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【深度解讀】工業互聯網和工業物聯網的關系解析

發布時間:2019/9/16 17:30:30

  最近,我國工業互聯網的熱潮涌動,各種工業互聯網平臺和工業APP如雨后春筍般冒了出來。近幾年制造業熱潮迭起,從3D打印到機器人,從工業4.0到智能制造,從“機器換人”到“工業云”,讓人目不暇接,理解不透。

  本文將解讀工業互聯網的概念以及與相關術語之間的關系,希望能夠幫助讀者客觀、理性地看待當前的工業互聯網熱潮,找到應用的突破口。

 工業互聯網是指工業互聯的網,而不是工業的互聯網。

  在企業內部,要實現工業設備(生產設備、物流裝備、能源計量、質量檢驗、車輛等)、信息系統、業務流程、企業的產品與服務、人員之間的互聯,實現企業IT網絡與工控網絡的互聯,實現從車間到決策層的縱向互聯;

  在企業間,要實現上下游企業(供應商、經銷商、客戶、合作伙伴)之間的橫向互聯;從產品生命周期的維度,要實現產品從設計、制造到服役,再到報廢回收再利用整個生命周期的互聯。這實際上與工業4。0提出的三個集成的內涵是相通的。

  工業互聯網將智能機器或特定類型的設備與嵌入式技術和物聯網結合起來。實例是將機器和車輛配備智能技術,包括M2M(機器與機器互聯)技術,實現制造裝備和其它設備可以相互傳輸數據。工業互聯網也應用于交通項目,例如無人(或自主)駕駛汽車和智能軌道交通系統。

 工業互聯網與工業物聯網(IIoT)是什么關系

  工業物聯網指的是物聯網在工業的應用。工業互聯網涵蓋了工業物聯網,但進一步延伸到企業的信息系統、業務流程和人員。

  工業互聯網的概念實際上與國外提出的萬物互聯(Internet of Everything,將人、流程、數據和事物結合一起,使得網絡連接變得更加相關,更有價值)理念有相似之處,相當于是工業企業的萬物互聯。

  何謂工業互聯網平臺

  工業互聯網平臺與工業云平臺的關系如何?

  工業互聯網平臺是開發和運行各種工業互聯網應用功能的平臺。工業云平臺指的是工業領域的云平臺,包括了IAAS(基礎設施服務化)、PAAS(平臺服務化)、SAAS(軟件服務化)三個層面,工業云平臺的目的是將工業軟件演化為一種云服務(SAAS),并為客戶提供可以對軟件功能進行配置或二次開發的平臺(PAAS),將數據和信息系統存儲到云端,從而使工業企業應用信息系統更加便捷、更有利于管理(例如,實現服務器和桌面虛擬化),因此,工業云平臺本質上屬于IT平臺。

  工業互聯網平臺是工業云平臺的擴展與延伸,不僅能夠支持工業云平臺的所有功能,而且要支撐工業物聯網應用,實現IT與OT融合。

  在IAAS和邊緣(設備端)層,工業互聯網平臺需要實現從設備的控制系統、傳感器、可穿戴設備、攝像頭和儀表進行數據采集、傳輸和存儲;

  在PAAS層,工業互聯網平臺需要能夠支撐更加復雜的算法,例如利用深度學習技術進行圖像分析,利用SPC方法分析質量數據,利用仿真技術對設備的數字化模型(Digital twin)進行性能仿真,利用GIS數據對車輛進行定位,從而對物流運輸過程進行追溯等;

  在SAAS層,則應當提供豐富的APP,將原來工業軟件固化的功能拆分成很多功能相對獨立的插件,可以在PAAS平臺即插即用。因此,工業互聯網平臺比工業云平臺要復雜得多。

  工業互聯網與智能制造的關系如何

  工業互聯網的核心是互聯,是制造企業實現智能制造的關鍵使能技術之一。根據e-works提出的智能制造金字塔模型,企業推進智能制造包含四個層次、十個場景。

  第一層是推進產品的智能化和智能服務,從而實現商業模式的創新,在這一層,工業互聯網可以支撐企業開發智能互聯產品,基于物聯網提供智能服務;

  第二層是如何應用智能裝備、部署智能產線、打造智能車間、建設智能工廠,從而實現生產模式的創新,在這一層,工業互聯網技術可以幫助企業實現M2M,從設備聯網到產線的數據采集,從車間的智能監控到生產無紙化等;

  第三層是智能研發、智能管理和智能物流供應鏈,實現企業運營模式的創新,在這一層,工業互聯網的主要作用是實現企業內的信息集成和企業間的供應鏈集成;

  第四層是智能決策,在這個層次,工業互聯網的作用是實現異構數據的整合與實時分析。

  工業互聯網與工業大數據額關系如何

  工業互聯網平臺需要管理海量和異構的,結構化、半結構化和非結構化的數據,包括來自各種設備、已服役的產品、信息系統和社交媒體的數據,對于工業企業而言,這些數據就是工業大數據,需要用專業的平臺來存儲、分析、展現這些數據,通過數據驅動,實現對產品、制造工藝和設備進行監控、控制和優化等功能,這樣的平臺就是工業大數據平臺。應該說,工業大數據平臺是工業互聯網平臺的一個子集。

  工業互聯網有哪些現實的應用場景

  目前,最現實的應用場景是裝備制造企業利用工業互聯網平臺來對已服役的產品進行遠程的狀態監控,乃至預測性維護。

  例如,FANUC公司與思科公司合作,為FANUC機器人的客戶提供ZDT(Zero Downtime,零宕機)服務;樹根互聯的根云平臺可以實現移動設備(例如工程機械)的定位和遠程監控服務,提供工作時間統計、故障預警、發現并糾正客戶的危險操作習慣等服務,還可以幫助客戶實現服務電商;東方國信的工業互聯網平臺實現了對鋼鐵行業、風電行業、鍋爐行業的設備監控、能耗分析等應用;寄云科技與上海隧道工程公司合作,實現了盾構機掘進過程中的故障預警。

  另一個工業互聯網典型的應用場景是企業內部設備聯網的基礎上,實現車間生產設備的監控。美的已經建立了空調生產車間的Digital Twin,可以對設備狀態實時監控。華中科技大學一個科研團隊通過對江蘇省一家制造企業的機床消耗的實時電流進行采集,捕捉細微的波動,來判斷是否是刀具斷刀的前兆,從而使企業不用按時更換刀具,延長刀具使用壽命。目前的工業互聯網應用,主要還是工業物聯網的范疇。

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