融合。当技术成熟后,工业生产线可以完全数字化,将机器的工作状态进行全景式地展示。数字世界中的数据信息分析,也可以直接作用于物质世界中。工业元宇宙将大幅提升工业生产效率以及生产的灵活性和安全性。
从应用领域和价值层面来看,工业元宇宙将推动产业数字化转型,帮助人类应对能源转型、气候变化、生产力增长等挑战,并将获得巨大收益,其社会价值远远超出了当前的虚拟现实、游戏和社交领域。工业元宇宙将会创造庞大的数据流量需求,具体来看,丰富的应用将推动工业领域的网络需求到2030年实现100倍的爆发式增长。
在工业元宇宙赛道,诺基亚贝尔正在持续积极发力。为了适应元宇宙的发展,整个网络的部署方式、网络形态和使用方式都需要发生深刻的变化。今年三月启用的OpenX Lab大企业开放创新中心已将工业元宇宙作为了五大方向及目标之一。该实验室(Industrial Meteaverse Lab)基于诺基亚5G无线专网解决方案NDAC(Nokia Digital Automation Cloud),整个方案由专网基站、基于容器化的边缘数字化使能平台MXIE和云化专网运维平台组成,能够为园区、生产车间、生产线以及现场员工摆脱有线束缚,提供海量设备实时的易于部署的接入能力。它与生态合作伙伴合作,打造本地边缘行业应用方案,推动工业元宇宙的落地与发展。同时,诺基亚贝尔还成立了工业元宇宙俱乐部,面向未来元宇宙需求加速打造生态圈,致力于提升工业效率,加快企业决策,为加速实现企业数字化进程保驾护航。
另一方面,诺基亚贝尔实验室定义了工业元宇宙使能架构,通过小型元宇宙工厂展示了通、感、算、智、控核心支撑技术,拓展网络潜能,通过创新推动行业向工业元宇宙时代变革。本次展会上,诺基亚贝尔重点展示的工业元宇宙,构建了工业全生命周期的虚实共生,相互操作及智能高效闭环的工业体系新范式。
无论是《2030技术愿景白皮书》浓墨重彩的表述,还是本次中国国际信息通信展览会的上重点推介,都展现了诺基亚对参与工业元宇宙赛道竞争的雄心。在从愿景到现实的进程中,诺基亚将如何推进数字与物理世界的融合,怎样升维数字价值的全新未来,这条发展路径值得期待。
责任编辑:程玥
互联网+大数据+5G”,杭叉集团打造未来工厂
一、企业简介
杭叉集团于1956年建厂,2000年改制,2010年更名为杭叉集团股份有限公司,2016年12月在上海证券交易所主板(A股)成功上市,是国内工业车辆行业生产规模最大、综合实力最强、最具竞争力的企业,是中国工业车辆行业排头兵企业、世界工业车辆联盟(AITO)中国分会轮值会长单位、全国工业车辆标准化技术委员会副主任委员单位。先后荣获国家质量奖银质奖、中国大企业集团竞争力500强、中国制造业500强企业、中国民营500强企业、中国机械工业百强企业,工信部制造业单项冠军示范企业和浙江省“雄鹰”企业。现有员工5400余人。
公司主要从事叉车、仓储车、牵引车、无人驾驶叉车(AGV)等工业车辆、高空作业车辆、强夯机、清洁设备等整机及其关键零部件的研发、生产与销售,同时提供智能物流系统集成方案以及包括产品配件销售、车辆修理、车辆租赁、生产再制造等在内的工业车辆后市场业务,至今已有近50年专业叉车研发、制造经验,是国内工业车辆行业品种最齐全的制造商。公司构建了行业最为完备的全球化营销服务网络,内外销共发展,销售服务、经销直销、线上线下相结合的“一核两销三结合”营销模式,为全球 200 余个国家和地区的客户提供全方位服务。产品服务于国防军工、港口、码头、航空、铁路、汽车、物流、食品等各大行业,极大地推动了我国物流业的高速发展。
图1 杭叉集团
二、企业在智能制造方面的现状
杭叉集团作为国内叉车行业的龙头企业,发挥链主工厂引领作用,大力推动智能制造和工业互联网,优化整合产业链供应链生态资源,重点打造国内叉车行业领先的工业互联网平台,为叉车制造行业提供研发设计、生产制造、供应链协同、产品远程运维、智能售后服务等覆盖叉车全生命周期的产品和服务,实现产业链“数字赋能”,在推动公司生产方式、组织形态、经营形态和价值形态的升级及再造,在打造行业智能制造新标杆的同时,通过对接智能物流装备或高端装备等细分行业产业大脑,实现数据互通、能力协同与服务共享,推动叉车产业链组织重构、产业生态重塑和商业模式创新,促进全国叉车制造业向价值链中高端方向迈进。
1. 面向企业内部,打造了行业智能制造新标杆
通过新一代信息机技术与企业业务的深度融合,打通生产现场数据、企业管理数据、供应链数据和产业链数据,实现多系统互联互通、数据集成和智能管控,贯通企业内外部价值链,实现智能产品、智能生产、智能服务于一体的全价值链创新业务。
2. 面向叉车制造行业,数字赋能提升行业数字化水平
发挥链主企业资源和优势,通过工业互联网平台数字赋能行业中小企业,提供研发设计、生产制造、运营管理、供应链协同等不同业务场景应用,及提供网络协同制造、个性化定制、服务延伸等一整套解决方案。
3. 面向叉车制造产业,建设开放共享的生态平台运营
汇聚协作企业、产品、客户、生态伙伴等产业链资源,打造叉车产业生态,实现平台间数据互通、能力协同与服务共享,重构产业组织和产业生态,提升叉车制造的资源配置效率和产业链协同能力,实现向平台运营的转变。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1. 项目背景介绍
解决叉车制造行业工厂多种设备接入难、设备边缘层协议多、数据采集难等兼容性问题,采用边缘计算、协议转换技术实现工厂异构设备的高效接入,实现工厂异构工业设备互联互通。
解决叉车制造企业生产排程复杂、生产制造过程不透明、生产计划与车间生产实际脱节、生产现场作业灵活性差、质量跟踪无法实现等问题,通过工业互联网平台可与生产制造各环节、各要素建立全面连接,实现叉车生产制造全过程一体化、精细化、透明化、数字化的管理。
解决叉车制造供给需求匹配、产业链协同及资源整合效率问题,平台向下直连生产企业,向上提供各类应用服务,横向服务产业链上下游企业,既能了解生产企业的制造能力,也能了解终端客户企业的实际需求,通过自身汇聚的各类资源,建立系统平台与信息共享机制。
解决叉车制造技术、工艺经验、生产知识和管理方法等传递和价值发挥等问题。通过平台海量异构数据建模分析与价值复用,把叉车制造的制造技术、核心基础零部件、先进基础工艺、生产制造方式、管理技术等行业共性知识和通用知识封装成固化形成数字化模型和工业 APP,以及个性化的行业整体解决方案,促进工业知识的沉淀、传播、复用和价值创造。
解决叉车制造工业互联网平台的整零协同创新发展问题,建立新型整零配套协同关系,重构产业价值链与服务链,打造产业新经济、新业态与新模式。
2. 项目实施与应用情况详细介绍
2.1 总体架构
为满足企业数字化、网络化、智能化发展需求,综合应用物联网、云计算、大数据、人工智能、5G等先进信息技术和通信手段,杭叉集团在对人、机、物、系统等的全面连接基础上,构建起精准、实时、高效的数据采集体系;采用私有云+公有云模式实现计算机资源的池化管理,基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能,构建企业数据中台,建设、开发叉车制造领域相关工业APP和微服务资源池,重点围绕产品设计、工艺优化、生产管控、供应链管理、营销服务、经营决策等一批机理模型和微服务组件。平台以ERP、PLM、MES、PLM、WMS、SCM、OMS、DMS、SBOM-EPC等核心系统的综合集成应用,建立工业互联网平台下精益化、协同化、柔性化制造新模式,为行业企业提供研发设计、生产制造、营销服务、供应链管理、经营管理等提供不同业务场景的创新应用,形成产业链资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的叉车制造行业级生态。
平台整体架构由物理层、边缘层、基础层(IaaS)、平台层 (PaaS)、应用层(SaaS)和协同层组成。
图2 杭叉工业车辆工业互联网平台整体架构
物理层:将企业内外部的物料、设备、生产线、工厂、人员产品、系统和数据等生产资源要素紧密地连接和融合起来。
边缘层:基于工业以太网、工业总线等工业通信协议,以太网、光纤等通用协议,3G/4G/5G、NB-IOT 等无线协议将工业资源要素进行全面连接,实现海量工业数据自动采集、数据的互联互通和互操作,以及异构数据的协议转换与边缘处理。
IaaS层:公司通过使用混合云服务和产品,实现网络、计算、存储等IT基础设施的云化,实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理。改善原有众多应用系统相互独立、数据壁垒等,实现云平台统一部署、管理。并通过工业PAAS平台实现对各服务的统一部署、管理,以及第三方微服务的接入。
PasS层:在通用PaaS架构上进行二次开发,部署物联开发、数据开发、应用开发和工业安全等技术服务,实现多源异构协议设备和系统的接入、异构数据采集与处理、异构数据存储管理等功能,通过大数据管理、建模分析、应用开发实现工业车辆制造能力和工业知识的标准化、软件化、模块化和服务化,以及提供报表引擎、流程引擎、权限设置等通用服务。
SaaS层:公司通过自主研发或者引入第三方开发者的方式,以云化软件或工业APP形式,通过Web门户系统、移动终端App、小程序、工业软件等方式,提供研发设计、生产制造、供应链管理、仓储物流、运营管理、质量管控、运维服务等应用场景的解决方案,形成数字化设计、智能化制造、个性化定制、智慧化经营、智能化服务、产业链协同等创新应用。
生态层:平台联接企业客户、供应商、协作企业、机理专家、平台开发者、数据科学家等生态合作伙伴,通过WEB、PC、小程序、移动端、数据中心、智慧驾驶舱等接入平台。
安全防护:构建起满足公司工业互联网平台的安全技术体系和管理体系,增强设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力,识别和抵御安全威胁,保障工业互联网平台及其应用的可靠运行。
2.2 功能建设
具有设备连接和管理功能,同时基于云计算服务架构提供研发、采购、生产、营销、管理和产品服务等工业软件和APP管理功能,实现异构工业设备连接、产品数字化协同研发、柔性智能化生产制造、供应链协同管理、大规模个性化定制、数字化运营管理、产品远程诊断运维、智能化服务,大数据资源管理和安全防护管理等,以及与细分行业产业大脑的数据互通、能力协同。
1)边缘层接入建设
推进杭叉统一的物联网平台CPS及标准数据总线MQX,通过物联网技术实时采集生产过程中的物料、在制品、工时、人员、设备等信息,可视化向现场管理人员提供改善制造流程、工艺的各种及时准确的数据,为高层决策提供全面及时准确的生产制造数据。
图3 设备联网应用模式
设备数据采集通过增加物联网关、设备加装传感器等方式,运用WiFi、4G/5G、网口、串口等多种方式将PLC设备、上位机、拧紧机控制器等采集数据到物联网平台CPS。提供接入与建模服务,接入与建模服务主要用于构建物模型、物实例,实现设备物联接入,并提供设备的实时数据、历史数据、报警、指令下发等功能,为实现设备全生命周期管理、MES系统、工业可视化大屏等提供基础条件。
私有化部署杭叉物联网平台CPS,实现对设备数据的实时采集、IoT数据实时处理、IoT时序数据存储,支持应用层对IoT数据的使用要求。将采集数据提供数据中台,通过数据API的形式调用物联网平台CPS报警和管理所需信息,结合MES、CPS进行在制品生产进度、设备管理、设备运行状态、能耗数据、质量数据等信息综合实时、动态展示,实现对生产现场的数字化管理。
设备数据采集类型:
生产数据:产量、不合格数量、开机时间、关机时间、节拍等;
设备数据:设备运行状态时间(开机、关机、故障、待机)、关键设备生产工艺参数等;
质量数据:各质量不良的产品数据、质量检测设备数据等;
能耗数据:各车间电表用电数据等;
单件追溯:通过读码设备获取当前产品的所处工序及状态;
数据呈现内容:
实时数据:生产节拍、设备实时运行状态、关键工艺参数实时状态,产量(合格数、不合格数)、良率、利用率OEE、设备状态时间累计(运行、待机、故障、停机)等。
历史数据趋势:产量(合格数量/不合格数量)、良率、利用率OEE等。
各种形式的日报、周报、月报、年报等。
对外接口:
系统预留并开放标准接口,与数据中台系统集成,实现中台将数据对接给MES、APS、ERP、ANDON看板等系统的互联互通。
实时数据推送接口与历史数据查询接口。
图4 车间设备联网看板
2)基础设施建设改造
包括机房改造、生产网及办公网改造、视频监控改造、私有云建设等,对网络安全性、传输性能全面升级。采用时间敏感网络技术升级改造杭叉司现有网络,优化现有生产系统网络分层次组网模式,实现工厂管理控制系统扁平化,支持柔性灵活调整。终端互联采用5G组网技术;数据中心、生产网路、办公网络建立数据隔离和安全防护;重要节点设备冗余建设,重要链路冗余建设;核心交换机采用华三框式交换机,可通过插入不通交换板卡的方式实现动态扩容,满足公司不同业务场景交互的需求。推进各个办公区域有线网络覆盖,生产作业无线网络建设覆盖;满足生产、检验、仓储物流、办公、公共区域的网络覆盖要求,实现带宽低、低延时、安全可靠的数据传输;全网终端建立统一安全防护平台,对网内异常流量统一检测和阻断,实现安全可靠的数据交互和通信要求。
在现有数据中心的基础上,对其进行开展升级和扩建工作,进一步提升平台自有数据中心的规模,预计到项目结束,数据中心资源能力和利用率将实现大幅提升,存储能力达到2PB,互联网带宽提升2倍以上,可实现资源的秒级调度、业务的分钟部署。此外,在自有数据中心的基础上采用与公有云相结合的方式,充分利用其资源与优势,借助其计算能力、生态规模,进一步弥足自由数据中心的不足,实现对全链条、跨区域等的服务覆盖。
3)平台Pass层能力建设
基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能,构建可扩展的开放式云操作系统。
(1)工业大数据管理平台建设
平台数据整体架构透过数据总线集成所有数据,包含设备数据、传感器、数据库、资料采集接口、现有的系统以及其他种类数据,当数据汇集后,在数据仓库定义种类,根据数据种类进行分类,最后在利用应用层核心模块的调用,透过接口的监控与管理,让资料可控、可管、并且可有效利用数据,以完成数据流可由源物料到客户端全程应用的数据服务覆盖。
图5 工业大数据平台架构
基于自主可控的大数据分析架构技术,基于云计算框架的分布式数据存储与管理模块,支持结构化、半结构化和非结构化数据的分布式存储,构建数据中心42台服务器规模、数据存储 20TB 级别的数据处理平台,实现对海量异质异构数据存储、管理与挖掘分析,支持超过100TB 的数据存取能力。
依托大数据计算和存储技术,构建企业大数据中台,提供透明、标准化的数据资产与高效易用的数据服务,通过对IT及OT数据的汇聚,融合形成数据资产。基于数据资产建设智能驾驶舱,从安全、质量、成本、交付等业务维度构建数字指标体系,助力数据驱动的精细化运营,实现集团级跨组织、跨业务域、跨生态全域贯通数据价值挖掘和基础服务平台的打造。
公司建立完善的数据治理体系,由组织、平台和制度规范组成。其中,数据治理平台包括元数据管理、数据标准管理、数据安全管理、数据质量管理、数据资产管理以及数据资产运营,整个治理过程由数据治理组织遵循制度规范来执行与监督。整体架构图如下:
公司数据资产运营以数据为载体,构建运营体系。数据在公司各环节之间流转、贯穿,涉及多个部门或单位,形成横向的数据运营,支持决策。公司的数据资产管理采用“建规范+搭平台”的模式,从整体上改善对大数据的管控能力,提升数据价值,为大数据的应用与业务创新提供有效支撑。
通过数据挖掘和MapReduce算法等对数据进行深层系统分析,形成基于杭叉的大数据分析决策机制。
图6 杭叉基于工业大数据分析的决策机制构架
(2)部署数据算法工具集
部署面向数据特性的开放式数据分析算法工具集。为满足叉车等装备制造工业应用的数据分析要求以及爆发式增长数据需求,平台部署涵盖关联、回归、聚类、分类等开放式分析算法工具集。同时,形成每个大类功能中具体算法和数据特征的适应性应用场景,提高数据模型的分析能力,获得更理想的数据分析效果。
(3)构建叉车制造工业机理模型库和微服务组件库
构建叉车制造工业机理模型库。基于对工业机理、工艺流程、模型方法等的理解,形成从叉车制造全流程重要工业机理模型库,如粉末固化工艺过程控制模型、抛丸工艺过程控制模型、油液加注控制模型等,基于此类工业机理模型库,可对收集的数据进行验证、仿真、预测等,使得机理和数据结合的模型能够发挥更大的作用。开发部署叉车制造工艺管理组件、生产制造管理组件、设备实时监控服务、项目管理组件、供应链管理组件等微服务组件库,将微服务封装在容器中,可更轻松地与其他服务一起部署和运行。以微服务的方式提供多种API,实现不同应用场景的快速构建、部署。
4)平台业务场景应用建设
(1)建设产品数字化协同研发模块
搭建具备产品智能设计、智能仿真、智能工艺规划和协同研发能力,且具有异地协同设计环境、协同设计基础数据库等功能的产品数字化协同研发模块。将产品研发制造各环节中的标准业务流程和标准数据进行封装、软件固化,搭建涵盖产品设计、仿真、工艺、制造装配、质检、试验和售后等环节的全生命周期的产品数字化协同研发平台,将设计仿真分析(CAD、CAE、CAPP、PLM等)软件、生产(MES、SAP)软件和售后(CRM、DMS)软件等进行综合集成,将上下游业务数据进行整合,打通以产品数据为核心的一条完整的业务数据链,实现产品仿真设计与分析数据处理及智能化制造的一体化。通过统一的多项目分析报表平台监控产品研发造的人员、时间、成本、质量等信息,实现对产品全生命周期的部门协同一步到位管理。
产品数字化协同研发模块建立产品智能设计标准,包括产品设计仿真、智能优化设计和协同设计等技术标准,建立产品工艺规划、生产制造、售后服务及维修保养等环节的标准作业流程;构建各类文件模板和产品的标准件库、重用零部件库、零部件标准设计特征库、工艺资源库、设备库、多用途材料库、专家知识库、产品故障类型库和仿真数据库等共享资源库。
产品数字化协同研发模块提供产品设计绘图、工程分析、数字建模、动态模拟、仿真设计、工艺管理、CAD/CAPP集成、基础数据分类、BOM结构管理、文档管理、流程管理、项目管理、权限管理、知识库管理、工资管理等,以及可扩展结构化变更单管理、结构化非标管理、结构化通知管理、配置看板、报表输出、自动分类等功能和服务,实现产品研发的数字化和协同化作业。
①产品设计绘图、工程分析
应用中望3D完成诸如设计或改进零部件或产品的功能,包括绘图和标注的所有活动。
图7 新能源叉车驾驶室设计
②智能仿真设计
综合应用CAE虚拟设计手段,对叉车关键结构件进行静力学、多体动力学、热场、流场、磁场分析及优化,在样机未制造出来之前对整车性能进行综合优化评判,减少后期重复修改,提高开发设计效率,降低研制成本,缩短研发周期。
图8 车架内部磁场强度CAE分析
③智能工艺规划
应用CAPP来制定零件加工的总工艺过程、零件加工工艺路线和工艺卡的制作。以产品BOM为中心进行工艺管理,由工艺路线信息和材料定额信息构成工艺信息,在设计工艺路线时,调用工艺基础库信息,比如工艺装配信息、工序库信息、主材、辅料信息等;工时定额则体现在工序上。工艺路线信息在PLM系统中是结构化的一体,输出CAPP卡片并可下发工艺文件。
④产品全生产周期管理
杭叉PLM系统采用模块化设计,应用模块主要有:CAD/SLD集成、基础数据分类、BOM结构管理、文档管理、流程管理、项目管理、权限管理、知识库管理、工资管理等;经二次开发后,可扩展结构化变更单管理、结构化非标管理、结构化通知管理、配置看板、报表输出、自动分类、ERP集成功能等。
⑤工艺模拟仿真
构建工厂信息模型PIM(BIM),以及焊接、涂装、装配及物流配送等相关生产工艺流程的数字化模型。
⑥技术信息管理平台
搭建杭叉技术信息管理平台,对各类技术信息的统一管理,实现资源共享,联合软件开发商定制开发了杭叉技术知识共享管理平台,将标准、专利、整车及零部件技术资料、法律法规、新产品亮点、调访报告、会议纪要、展会照片等技术知识进行收集、分类、管理,统一上传至知识共享管理平台,并实行定期整理、更新,便于设计人员能快速、全面、准确地找到相关信息,提高研发人员工作效率,实现知识信息的有序管理和共享。
⑦杭叉工业设计数据库
搭建杭叉工业设计数据库,收集国内外知名品牌标杆产品1-9类车,四大品牌共计220余款产品工业设计信息,方便设计人员在产品工业设计过程中能快速查阅标杆相关产品工业设计信息,进行对比分析,提高产品工业设计质量和效率。
(2)建设柔性智能化生产模块
建设柔性智能化生产模块实现智能排产调度、制造执行、生产进度管理、生产工艺管控、精准物料管理、智能仓储配送、质量控制与追溯、全面设备管控等功能,打造叉车模块化组合、大规模混线生产等柔性化智能生产体系,实现从排产、下料、焊接、涂装到装配、调试、检测、入库的全流程柔性生产、智能制造,灵活适应多品种、小批量、短交货周的生产要求。
图9 车间智能制造现场
①智能排产调度
根据生产订单数据、各物料齐套情况、客户需求计划排程等条件,快速分解N+3生产计划。以每日接收总装线N+3日锁定计划为周期,基于生产计划的型号、上线日期、生产线号、数量及计划对应的BOM。在指定的上线日期要求下,考虑换型最少进行单单台计划优化排序和单台计划排程,指定计划的上线顺序、上线时间、下线时间。同时,基于涂装换色最少,PBS缓存约束等拉动排序涂装N+3日计划,得到涂装的上下线及关键监控点的时间。N+3日计划拉动内投件和外购件备料,当日计划根据产线实绩拉动物料配送。排定的计划不可随意更改计划日期、产线和数量。
图10 智能排产计划体系
②制造执行
杭叉MES系统与ERP系统互联互通,接收ERP发出的N+3日的滚动计划和计划相关的BOM信息及工艺信息。以此为基础,通过单台计划动态排程优化排序总装计划并拉动涂装计划,以该计划为主线,同步拉动外购物料的配送和内投物料的计划,实现生产和物料的协同精益生产。
采用计划协同模块,依据车间的物料类型、厂内路线、物料的配送路线和配送方式,制定灵活多样的配送机制。基于门架焊接/钣焊/车桥等集团内部供应的物料计划,匹配需求,分阶段定时进行物料供给状态跟踪和预警,提供针对性的物料跟催计划,尽量减少缺料。同时,根据动态计划结果,同步供料,按需供料,降低线边存储,提高车间分拣效率。
图11 MES系统框架
通过对制程中的计划、物料的跟踪管控,将现场的生产执行数据(含装配人员信息)、工艺信息、物料配送信息、制造过程信息等进行集成,形成整机档案,做到企业车辆信息的整合和统一信息共享,避免信息孤岛,便于各部门的调阅,提高数据一致性和利用率。
在生产执行和控制上,通过对各车间布局的详细勘测,设计合理的采集点位及关键管控节点,通过读取设备控制层信号和数据信息,或通过在线监测手段、人工扫码/PDA录入等多种手段,可实现生产进度、现场操作、质量检验、设备状态、物料传送等生产现场90%数据自动上传,并实现可视化管理,包括涂装下挂、下挂、PBS路由分配、总装过点等信息的采集。同时对配套物料的配送过程,包括物料配送的调达监控,备料、分拣、入出、产线接收状态实时指示和跟踪,实现现场异常的调度和呼叫预警。
③物料管理
采用“动态同步”计算模型。杭叉生产协同采用“动态同步”方式实现物料与计划同步协作指示。动态同步是指根据链动或AVI采集,结合上线和下线信息进行动态推算,可实现分装、上挂、物流配送等与主线生产的时间同步和顺序同步。时间同步是指,如果生产线停工半个小时,后续所有物流配送的时间都需要推后半小时,以确保达到精益生产;顺序同步是指,当调度人员改变主线的生产顺序,无论是调序还是挂起,相应分装、上挂和物流配送的顺序和时间都需做出相应调整。这种实时的动态调整由系统自动完成。装配线结合动态同步的方法,实现单台计划的生产排程,确定物料配送时间、预估产品下线时间。
图12 物料系统整体规划
④仓储配送
杭叉在总装工厂和部套件子公司、直供供应商、中心仓库之间,已建立一个以一定批量进行补给拉动的精益物流配送信息系统,保障生产高效运行。同时,广泛应用AGV、积放链、智能立库等数字化仓储设备、配送设备,与WMS、MES、ERP等信息系统集成,能够基于生产线实现生产情况拉动物料配送,能够根据客户和产品需求调整目标库存水平。
图13 5G AGV应用场景
⑤产品质量管控和追溯
杭叉MES的质控/档案QCA模块已经涵盖了上图中的“检验评价”和“追溯档案”;QMS重点进行供方质管和售后质管、质量可视化和质量改进。
图14 杭叉MES系统智能化手段质量数据采集
杭叉高度重视质量过程控制,依托MES系统,根据质检计划对零部件、成品进行检验,充分发挥在线质检作用,及时发现生产过程中的质量缺陷,将以事后检查与纠正为主的模式向以事前预防与控制为主的模式转化,避免大面积不合格品的产生。建立产品质量档案,实现对 “人、机、料、法、环、测”各个环节有价值的追溯信息。
⑥设备联网管理
杭叉关键生产设备均为自动化生产线,通过设备自动读取或触摸屏、扫码录入、智能感知在线监测等多种手段,可实现数据自动上传,关键装备数据化率近90%。广泛采用智能感知、在线监测等先进技术,实现工艺质量参数的在线测量及设备安全运行状态的在线监测。
设备运行状态监控。监测生产设备的使用情况,包括使用时间、频率、运转状态等,用于设备OEE改善分析等。采集设备运行时长和运行状态等参数,从而对设备的使用效率进行评判,使设备保持良好的正常运转,与人力科学配合,提高设备利用率,提高生产质量,降低次品率,提高产能。
建立设备故障知识库。采集设备状态、故障码、监测值、周期累计或设备SPC/SPD结果,掌握设备发生故障之前的异常征兆与劣化信息、对设备运行状态进行评估,判定是否处于正常状态、以便事前采取针对性措施,控制和防止故障的发生。
(3)建设供应链协同管理模块
搭建供应商协同管理模块,提供从采购需求到计划,实现从计划到执行,从执行到协同的一体化管理。平台提供供应商管理、采购需求管理、合同管理、资源计划管理、在选寻报价、竞价、比价以及采销协同等功能,协调各方资源,为企业与供应商建立数据互联互通、信息交互共享,提升供应链整体作业效率。
杭叉集团依托在SCM系统和SAP ERP采购、供应商管理等模块基础上,构建从产品开发到完成客户订单成品交付,整个供应链协同设计、协同生产、协同物流的数字化供应链管理体系。加强1个集团总部基地-杭叉集团部门内信息互通集成,打通总部与制造型分子公司及外协厂商的物流、资金流、信息流,实现计划、供应、制造和服务资源的在线共享和优化配置等;与销售子公司间订单进度、帐款账目、产品运输等;与进出口公司海外贸易交流等;与合作供应商相关订单、产品、生产周期、配送货等等的协同管理。建立端到端的采购物流一体化协作平台,紧密配合生产体系,实现系统采购计划下达后,自动生产采购订单,且与研发设计、生产计划紧密形成,实现非标件快速采购,满足生产需求。同时,建立供应商评价系统,对供应商的供货质量、技术、响应交付、成本等要素进行量化评价,如供应商零部件抽查合格率等,建立供应商准入/评价机制,提升供应商标准化管理能力。
图15 采购物流一体化协作平台
(4)建设大规模个性化定制模块
搭建叉车个性化制定模块台,以客户订单为主线,快速响应客户定制需求,以个性化定制“变式配置”为核心,通过线上商城、订单全流程管理、模块化设计、柔性化生产、供应链协同、智慧服务等功能和服务,将客户定制需求无缝传递到研发、计划、采购、生产、物流、服务等业务,形成完整闭环,快速满足客户个性化需求。
①线上商城
通过杭叉爱搬商城、微商城以及天猫、京东、拼多多等线上渠道,支持选配功能,将叉车产品标准化、参数化,通过配置满足客户个性化需求。
②订单全流程管理
以客户订单为主线,提供订单接收、订单拆分与合并、运送和仓储计划制订、任务分配、物流成本结算、事件与异常管理及订单可视化等功能和服务,提升供应链物流执行过程的执行效率,降低物流成本,实现供应链执行的持续优化。
③模块化设计
建立统一设计平台,建立个性化需求销售端,满足客户定制化需求,利用产品设计库,快速响应客户化定制,并实现产品设计的规范化管理。同时通过对产品组合的分析、分类的持续优化,实现产品装配工艺等的标准化。
④柔性化生产
将客户需求分类归集,20%标准产品按计划结合订单生产,60%按配置生产(个性化定制),20%按订单设计生产,将针对产品类型(标准和变形产品/选配产品/按单设计产品),匹配不同生产运作模式,按配置生产运作模式能够有效帮助杭叉开展大规模定制化生产。
图16 定制化生产运作模式
利用构建的采购一体化协作平台、跨公司协同生产平台等,建立生产协同体系,实现智能调度、排产与作业,通过智能排产,采用平衡算法控制各条生产线的流转节拍,实现多品种产品的混线生产,并实现生产订单与工艺流程的智能匹配,保证生产效率。
图17 多品种产品的混线生产
(5)供应链协同
建立采购物流一体化协作平台和跨公司协同生产平台,构建从产品开发到完成客户订单成品交付,整个供应链协同设计、协同生产、协同物流的数字化供应链管理体系。通过智能MRP(物料需求计划)系统应用,确保物料供需平衡,提升物料齐套性。基于安全库存、采购提前期、生产提前期、制造过程数据等要素实现物料需求运算,创建最佳采购订单。同时,通过全局产品可用性检查,及时发现物料短缺并快速响应客户交期承诺。
(6)智慧服务
以客户为中心,提供客户管理、销售过程管理、业务流程/协同管理和售后服务等功能,实时反馈、快速响应客户定制需求,对客户进行精准营销和服务推送,增强顾客满意度。
(7)建设建数字化经营管理模块
构建以SAP ERP为核心的数字化经营管理模块台,集成应用研发设计、生产制造、仓库管理、供应链管理、客户关系等业务系统,整合内外部业务数据资源,搭建杭叉统一数据中心,支持企业内部跨部门业务高效协同运作,实现企业研发设计、生产制造、物流供应链、销售服务、经营管理全价值链各环节、各要素的数据流、信息流的互联互通,推动“管理制度化、制度流程化、流程信息化、业务协同化”。
图18 杭叉信息系统集成架构
构建以质量为核心的绩效管理模式,支持研发、采购、制造、售后等部门内、跨部门常规数据分析,辅助开展决策。
综合集成各系统平台,建立杭叉统一数据平台,提升集团管控和经营分析能力、生产精益化成本管理和产品质量保证能力,实现对采购、计划、生产、销售、物流等方面的协同管理及KPI指标预警,为管理经营提供实时数据支持,推进企业决策与管理可视化、智慧化。
图19 杭叉数字化经营驾驶舱
(8)建设智能化服务模块
在产品服务上,从产品开发到完成客户订单成品交付,整个供应链协同设计、协同生产,杭叉销售的叉车在全球范围实现物联接入,通过整合制造、联网技术、数据分析、云端存储及工业互联网解决方案应用等建成叉车行业的云智能叉车平台,为客户提供基于工业大数据的智能化服务,提供在线化的售后服务和配件业务,实现从“卖机器”转型到“叉车+服务”。
①搭建云智能叉车平台
综合应用物联网和互联网技术,通过在传统叉车上搭载交互式智能屏、车辆远程控制系统、车辆GPS定位系统、身份识别系统、称重系统、安全控制系统、RFID读写器及碰撞检测系统等多种智能设备,同时安装智能终端产品来被动接收及主动传输相关数据,提供车辆定位、运行状态监测、任务调度、车辆管理、预警报警、设备控制、设备运维与保养、设备效率分析、维保提醒、碰撞记录、远程锁车、电子围栏、电池管理等功能,解决了工业车辆全生命周期健康管理和资产状况实时监测、反馈与控制的难题,为用户提供增值服务,帮助进行车辆管理、智能调度和智能物流管控,提升企业设备管理和物流管理水平。
②售后智能服务平台
售后智能服务平台提供售后全流程服务,包括三包服务、维修服务、索赔处理、零部件查询、备件管理、客诉管理、技术支持等服务,提高客户售后服务响应的速度和服务能力,提供以客户为中心保姆式的后市场服务,增加与客户的粘合度,提高服务响应速度,提升客户满意度。同时,通过语言、文字、图片进行售后服务数据实时上传,可以进行后续相关产品质量或其他维度分析,为产品后生命周期管理提供原始真实数据。
③配件SBOM-EPC系统
通过配件SBOM-EPC系统,建立售后配件统一数据源头和高质量高效率的配件查询平台,提供统一的配件售后服务BOM和电子图册支持、一键化订购、多维度查询、3D格式的配件目录展示等功能,为公司内外部用户提供完整、准确、及时更新的配件目录数据,构建公司高效的售后服务业务支撑平台。
5)建设平台安全防护体系
平台安全及可靠性涉及的内容包括:网络层安全、系统层安全、数据层、数据安全与可信度等,平台的底层IT架构的搭建是为平台而全新搭建,采用自建虚拟云平台架构,升级更新网络及网络安全设备。
网络层安全:线路采用1+N回路,避免单点故障,增强了可用性,采用DDos防护,总防御能力达到新高,在APT攻击防护、防火墙(IPS入侵防御)、负载均衡方面都进行部署和完善。
系统层安全:通过云漏洞侦测、资产安全管理、补丁修复、接入管理、AI病毒防护及APT入侵检测进行系统层的风险处理。
数据层:本地和异地标准化的备份程序,实现快速还原和整合功能,通过虚拟技术实现平台间的快速迁移,动态分配空间。
数据安全与可信度方面:完全考虑平台访问控制和平台攻击防范,采用存储服务私密性机制进行隔离,专网专用。
3. 效益分析
1)经济效益
通过杭叉叉车工业互联网平台的应用,推进杭叉在智能化设计、高效柔性生产、智慧化管理、产业链协同、后市场服务等全方位提升:
创新叉车柔性制造新模式,实现多品种共线柔性生产,满足客户定制需求,研发周期缩短33%。
创新产业链协同发展新模式,实现供应链、产业链协同发展一体化,推动生产效率提升34.8%,提升快速响应交付能力。
创新智慧化管理新模式,助力管理效率、产品品质有效提高,实现运营成本降低22%,精准化生产使得库存下降25%。
创新叉车运维服务新模式,实现对叉车的综合管理、实时监控、智慧调度、故障报警、融资租赁等服务,能间接附加值增加10%。
2)社会效益
(1)实现企业全价值链贯通
通过杭叉工业互联网平台建设,推动工业车辆从传统制造向智能制造、协同制造、服务型制造方面转变,实现全价值链业务的打通和数据共享,促进产品高端化发展,提升产业向高价值跃升。
(2)形成制造新模式的探索和实践
通过统一数据平台的建立,实现生产工艺数据的积累,推动模块化定制平台的搭建,满足客户多工况复杂作业个性化定制需求,实现工业车辆多品种多批量的柔性制造,在本行业形成典型示范效应。
(3)推动产业价值链提升
平台通过聚焦产业层面,构建基于平台的数据共享机制,实现供需信息、制造资源、创业创新资源的汇聚,通过基于数据分析的重新组织,实现产业链上下游资源优化配置与协同,形成新模式、新业态和新的利润增长点。
(4)为行业提供数字化发展模板
项目实施过程的所积累的经验知识进行封装、测试,形成技术标准和操作方案,可面向中小型企业输出企业数字化、智能化技术改造方案,并形成事实意义上的行业操作标准,助力装备制造中小企业数字化改造提升,具有较强的行业先进性和公益性。
(5)为行业输出专业人才
通链主工厂的建设,实现国内龙头制造企业、骨干设计院所、软件实施单位、核心设备厂家的集成,为中国智能制造自主化、集成化积累经验、培养人才、探索标准和规范。在链主工厂建设过程中拟形成核心专利、软著、标准18项,培育一批懂工业懂信息化、懂技术懂管理的复合型人才。
3)创新效益
(1)应用新一代数字化技术
综合应用物联网、大数据、云计算、5G、AI、工业互联网等信息技术手段,实现已数据为核心的智能化、移动化应用。
(2)打通全业务数据链
应用多源异构信息系统数据集成技术,搭建企业数字化运营管理平台,实现业务全流程数字化管理,促进产品全生命周期全过程优化,突破产业链信息流瓶颈。依托工业互联网,形成“1+17+N”跨公司协同生产体系,实现供应链、产业链协同发展一体化,提升快速响应交付能力。
(3)部署智能化生产线
搭建智能工厂总体设计和数字化模型,保证智能工厂总体设计合理;应用自动化加工技术、在线检测技术,细化标准工序,建设结构件、核心零部件和整机装配检测数字化车间,实现无人化、少人化制造。通过物联网技术及传感器,实时采集并传送生产相关数据,生产过程透明化。
(4)创新叉车柔性制造新模式
依托数字孪生、平台化、模块化、参数化设计,实现产品数字化研发,满足客户个性化定制需求,实现多品种共线柔性生产,满足客户定制需求。协同制造有效提升生产效率,提升快速响应交付能力。实现产品数字化研发,满足客户个性化定制需求,研发周期缩短(整机产品)。
(5)创新智慧化管理新模式
通过企业统一数据平台建设,实现供应链企业的数据集成,实现对供应链管理、智能生产、仓储配送等集成优化;助力企业管理效率、产品品质有效提高,降低运营成本和产品不良品率(装配一次性)。
(6)创新叉车运维服务新模式
加强“云智能叉车平台”建设,实现对叉车的综合管理、实时监控、智慧调度、故障报警、融资租赁等服务,为客户提供在线增值服务。同时通过数字化手段,赋能后服务市场,提供精细化、准时周到的服务。
责任编辑:梁曦
揭秘工业互联网的内涵、热点与难点!
2018年4月12日,正值e-works成立十六周年,我在南京做了一次关于工业互联网内涵与实施策略的培训。由此,在之前撰写的《工业互联网究竟是张什么网?》和《工业互联网热潮的冷思考》两篇文章的基础上,又撰写了本文,形成《工业互联网三部曲》。
1 智能制造与工业互联网的关系
首先,再次明确阐述一下智能制造与工业互联网的关系。智能制造致力于实现整个制造业价值链的智能化,推进智能制造过程中需要诸多使能技术。其中,工业互联网是实现智能制造的关键基础设施,或者说关键的使能技术,工业互联网是智能制造实现应有价值、让企业真正从中获益的必要条件和基石。
工业互联网与智能制造的关系
工业互联网对智能制造的支撑作用
2 工业互联网连什么
前文已经提到,工业互联网是工业互联的网,工业互联网的核心就是工业互联。那么,到底要连什么?包括连企业的各种设备、产品、客户、业务流程、员工、订单和信息系统,最终要连数据,而且必须实现安全、可靠地连接!工业大数据由工业互联网采集,用大数据分析方法或人工智能技术来分析数据,分析出结果,再进行数据展现,解读数据的内涵,进而实现优化与控制,从而实现数据驱动,最终帮助企业实现提高产品质量、优化设备运营绩效、降低能耗、优化产品性能、提升客户满意度、提高企业盈利能力、缩短产品上市周期等业务目标。
所以,工业互联网支撑智能制造,智能制造支撑企业实现业务目标。工业互联网与智能制造密切相关,属于欲善其事,先利其器的关系,但不能把工业互联网和智能制造混为一谈。
3 工业互联网平台是物联网和工业云平台相融合的产物
工业云平台处于IT范畴,而工业互联网平台是基于IT与OT的融合。因此,工业互联网平台架构的上面三层与工业云平台相似,但是下面加了边缘层。
典型的工业云应用包括:构建仿真云平台,支持高性能计算,实现计算资源的有效利用和可伸缩;基于SaaS的三维零件库,提高产品研发效率;基于云的CRM应用服务,对营销业务和人员进行有效管理,实现移动应用;基于云的协同办公平台;工业产品电商、采购寻源等。
工业互联网平台则侧重于解决与工业设备、工业产品和工业服务有关的问题,其基础是传感器和物联网。典型的工业互联网应用包括:通过运输云,实现制造企业、第三方物流和客户三方的信息共享,提高车辆往返的载货率,实现对冷链物流的全程监控;通过对设备的准确定位来开展服务电商,例如湖南星邦重工有限公司利用树根互联的根云平台,实现了高空作业车的在线租赁服务;采集工厂的设备、生产、能耗、质量等实时信息,实现对工厂的实时监控;设备制造商可通过物联网采集设备状态,对设备进行远程监控和故障诊断,避免设备非计划性停机,进而实现预测性维护,提供增值服务,并促进备品备件销售。
工业互联网平台架构(摘自工业互联网平台白皮书)
4 工业互联网平台的差异
在近期发布的工业互联网白皮书中,介绍了不少热门的工业互联网平台。但实际上不同的工业互联网平台的功能特点、定位、运营方式、部署方式和成熟度差异巨大。
有些工业互联网平台的提供商是卖平台,但自身并不运营,例如PTC的Thingworx实际上是一个工业互联网应用的开发平台,开发商或者制造企业可以基于该平台构建自身的工业互联网应用;有些工业互联网平台的开发商同时也是平台运营商,对中小企业卖会员服务,对大型企业开发专用平台,例如树根互联、东方国信和寄云科技等;有些集团企业开发的工业互联网平台目前还只是面向自身的应用,支撑自身业务;有些平台概念很大,但实际如何运营和盈利模式还不清晰。工业互联网平台的应用,也存在企业内部部署(On Premise)、私有云、公有云和混合云等部署方式。目前,市面上的工业互联网平台还主要以支撑单项应用为主,例如设备的远程运维,未来很有可能形成孤岛平台。
5 工业互联网平台开发应明确分工
目前,我国工业互联网平台的开发主体既有工业软件企业,又有物联网企业、互联网公司,还有制造企业。实际上应该有明确的分工,共同打造中国工业互联网健康的生态系统,而不是大家一哄而上,做很多同质化的平台。据了解,腾讯即将推出工业互联网平台。我认为,腾讯的重点是提供IAAS和PAAS平台,而与底层的物联和实现具体的应用功能,开发工业APP,则会交给行业合作伙伴来完成。
对制造企业而言,需要进行工业互联网平台的选型,在该平台应用满足企业业务需求的工业APP,在此基础上开发一定的满足企业个性化需求的APP。对于行业领军企业,可以运营工业互联网平台,在实现企业内部互联和企业间互联的基础上,支撑企业的智能制造,并实现跨企业的协同制造和面向行业的产业链协作。
5G时代即将到来,这将会极大地促进工业互联网的发展。互联网带宽的增长。传感技术的发展、计算和存储能力的迅速提升、IT架构向组件化和微服务转型,将带动工业互联网的广泛应用。然而,将传统软件改造为服务并非易事,老设备的数据采集和互联还需要花费高额的成本和时间。因此,工业互联网要真正普及还有很长的路要走。
揭秘工业互联网的内涵、热点与难点!
2018年4月12日,正值e-works成立十六周年,我在南京做了一次关于工业互联网内涵与实施策略的培训。由此,在之前撰写的《工业互联网究竟是张什么网?》和《工业互联网热潮的冷思考》两篇文章的基础上,又撰写了本文,形成《工业互联网三部曲》。
1 智能制造与工业互联网的关系
首先,再次明确阐述一下智能制造与工业互联网的关系。智能制造致力于实现整个制造业价值链的智能化,推进智能制造过程中需要诸多使能技术。其中,工业互联网是实现智能制造的关键基础设施,或者说关键的使能技术,工业互联网是智能制造实现应有价值、让企业真正从中获益的必要条件和基石。
工业互联网与智能制造的关系
工业互联网对智能制造的支撑作用
2 工业互联网连什么
前文已经提到,工业互联网是工业互联的网,工业互联网的核心就是工业互联。那么,到底要连什么?包括连企业的各种设备、产品、客户、业务流程、员工、订单和信息系统,最终要连数据,而且必须实现安全、可靠地连接!工业大数据由工业互联网采集,用大数据分析方法或人工智能技术来分析数据,分析出结果,再进行数据展现,解读数据的内涵,进而实现优化与控制,从而实现数据驱动,最终帮助企业实现提高产品质量、优化设备运营绩效、降低能耗、优化产品性能、提升客户满意度、提高企业盈利能力、缩短产品上市周期等业务目标。
所以,工业互联网支撑智能制造,智能制造支撑企业实现业务目标。工业互联网与智能制造密切相关,属于欲善其事,先利其器的关系,但不能把工业互联网和智能制造混为一谈。
3 工业互联网平台是物联网和工业云平台相融合的产物
工业云平台处于IT范畴,而工业互联网平台是基于IT与OT的融合。因此,工业互联网平台架构的上面三层与工业云平台相似,但是下面加了边缘层。
典型的工业云应用包括:构建仿真云平台,支持高性能计算,实现计算资源的有效利用和可伸缩;基于SaaS的三维零件库,提高产品研发效率;基于云的CRM应用服务,对营销业务和人员进行有效管理,实现移动应用;基于云的协同办公平台;工业产品电商、采购寻源等。
工业互联网平台则侧重于解决与工业设备、工业产品和工业服务有关的问题,其基础是传感器和物联网。典型的工业互联网应用包括:通过运输云,实现制造企业、第三方物流和客户三方的信息共享,提高车辆往返的载货率,实现对冷链物流的全程监控;通过对设备的准确定位来开展服务电商,例如湖南星邦重工有限公司利用树根互联的根云平台,实现了高空作业车的在线租赁服务;采集工厂的设备、生产、能耗、质量等实时信息,实现对工厂的实时监控;设备制造商可通过物联网采集设备状态,对设备进行远程监控和故障诊断,避免设备非计划性停机,进而实现预测性维护,提供增值服务,并促进备品备件销售。
工业互联网平台架构(摘自工业互联网平台白皮书)
4 工业互联网平台的差异
在近期发布的工业互联网白皮书中,介绍了不少热门的工业互联网平台。但实际上不同的工业互联网平台的功能特点、定位、运营方式、部署方式和成熟度差异巨大。
有些工业互联网平台的提供商是卖平台,但自身并不运营,例如PTC的Thingworx实际上是一个工业互联网应用的开发平台,开发商或者制造企业可以基于该平台构建自身的工业互联网应用;有些工业互联网平台的开发商同时也是平台运营商,对中小企业卖会员服务,对大型企业开发专用平台,例如树根互联、东方国信和寄云科技等;有些集团企业开发的工业互联网平台目前还只是面向自身的应用,支撑自身业务;有些平台概念很大,但实际如何运营和盈利模式还不清晰。工业互联网平台的应用,也存在企业内部部署(On Premise)、私有云、公有云和混合云等部署方式。目前,市面上的工业互联网平台还主要以支撑单项应用为主,例如设备的远程运维,未来很有可能形成孤岛平台。
5 工业互联网平台开发应明确分工
目前,我国工业互联网平台的开发主体既有工业软件企业,又有物联网企业、互联网公司,还有制造企业。实际上应该有明确的分工,共同打造中国工业互联网健康的生态系统,而不是大家一哄而上,做很多同质化的平台。据了解,腾讯即将推出工业互联网平台。我认为,腾讯的重点是提供IAAS和PAAS平台,而与底层的物联和实现具体的应用功能,开发工业APP,则会交给行业合作伙伴来完成。
对制造企业而言,需要进行工业互联网平台的选型,在该平台应用满足企业业务需求的工业APP,在此基础上开发一定的满足企业个性化需求的APP。对于行业领军企业,可以运营工业互联网平台,在实现企业内部互联和企业间互联的基础上,支撑企业的智能制造,并实现跨企业的协同制造和面向行业的产业链协作。
5G时代即将到来,这将会极大地促进工业互联网的发展。互联网带宽的增长。传感技术的发展、计算和存储能力的迅速提升、IT架构向组件化和微服务转型,将带动工业互联网的广泛应用。然而,将传统软件改造为服务并非易事,老设备的数据采集和互联还需要花费高额的成本和时间。因此,工业互联网要真正普及还有很长的路要走。
责任编辑:程玥
揭秘工业互联网的内涵、热点与难点!
2018年4月12日,正值e-works成立十六周年,我在南京做了一次关于工业互联网内涵与实施策略的培训。由此,在之前撰写的《工业互联网究竟是张什么网?》和《工业互联网热潮的冷思考》两篇文章的基础上,又撰写了本文,形成《工业互联网三部曲》。
1 智能制造与工业互联网的关系
首先,再次明确阐述一下智能制造与工业互联网的关系。智能制造致力于实现整个制造业价值链的智能化,推进智能制造过程中需要诸多使能技术。其中,工业互联网是实现智能制造的关键基础设施,或者说关键的使能技术,工业互联网是智能制造实现应有价值、让企业真正从中获益的必要条件和基石。
工业互联网与智能制造的关系
工业互联网对智能制造的支撑作用
2 工业互联网连什么
前文已经提到,工业互联网是工业互联的网,工业互联网的核心就是工业互联。那么,到底要连什么?包括连企业的各种设备、产品、客户、业务流程、员工、订单和信息系统,最终要连数据,而且必须实现安全、可靠地连接!工业大数据由工业互联网采集,用大数据分析方法或人工智能技术来分析数据,分析出结果,再进行数据展现,解读数据的内涵,进而实现优化与控制,从而实现数据驱动,最终帮助企业实现提高产品质量、优化设备运营绩效、降低能耗、优化产品性能、提升客户满意度、提高企业盈利能力、缩短产品上市周期等业务目标。
所以,工业互联网支撑智能制造,智能制造支撑企业实现业务目标。工业互联网与智能制造密切相关,属于欲善其事,先利其器的关系,但不能把工业互联网和智能制造混为一谈。
3 工业互联网平台是物联网和工业云平台相融合的产物
工业云平台处于IT范畴,而工业互联网平台是基于IT与OT的融合。因此,工业互联网平台架构的上面三层与工业云平台相似,但是下面加了边缘层。
典型的工业云应用包括:构建仿真云平台,支持高性能计算,实现计算资源的有效利用和可伸缩;基于SaaS的三维零件库,提高产品研发效率;基于云的CRM应用服务,对营销业务和人员进行有效管理,实现移动应用;基于云的协同办公平台;工业产品电商、采购寻源等。
工业互联网平台则侧重于解决与工业设备、工业产品和工业服务有关的问题,其基础是传感器和物联网。典型的工业互联网应用包括:通过运输云,实现制造企业、第三方物流和客户三方的信息共享,提高车辆往返的载货率,实现对冷链物流的全程监控;通过对设备的准确定位来开展服务电商,例如湖南星邦重工有限公司利用树根互联的根云平台,实现了高空作业车的在线租赁服务;采集工厂的设备、生产、能耗、质量等实时信息,实现对工厂的实时监控;设备制造商可通过物联网采集设备状态,对设备进行远程监控和故障诊断,避免设备非计划性停机,进而实现预测性维护,提供增值服务,并促进备品备件销售。
工业互联网平台架构(摘自工业互联网平台白皮书)
4 工业互联网平台的差异
在近期发布的工业互联网白皮书中,介绍了不少热门的工业互联网平台。但实际上不同的工业互联网平台的功能特点、定位、运营方式、部署方式和成熟度差异巨大。
有些工业互联网平台的提供商是卖平台,但自身并不运营,例如PTC的Thingworx实际上是一个工业互联网应用的开发平台,开发商或者制造企业可以基于该平台构建自身的工业互联网应用;有些工业互联网平台的开发商同时也是平台运营商,对中小企业卖会员服务,对大型企业开发专用平台,例如树根互联、东方国信和寄云科技等;有些集团企业开发的工业互联网平台目前还只是面向自身的应用,支撑自身业务;有些平台概念很大,但实际如何运营和盈利模式还不清晰。工业互联网平台的应用,也存在企业内部部署(On Premise)、私有云、公有云和混合云等部署方式。目前,市面上的工业互联网平台还主要以支撑单项应用为主,例如设备的远程运维,未来很有可能形成孤岛平台。
5 工业互联网平台开发应明确分工
目前,我国工业互联网平台的开发主体既有工业软件企业,又有物联网企业、互联网公司,还有制造企业。实际上应该有明确的分工,共同打造中国工业互联网健康的生态系统,而不是大家一哄而上,做很多同质化的平台。据了解,腾讯即将推出工业互联网平台。我认为,腾讯的重点是提供IAAS和PAAS平台,而与底层的物联和实现具体的应用功能,开发工业APP,则会交给行业合作伙伴来完成。
对制造企业而言,需要进行工业互联网平台的选型,在该平台应用满足企业业务需求的工业APP,在此基础上开发一定的满足企业个性化需求的APP。对于行业领军企业,可以运营工业互联网平台,在实现企业内部互联和企业间互联的基础上,支撑企业的智能制造,并实现跨企业的协同制造和面向行业的产业链协作。
5G时代即将到来,这将会极大地促进工业互联网的发展。互联网带宽的增长。传感技术的发展、计算和存储能力的迅速提升、IT架构向组件化和微服务转型,将带动工业互联网的广泛应用。然而,将传统软件改造为服务并非易事,老设备的数据采集和互联还需要花费高额的成本和时间。因此,工业互联网要真正普及还有很长的路要走。
责任编辑:程玥
揭秘工业互联网的内涵、热点与难点!
2018年4月12日,正值e-works成立十六周年,我在南京做了一次关于工业互联网内涵与实施策略的培训。由此,在之前撰写的《工业互联网究竟是张什么网?》和《工业互联网热潮的冷思考》两篇文章的基础上,又撰写了本文,形成《工业互联网三部曲》。
1 智能制造与工业互联网的关系
首先,再次明确阐述一下智能制造与工业互联网的关系。智能制造致力于实现整个制造业价值链的智能化,推进智能制造过程中需要诸多使能技术。其中,工业互联网是实现智能制造的关键基础设施,或者说关键的使能技术,工业互联网是智能制造实现应有价值、让企业真正从中获益的必要条件和基石。
工业互联网与智能制造的关系
工业互联网对智能制造的支撑作用
2 工业互联网连什么
前文已经提到,工业互联网是工业互联的网,工业互联网的核心就是工业互联。那么,到底要连什么?包括连企业的各种设备、产品、客户、业务流程、员工、订单和信息系统,最终要连数据,而且必须实现安全、可靠地连接!工业大数据由工业互联网采集,用大数据分析方法或人工智能技术来分析数据,分析出结果,再进行数据展现,解读数据的内涵,进而实现优化与控制,从而实现数据驱动,最终帮助企业实现提高产品质量、优化设备运营绩效、降低能耗、优化产品性能、提升客户满意度、提高企业盈利能力、缩短产品上市周期等业务目标。
所以,工业互联网支撑智能制造,智能制造支撑企业实现业务目标。工业互联网与智能制造密切相关,属于欲善其事,先利其器的关系,但不能把工业互联网和智能制造混为一谈。
3 工业互联网平台是物联网和工业云平台相融合的产物
工业云平台处于IT范畴,而工业互联网平台是基于IT与OT的融合。因此,工业互联网平台架构的上面三层与工业云平台相似,但是下面加了边缘层。
典型的工业云应用包括:构建仿真云平台,支持高性能计算,实现计算资源的有效利用和可伸缩;基于SaaS的三维零件库,提高产品研发效率;基于云的CRM应用服务,对营销业务和人员进行有效管理,实现移动应用;基于云的协同办公平台;工业产品电商、采购寻源等。
工业互联网平台则侧重于解决与工业设备、工业产品和工业服务有关的问题,其基础是传感器和物联网。典型的工业互联网应用包括:通过运输云,实现制造企业、第三方物流和客户三方的信息共享,提高车辆往返的载货率,实现对冷链物流的全程监控;通过对设备的准确定位来开展服务电商,例如湖南星邦重工有限公司利用树根互联的根云平台,实现了高空作业车的在线租赁服务;采集工厂的设备、生产、能耗、质量等实时信息,实现对工厂的实时监控;设备制造商可通过物联网采集设备状态,对设备进行远程监控和故障诊断,避免设备非计划性停机,进而实现预测性维护,提供增值服务,并促进备品备件销售。
工业互联网平台架构(摘自工业互联网平台白皮书)
4 工业互联网平台的差异
在近期发布的工业互联网白皮书中,介绍了不少热门的工业互联网平台。但实际上不同的工业互联网平台的功能特点、定位、运营方式、部署方式和成熟度差异巨大。
有些工业互联网平台的提供商是卖平台,但自身并不运营,例如PTC的Thingworx实际上是一个工业互联网应用的开发平台,开发商或者制造企业可以基于该平台构建自身的工业互联网应用;有些工业互联网平台的开发商同时也是平台运营商,对中小企业卖会员服务,对大型企业开发专用平台,例如树根互联、东方国信和寄云科技等;有些集团企业开发的工业互联网平台目前还只是面向自身的应用,支撑自身业务;有些平台概念很大,但实际如何运营和盈利模式还不清晰。工业互联网平台的应用,也存在企业内部部署(On Premise)、私有云、公有云和混合云等部署方式。目前,市面上的工业互联网平台还主要以支撑单项应用为主,例如设备的远程运维,未来很有可能形成孤岛平台。
5 工业互联网平台开发应明确分工
目前,我国工业互联网平台的开发主体既有工业软件企业,又有物联网企业、互联网公司,还有制造企业。实际上应该有明确的分工,共同打造中国工业互联网健康的生态系统,而不是大家一哄而上,做很多同质化的平台。据了解,腾讯即将推出工业互联网平台。我认为,腾讯的重点是提供IAAS和PAAS平台,而与底层的物联和实现具体的应用功能,开发工业APP,则会交给行业合作伙伴来完成。
对制造企业而言,需要进行工业互联网平台的选型,在该平台应用满足企业业务需求的工业APP,在此基础上开发一定的满足企业个性化需求的APP。对于行业领军企业,可以运营工业互联网平台,在实现企业内部互联和企业间互联的基础上,支撑企业的智能制造,并实现跨企业的协同制造和面向行业的产业链协作。
5G时代即将到来,这将会极大地促进工业互联网的发展。互联网带宽的增长。传感技术的发展、计算和存储能力的迅速提升、IT架构向组件化和微服务转型,将带动工业互联网的广泛应用。然而,将传统软件改造为服务并非易事,老设备的数据采集和互联还需要花费高额的成本和时间。因此,工业互联网要真正普及还有很长的路要走。
责任编辑:程玥
百万企业进入工业互联网行动计划吉林站即将启动
2021年11月16日,工业和信息化部印发了《“十四五”信息通信行业发展规划》(以下简称《规划》),《规划》提出要打造全面互联的工业互联网,打造一批具有区域特色、辐射带动能力强的工业互联网产业示范基地。
据悉,3月8日,主题为“构建数字新生态,共创产业新未来”的“百万企业进入工业互联网行动计划”吉林站将在长春凯悦酒店举行。此次活动是在中国工业互联网标识解析服务中心指导下,由北京华瑞网研科技有限公司、江苏中天互联科技有限公司主办,国家工业互联网标识体系二级节点单位联合主办,由本地服务商吉林省河汉科技有限公司承办。
打造工业互联网行业应用平台,推动工业互联网应用普及落地
据悉,“百万企业进入工业互联网行动计划”将为企业搭建工业互联网行业应用平台,开通工业互联网入口,搭建工业互联网网站及相关应用,涵盖工业互联网标识注册、解析、搭建、展示等服务于一体。
近年来,我省大力推进“数字吉林”建设,工业互联网作为其中的重要组成部分取得了长足的进步,省级工业互联网公共服务平台初步形成,企业级工业互联网平台服务能力不断增强。
工业互联网产业联盟标识组副主席、中天互联总经理时宗胜表示:工业互联网建设已进入爆发式发展期,建立权威的企业工业互联网入口是工业互联网建设和运营的“敲门砖”,其价值不言而喻。企业特有的工业互联网域名具备商业价值、企业战略、公共辨识度等多重属性,不仅是互联网“访问的入口”和“信任的起点”,还是企业重要的数字资产和文化符号。
2022年1月17日,江苏省通信管理局为江苏中天互联科技有限公司颁发了工业互联网标识二级节点服务许可证,这是自《工业互联网标识管理办法》发布以来江苏省通信管理局核发的首张工业互联网标识二级节点服务许可证。
拓展工业互联网融合创新应用,推动中小企业上平台、用平台
“百万企业进入工业互联网行动计划”将依托工业互联网平台,从升级到普及两个维度,打造知名工业品牌和行业应用平台,拓展企业数字化发展空间的能力,共同推进新型基础设施建设和数字化转型升级。
升级层面,将深化工业企业智能化改造,加速构建生态体系,深化行业标杆推广应用,推动规模以上工业企业信息化水平提档升级,使得工业互联网平台成为产业优化升级和先进制造业高质量发展的重要引擎,全面推动数字经济产业高质量发展。
普及层面,将以工业互联网入口为抓手,推动工业互联网标识多场景应用,引导中小企业上云,为中小企业借助数字经济新动能实现快跑提供发展机遇。
吉林省河汉科技有限公司负责人表示,目前,吉林地区也在加快工业互联网创新融合发展,通过规划指引、政策驱动、项目支持等,推动本地龙头企业加快工业互联网平台项目建设,发展大数据应用业务。希望在“百万企业进入工业互联网行动计划”的框架下,通过媒体沟通会、企业见面会等形式,为本地企业借助工业互联网实现数字化转型升级做出贡献。
有业内人士指出,工业互联网已经成为我国的国家重点规划之一,国家层面从产业升级、技术创新、经济推动等方面给予了帮扶和支持。我国中国未来的工业互联网发展前景是可观的,为促进中国工业互联网更好更快的发展,还必须通过一系列举措,以创新为引领,以应用落地为目标,实现中国工业互联网的高质量发展。