如今,越來越多的企業開始意識到數字制造和工業互聯網已經成為工業軟件自動化、智能化制造和大規模生產的核心驅動力。那么智能制造和工業互聯網的概念有什么區別呢?什么是工業互聯網?工業互聯網是基于物聯網、云計算等新一代信息通信技術和制造業數字化升級的全新產業(300832)形態。智能制造是由智能機器、人工智能和通信技術加速的制造模式,即設備、工人和智能制造系統之間的合作。
那么,工業互聯網和智能制造是什么關系呢?事實上,智能制造的實現主要依靠兩種基本能力,一是工業制造技術,二是工業互聯網。
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前者包括先進的設備、先進的材料和先進的技術等。這是確定制造邊界和制造能力的基礎;后者包括智能傳感控制軟硬件、新型工業網絡、工業互聯網平臺等。充分發揮工業設備、技術和材料的潛力,提高生產效率,優化資源配置效率,創造差異化產品,實現服務增值是關鍵。
因此,工業互聯網被視為智能制造的基礎。可以理解,智能制造是一個智能工業生態系統,包括工業互聯網、材料、設計和技術。此前,我國智能制造的蓬勃發展為工業互聯網的發展奠定了良好的網絡基礎,提供了良好的發展環境。
工業互聯網平臺是智能制造的核心技術之一,對智能制造的發展起著至關重要的作用。
工業互聯網平臺及其基礎、核心與關鍵
工業互聯網平臺是工業互聯網在智能制造中應用的具體形式。通過工業互聯網平臺,不僅能將原材料、產品、智能加工設備、生產線、工廠、工人、供應商和用戶緊密聯系起來,而且能利用跨部門、跨層級、跨地域的互聯信息,以更高的層次給出最優的資源配置方案和加工過程,提升制造過程的智能化程度。
工業互聯網平臺的基礎是數據采集,一方面,隨著加工過程和生產線精益化、智能化水平的提高,必須從多角度、多維度、多層級來感知生產要素信息,因此,需要廣泛部署智能傳感器,來對生產要素進行實時感知。
另一方面,人腦可以實時高效地處理相關聯的多源異構數據,并迅速生成生產要素的屬性信息,工業互聯網平臺也需要進行高效的海量、高維、多源異構數據融合,形成單一生產要素的準確描述,并進一步實現跨部門、跨層級、跨地域生產要素之間的關聯和互通。
工業互聯網平臺的核心是平臺。傳統的工業生產中,通常是人基于感知到的信息,通過數學原理、物理約束、歷史經驗等總結、推理,最終形成一系列的決策規則和方法,用來指導生產過程。而進入物聯網時代以來,極大的擴展了生產要素分布的層次和廣度,生產要素之間的聯系紛繁復雜,難以用簡單的數學或者物理模型進行描述,而對于新模式的生產場景和個性化的生產需求,難以顯性、直接地從歷史經驗中總結出決策規則,因此,工業互聯網平臺的核心是利用大數據、人工智能等方法,從海量高維、互聯互通的工業數據中,挖掘出隱藏的決策規則,從而指導生產。
工業互聯網平臺在通用PaaS架構上進行二次開發,實現工業PaaS層的構建,為工業用戶提供海量工業數據的管理和分析服務,并能夠積累沉淀不同行業。不同領域內技術、知識、經驗等資源,實現封裝、固化和復用,在開放的開發環境中以工業微服務的形式提供給開發者,快速構建定制化工業APP,打造完整、開放的工業操作系統。
工業互聯網平臺的關鍵是應用。工業互聯網平臺是以需求驅動的、面向用戶的平臺。一方面,工業互聯網平臺的使用對象是人,其最終推送的決策,必須是人可以直觀接收和理解的;另一方面,對于用戶不同的要求,工業互聯網平臺需要基于新模式的生產場景和個性化的生產需求,利用數據分析方法,推送定制化的決策方案。工業互聯網平臺通過自主研發或者是引入第三方開發者的方式,以云化軟件或工業APP形式為用戶提供設計、生產、管理、服務等一系列創新性應用服務,實現價值的挖掘和提升。
工業互聯網平臺的應用場景
一、加工過程優化
工業互聯網平臺能夠實時感知加工過程中設備運行數據、加工工藝參數,同時將其與原材料信息、人員配置、設備狀態、質量檢測數據等信息關聯起來,因此,工業互聯網平臺可以實現工藝參數優化和提供設備維護決策支持。
工業互聯網平臺可以利用大數據分析技術,挖掘產品質量與加工工藝參數之間的關聯關系,通過建立產品質量與工藝參數之間的映射,獲取能提高產品質量的工藝參數。
同時,工業互聯網平臺可以基于設備歷史運行數據和歷史狀態,分析監測參數與設備狀態之間的關系,進而推理出設備狀態的演化規律,為智能設備的預防性維護、遠程壽命預測及狀態監測提供決策支持。基于普奧ProudThink平臺搭建的制冷設備遠程運維平臺,可以實現遠程調試參數,并監測設備狀態,發生故障時,及時切斷設備,并發出預警以便及時得到維護。
二、資源管理優化
工業互聯網平臺不僅可以感知設備級、車間級的數據,同時能將跨部門、跨層級的生產要素之間的信息關聯互通,對生產過程的描述也不局限于加工過程,而是從更深的層次、更細的粒度、更全面的角度對生產制造的全過程進行描述,能從更全面的角度對資源配置進行優化。此外,用戶的需求也能更直接地反饋到生產端,為更快適應的柔性制造提供配置方案。
工業互聯網平臺能更全面準確地描述生產要素在加工過程中的狀態,尤其是資源利用情況,如能耗、空間占用、運輸成本等等。受益于生產要素信息的全面互聯,工業互聯網平臺能統籌考慮多方面要素,給出更接近于全局最優的資源配置方案。
工業互聯網平臺能感知生產要素在制造系統中流轉的影響,面對新模式生產場景和個性化生產需求,工業互聯網平臺能給出快速響應的柔性制造配置方案,從而滿足定制化的產品要求。
三、市場決策優化
工業互聯網平臺將供應商、制造商、銷售商及消費者聯系起來,市場行為本質上是由需求驅動,商業行為與制造過程有著密不可分的復雜耦合關系,對于歷史消費數據的分析,可以用于預測市場需求,同時,通過對短期市場行為的分析,可以預知可能發生的風險,做好風險管控。
工業互聯網平臺感知到的產品全生命周期信息,能從中分析出從原材料—制造—銷售—使用中各個要素之間的復雜耦合關系,通過對歷史信息的分析,能對未來需要的產品種類及產能進行預測。
工業互聯網平臺的優勢在于全局信息感知,對于全局信息的實時掌握,能用來預測未來市場可能發生的風險,進而快速對生產制造進行調整,對資源配置進行優化,從而合理地規避風險。
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