我们致力于帮助人们查看数据并改进业务

首页 > 关于我们 > 行业新闻 > 文章详情

工业互联网三大层次:基础连接、平台能力、信息价值,你的企业位于哪里?

DataHunter · 2020-06-18

6月10日,河南许昌舒莱卫生巾厂登陆淘宝特价版直播间,正式发布首款“国产清凉口罩”。仅一个小时左右的直播,经销商就拍下1250万定金,对应货品价值上亿,锁定7000万个清凉口罩。
 

 

在感叹直播带货形式效率之高的同时,数猎哥也默默为这家卫生巾厂商感到高兴。因为这是一次通过消费者反向定制模式引发的销售行为。作为一个非口罩生产厂,从明确消费者有7000万个口罩需求,到采购、生产设计、测试包装,直到全部交付,这家卫生巾厂没有在任何环节有多余的成本付出。

 

这种消费者反向定制,也就是C2M模式指导企业通过柔性供应链改造仅仅是目前热议的工业互联网的好处之一,此外还有实现智能控制,运营效率优化和生产组织方式变革三种优势。
 
今天DataHunter数猎哥就来从对工业企业生产、营收效率提升的角度出发,说说什么是工业互联网,我国工业互联网的发展现状,以及数字化技术又是如何为工业企业赋能从而实现增长的?
 
 
一、什么是工业互联网
 
工业互联网这个概念,最早由通用电气(GE)在2012年提出,发端于制造业。从狭义上来说,工业互联网是从工业设备上提取运行数据并进行多维度的数据分析,根据分析结果开发工业应用,对设备可靠性、系统运营效率、工艺质量进行优化,进而提高产能、质量和降低成本。
 
从广义上来说,是通过工业互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来。可以帮助制造业拉长产业链,形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通,从而提高效率,推动整个制造服务体系智能化。还有利于推动制造业融通发展,实现制造业和服务业之间的跨越发展,使工业经济各种要素资源能够高效共享。
 
工业互联网代表的是一个开放、全球化的,将人、数据和机器连接起来的网络。其核心三要素包括智能设备、先进的数据分析工具、以及人与设备的交互接口。
 
 
二、为什么需要大力发展工业互联网
 
总所周知中国是世界上工业行业最完备的国家,大体上,工业行业分为离散制造业流程制造业两大类。
 
离散制造业,主要有汽车加工、3C电子组装、服装制造等,都是一个工位做完再做下一个工位,要经过一连串可中断的工序进行连接,实现一个产品的输出。
 
而流程制造业,比如石油化工、煤化工、盐化工、制药、炼钢、发电、水泥、造纸等,他们的生产过程的特色是当把原材料投入到生产设备中以后,要经过一连串的物理化学反应,最后才能够成为一个产品,生产过程是不可中断的。对于化工企业来讲,尤其面临着安全的问题、环保的问题、节能降耗的问题、减人增效的问题。

 

工业互联网其通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链的连接,并不断颠覆汽车加工、3C电子组装、石油化工、冶金等领域的生产制造模式。在整个工业互联网演进的过程中,通过数据驱动的智能,他们可以提高工业企业的生产效率,减少停机与不良品的产生等。

 

工业企业尤其是制造业对工业互联网有内在的需求。一方面我国人力、土地、能源等资源价格持续上升,传统工业企业的经营压力越来越大,需要减少对这些资源的依赖。另一方面,中国的人口红利在消失,近10年我国的人力成本上涨了近10倍,平均CAGR高达13%。还有成本控制不易,传统工业企业经营管理模式也相对比较落后,效率低下,难以适应当前快速变化的市场需求,迫切需要新的组织形式和新的技术要素来改善。

 

 
三、我国工业互联网的现状,及数字化技术为工业企业赋能的三个层次
 
1.我国工业互联网的现状
 
早在2012年“工业互联网”的概念便已被业界提出,但由于工业产业链的复杂、企业需求场景的多样、工艺工序的多元,用户分布在各个差异性极大的行业,导致长期以来工业互联网在落地推进上遇到了相当难度,其中最主要的就是通用性问题。
 
例如,纺织、锻造、电力等等,每个行业都存在较大的know  how壁垒;即便是相同行业,不同企业的标准化程序也存在一定差异。因此,在难以标准化的工业设备、生产流程、人员素质等方面,标准化的工业互联网产品难以像财税等传统标准化软件一样大范围推广。
 
但随着互联网进入下半场,大数据、人工智能等技术与产业的融合。有专家预计,未来三年工业互联网有望实现14.4%左右的年均复合增长率,到2022年中国工业互联网市场规模将达到万亿级规模(9146.5亿元)。
 
 
工业互联网市场规模预测(来源:赛迪顾问2020.03)
 
而最终,工业互联网作为一个覆盖了流程优化、设备运维、订单排程等工业生产核心环节的系统性产品,到最后都会遇到一个考验:是否能与客户的管理体系相融合。
 
我国在较短时间内建立起来的现代化工业体系,在管理体系上存在着大量的“人治”和“经验主义”的现状,标准化产品的普及或仍需要一定的过程。
 
这个过程就需要产品提供商同时提供定制化的服务,但又要注意不能陷入项目制的陷阱,需要要在短期收入和长期发展之间做好精妙的平衡。
 
2.数字化技术为工业企业赋能的三个层次

 

在企业数字化转型的过程中,OS和芯片是比较底层的软硬件,而数字化技术是直接和工业界连接的技术,可以把工业界的IT和OT连接起来,直接为工业的场景赋能,甚至实现智能化的解决方案。从这个角度来讲,中国工业互联网的发展将要至少经历三个层次:
 
图片来自中国工业互联网联盟
 
(1)连接
 
工业互联网发展的第一个环节是连接,也就是让大量个体设备存储的数据接入互联网。
 
而在工业界连接设备是一个大挑战,因为工业生产车间中使用的设备繁多,可能来自国内外多个厂商,连接过程中就会遇到上万种“协议”(即通信规程),得不同厂家的设备之间沟通有着原生的壁垒,而且很多协议都是非常碎片化的。尽管主流协议只有20余种,但是这些主流协议覆盖的设备量并不大,所以要把全部设备连上网,就要懂得各种类型的协议。因此工作量拥有长尾。
 
更大的挑战是中国60%以上的设备是所谓的“散养设备”,也就是说本身不存在什么协议,因此很难直接打通这些设备。这也是中国工业互联网建设初期最难改变的现状之一——基础信息化程度不够。
 
所以开发一个连接平台,实现设备信息的“即插即用、即连即享”是第一层挑战。需要把有协议的设备连上网,还要把散养的设备也连上网。同时也要不断降低成本。
 
现在连接设备通常需要1%~2%左右的成本,这个成本对绝大多数企业来说都太高了,我们要把这个成本控制在0.2%以下,只有这样才能真正把企业工业互联网化,提高效率。
 
(2)以平台作为核心竞争力
 
这个平台是工业平台,是一个工业OS(操作系统),这个工业OS要能够真正做到可适配,要能够把IT(信息技术)和OT(操作技术)打通,更重要的一点就是能够适应各行各业的需求。
 
上文提到过,每个行业都有不同的需求、行业属性、数据模型……怎样能够开发一个平台或者多个平台为这些不同的行业服务,是要解决的大问题。
 
曾经,中国的工业工控软件是一个需要填补的“空白”,如果我国可以通过工业互联网直接变道超车,把这些服务的功能通过物联网平台的技术提高效益,提升竞争性,并把体验做得更好,就更具意义。
 
(3)创造价值
 
工业互联网的第三层次是通过OT和IT的连接为客户创造价值。
 
总的架构可以是首先做到物联,第二就是工业PaaS和工业SaaS云平台,第三在平台上做工业APP。通过这样的路径开始运用云世界和人工为工业生产做智能分析。
 
这一个层次中,需要开发的项目包含软件和硬件,从网关到简单连接器。工业互联网平台需要既能实现基础服务,如设备管理、应用使能管理,也可以进行数据存储和分析。在工业互联网的第三层次,就需要一个更能体现工业场景、更能提供数据分析的工具,例如BI(商业智能)合成的可视化工具。
 
 
四、工业互联网案例:树根互联-根云平台
 

树根互联孵化于世界知名的工程机械制造三一重工。三一重工早在2005年就认识到物联网将在工程机械行业发挥重要作用,其投资10亿元打造的中国工业互联网赋能平台——根云,正成为我国工业互联网建设的极佳案例,帮助各工业细分行业更好地进行创新和转型。

 

在纵向上,树根互联的工业互联网平台主要可以分为三部分,物联层、数据层、应用层。

 

树根互联“新能源锂电池烘干设备大数据云平台”中的物联层、数据层、应用层

(来源:树根互联官网)

 

最底层的是物联层。为适应中国工业的真实现状,树根互联在技术上专注于API和多协议兼容,可以集成各种不同的ICS系统,体现了其强大的物联接入能力。目前树根互联可以支持Modbus、Profinet、OPCDA /OPC UA等的工业协议数量超过400种,实现连接到OEM厂商的一系列PLC、CNC、传感器和其他的特殊设备;ROUTCLOUD平台已覆盖95%的主流工业控制器,适配100%国际通用硬件接口,设备一站式快速接入。具体来看,ROUTCLOUD平台已接入超56万台工业设备,连接超过4500亿级资产。

 

在中间的是数据层。随着树根互联连接和服务的设备越来越多,树根也越来越重视数据的价值,通过基于各类产线设备采集的数据,可以解决很多工厂内部生产的问题,例如根据机加工设备数据预判刀具损坏等。目前,树根互联支持PB级的工业大数据处理分析能力,毫秒级数据分发,8000+个维度数据指标,数据处理速度150+万条/秒,基于主流的数据挖掘、机器学习和人工智能技术,开展大数据挖掘与分析,建立故障诊断、故障预测、健康评估、质量控制等数据模型。

 

最上层是应用层,可以满足各类制造企业客户的各种数据应用需求,即与横向发展的工业应用场景服务结合在一起。

 

该产品的数据分析与可视化部分的功能依托于国内专业的数据可视化分析和商业智能服务商DataHunter的数据可视化分析产品Data Analytics。

 

树根互联最终采用DataHunter数据可视化大屏来完善其工业物联网解决方案。结合“根云”的物联网平台能力,DataHunter为其打造了四块涵盖产品全生命周期管理的数据大屏,展现出融合工业数字技术、普适中国制造需求、实现广泛行业赋能、共享全球服务能力、引领工业模式创新五大核心能力。

 

1. 智能工厂大屏:清晰描绘出三一重工的“智能智造”生产线。

 

实时追踪物料配送情况、泵车生产参数、质量信息,以及厂房的完成情况,以达到提高工作效率、精细加工、保证安全生产等目的。
 

 

2. 全球服务大屏:实时展现企业全球业务的运营情况。

 

基于精确测绘的地理信息,企业通过这块数据大屏可以实时把控各地设备运行状态,针对故障情况作出及时有效的处理和预警;对于租赁业务而言,通过对故障设备的提前预警和维护,大大减少了客户损失。
 

 

3. 工程机械指数大屏:实时展现全国及各省市的设备(包括挖掘机、混凝土机械、汽车起重机、摊铺机、港口设备)指数排行及在线情况
 

 

4. 大数据研发大屏:通过对设备臂架的实时监测,准确了解该设备的实时应力情况、超载使用情况、以及针对该设备出现的问题提出研发改进建议,不仅大大降低研发成本,更重要的是保证企业的安全生产。
 

 

DataHunter为树根互联打造的数据可视化大屏曾作为该领域优秀成果应邀参与国家级的展览“砥砺奋进的五年”大型成就展。