工业物联网五大领先应用场景 为传统制造业“智造”转型铺砖引路
作者 | 5G产业时代2022-02-09

企业历经电子化、信息化后,迎来数字经济时代,如今,数字化成为企业高质量发展的必经之路。在《“十四五”数字经济发展规划》中强调“十四五”时期,我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段,并提出了多个预期性指标。比如到2025年,数字经济迈向全面扩展期,数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%、软件和信息技术服务业规模达到14万亿元、工业互联网平台应用普及率达到45%

“十四五”数字经济发展主要目标

在技术、政策、市场等因素驱动下,智造”的重要性日益凸显。该如何提升制造业核心竞争力,加快制造业转型发展,已成为所有传统企业都在思考的问题。

行业专家认为,智能制造技术创新生态正逐步形成,政府聚焦重点项目,智能制造全价值链建设快速兴起,在此背景下产业数字化、智能化转型加速升级。

罗克韦尔自动化(中国)有限公司专家方晓东在采访中表示:利用工业物联网技术赋能智能制造,必将带来前所未有的大数据访问、更强大的连接能力和更可靠的安全保障需求。

工业物联网(IIoT)是企业选择应用较多的一项技术。原因在于,传统生产制造领域发展迅速使然,为保证生产效率、成本和产品质量,自动化设备在生产制造环节逐渐“泛滥”,如何有效将如此之多自动化设备进行管控,对企业发展尤为重要。而IIOT在工业互联网内涉及广泛,将工厂设备、机器、控制器、数据库、信息系统和人员之间通信堵塞问题打通,可以提供更多有价值的数据和情境信息,使自动化和控制系统更好地执行任务。

五个领先应用

目前,工业物联网有助于传统制造业加速转型的应用有以下五项领先方面。

1)预测性维护是应用最多的案例之一。

IBM 的PMQ(Predictive Maintenance andQuality)大数据分析预测解决方案基于对设备性能和使用状况的实时分析,通过监测、分析和记录设备的数据,从而输出主要设备的健康管理数据,减少非计划成本,延长设备寿命,提高产品质量和收益等。曾利用 Watson IoT数据分析和优化能力,帮助美国的普惠发动机公司实现预测性维护,从而防止由于发动机故障导致的飞机事故。

凯撒空压机借助SAP 预测性维护及服务解决方案实时监控压缩空气站的情况,并在客户资产出现故障之前主动采取维护措施。并为其带来了全新的业务模式创新——客户可以按照传感器记录的实际空气压缩量来付费。

2)位置追踪,基于IIOT,可通过将物料置入GPS 系统、RFID 标签或其他无线技术进行位置追踪,实时精准的位置显示让员工可以快速找寻到对应物料,井然有序。

寻息工业应用系统内设电子围栏安全防护功能,支持一键紧急求助、区域超/缺员报警,以及辅助巡检人员进行考核管理、中控人员管理、访客管理等功能。

尔达物芯科技凭借其多年的物联网技术积累,结合LoRa®和低功耗蓝牙定位技术,推出了适合化工企业的人员及资产定位系统解决方案,解决了化工园区普遍存在的人员位置不可知、人员监管系统效率低、无可视化智慧监管平台、危险区域难管控等问题。

3)信息分析,基于IIOT获取的大量数据进行分析,寻找效率低下的地方并提出优化运营的方法。

汉云平台大数据实时分析企业复工复产成效,分析了工程机械、制造业、物流行业等三大行业设备开工率情况,形成徐工指数,支撑政府主管部门了解企业复工复产情况,及时追踪复工复产举措成效,并且辅以汉云平台大数据实时分析工程机械开工热力趋势,为下一步工作推进提供数据参考。 中交集团结合汉云平台的施工设备统一监控平台,使设备事故降低3%,运行成本降低7%,设备利用率提高5%。

东方航空公司在Predix上使用工业互联网应用,搜集了500多台CFM56发动机的高压涡轮叶片保修数据,结合远程诊断纪录和第三方数据,建立了叶片损伤分析预测模型。

4)远程质量监控,基于IIOT,通过传感器可以更快、更经济地提供环节、物料、生产信息,从而带来更快、更有效的响应。

汉云云监工在线支援火神山和雷神山的建设。24小时实时监测多种主力建筑施工设备健康状态,为施工进度保驾护航。

5)能源优化,基于IIOT,连接到所有工业设备,环境设备,通过传感器可以检测能源使用的高峰和低谷,并自动调整操作以尽可能少用电,起到降低能源消耗的作用。

CET为东风汽车集团股份有限公司WH60JPH工厂提供能源管理系统,包括动力设备监控、能源计量、动力站房视频监视、车间配电室视频监控、工厂环境监视、动力管理电子化、动力大数据发布中心等6大功能,实现工厂动力设备远程监测、控制、群控;能耗统计与分析;动力站房远程巡视;环境排放监视统计分析;动力科日常管理电子化;动力数据抓取、统计、分析、发布等功能。

IIoT改变行业“灯塔”平台引领企业

由工业物联网(IIoT)推动,行业互联有能力从根本上改善运营,不仅可以增加企业的差异化竞争力,而且促使整个行业向更健康有利的方向发展,支撑全球经济发展。

IIoT 对企业运营带来变革性影响,在十多年前已经得到证明。除了上述提到IIOT目前有5个领先方面助力企业加速数字化转型外,有哪些IIoT“灯塔”平台,为制造业数字化转型做出巨大贡献。

树根互联

根云平台4.0版本具备三大通用核心能力,1)多种类工业设备的大规模连接能力:平台支持工业协议超过1100种;2)多源工业大数据和AI的分析能力:满足工业设备海量数据的采集和运算,具备低时延、高可靠等特性;即便是结构复杂的工业设备,也能快速配置数字孪生建模;基于AI机理模型沉淀及预判,工业设备可实现健康评估和故障预测;3)多样化工业应用的开发和协同能力。

应用案例:

三一灯塔工厂依托的“数字化转型新基座”,就是由树根互联打造自主可控的工业互联网操作系统——根云平台。经过改造后,三一北京桩机工厂在相同厂房面积下产值翻了一番,总体生产设备作业率从66.3%提升到86.7%,平均故障时间下降58.5%。目前,该工厂可生产近30种机型。2020年,三一北京桩机工厂的人均产值已达到1072.8万元。

阿里云Lindorm

边缘(Lindorm Edge)与云(Lindorm Cloud)一体化的工业数据存储解决方案,对接阿里云边缘数采一体机iGate,支持解析2000+工业协议并实时处理同步数字孪生平台DTwin。Lindorm Cloud云端存储节点与边缘端实时同步,支撑全量IT&OT数据存储及融合分析。数据库的引入使得数据入库性能提升3倍以上、成本降低20%以上;对于流量突增等情况也可以从容应对,很好地支撑了业务快速发展。支持海量数据的高性能、高吞吐、低成本存储与检索分析,支持云原生存储计算分离技术,具备极致弹性能力。

应用案例:

阿里云原生多模数据库Lindorm与东软云科技推出联合解决方案,共建面向未来的车联网数字化运营运维云平台。能够提供海量实时监控车辆、驾驶行为、第三方交通天气等数据源数据存储融合,支撑车厂、服务提供商等客户运营大量驾驶人用户数据,快速建立驾驶行为分析模型,面向保险、车厂、商业车队、智慧城市等领域提供数据运营与分析服务。目前,该联合解决方案已在东软睿驰、江铃汽车、长城汽车等客户中得到广泛应用和实践落地。

上海市新能源汽车数据平台的运营方在关键数据库上选用了阿里云原生多模数据库Lindorm,利用后者的高并发写入、弹性扩展、实时检索分析等能力,保障了数据采集、加载、分析、计算链路的稳定、高效,以及低成本。据平台技术负责人王成名介绍,阿里云Lindorm数据库的引入使得数据入库性能提升3倍以上、成本降低20%以上。

以上收集信息仅为部分案例。

# 难点亟待解决 加速“智造”进程

鉴于IIOT核心技术和支撑技术,改变制造业、运输业、建筑业、采矿和能源等行业,已经成为行业共识。加之各制造企业跟上数字化潮流的迫切需要,IIOT市场正在迅速增长。

大东时代智库(TD)预计,到2025年,与全球工业物联网的连接数量将达到138亿,其中大中华区的连接数将达到41亿,约占全球市场的1/3,物联网和工业物联网正迎来一个快速发展的时期。

尤其是在2020疫情的情况下,导致很多企业无法复工,员工无法工作,工厂停产,直接刺激制造企业开始在IIoT方面的大力投入。

尽管优势使然,让 IIoT得以快速发展,但随着 IIoT 的普及,IIoT应用还存在挑战。其一,因担心IIoT系统实施、部署和维护的成本,企业不愿意采用。其二,新技术实施和不断变化的工作流程造成的初始中断。其三,更多的网络端点会增加组织的攻击面和漏洞,企业对端点设备的依赖使攻击更具破坏性。其四,OT及IT双专业人才缺乏,面对复杂的系统,大多数OT专家对于IT技术知识缺乏,同样难以担当管理优化工业物网系统的重任。


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