工业互联网 大势将至

消费互联网风生水起之时,工业互联网正呼啸而来。

工业互联网是张什么“网”?

2012年美国总统奥巴马宣布实施“再工业化”战略,通用电气公司GE随后提出了“工业互联网”概念,为其向更加依赖数字化的转型行动打造了一个全新的理念。

GE在2012年推出的“工业互联网——打开机器与智慧的边界”白皮书中,热情洋溢地宣告工业互联网开启了工业经济的新时代,智能仪表的优化,可以使得单台设备以最好的状态运行;而相互连接的机器,则可以形成智能网络。

工业互联网是指全球工业系统与高级计算、分析、感应技术以及互联网连接融合的结果。它通过智能机器间的连接并最终将人机连接,结合软件和大数据分析,重构全球工业、激发生产力,让世界更美好、更快速、更安全、更清洁且更经济。

工业互联网不是“工业的互联网”,

而是“工业互联的网”;

不是简单的数据分析挖潜,

而是设备管理效能的深度升级;

不是用于工业的互联网基础设施,

而是一种产业思维、一个全新的生态体系。

在这个生态体系下,万物互联,人机融合。以前的机器忽然变成了一个偷懒的家伙:爱耍脾气、爱生病、爱罢工。现在,它的健康情况被无数个神经网络,无时无刻地被监控起来——性能被逼到极致,故障的几率和时间大幅度降低,能够在能耗最低、性能最佳的状态中持续工作。

中国华能已率先在央企系统建立生产经营实时大数据平台(工业互联网)

该平台充分运用物联网、云计算、大数据、人工智能等多领域先进技术,将电力行业专家、数据分析专家、IT基础行业专家组成一个团体,通过对发电设备数据进行有效分析和挖掘,形成“特征指标”,实现数据价值的共享利用。该平台能够通过对电厂实时数据进行深入挖掘,完成电厂在设备早期预警、状态分析、故障诊断方面的探索性技术突破。

华能的数字化历程

2008年,华能通过了历史上第一部《中国华能集团公司信息化规划》,决定将以“五统一”原则建设集团“财务业务一体化系统”即集团级ERP(Enterprise Resource Planning)系统。

2015年,我们研制成功了能够统一发电厂设备、传感器编码的生产实时数据采集平台,可以低成本、相对快捷地实现发电企业数据采集。同年,我们将集团公司4个火电厂和4个水电厂的全部实时数据接到了这一平台上,为后续实现集团公司层面整体数据计算与分析奠定了基础。

2016年,我们开始尝试将人工智能等技术引入工业,用工业大数据加人工智能的算法来计算工业设备的模型,最终替代靠人来分析生产数据。

2017年,我们计算出了水电厂的设备模型,可以用这些算法模型判断水电厂设备的健康状态。我们发现国外企业所谓的“工业互联网”与我们干的项目实际内容是一样,于是将华能正在建设的“生产实时数据项目”更名为“工业互联网”,并在多个信息化大会上倡导中央企业、地方国企及国内IT公司一起努力,共同建设“国家工业互联网”。

2018年,《中国华能集团有限公司工业互联网2018~2020年建设方案》正式印发。目前项目正在有序推进。

工业互联网有多酷?

目前,工业互联网最现实的应用场景是装备制造企业利用其平台来对已服役的产品进行远程的状态监控,乃至预测性维护。

值得注意的是,电力生产是典型的流程制造业,以大规模能源转化为主,这大大增加了实现工业互联网的难度——我们可以给最微小的零部件编码,却无法给每一块煤炭编码;可以优化某条生产线的流程,却不能把一套生产原理用在水火风光各个实体中。

如何解决这一问题?华能选择了设备“特征值”在设备检修或运行优化的领域进行突破。例如,长期以来,电力行业一直沿用定期维护、检修、人工巡检等方式进行设备维护,来保障生产设备持续稳定运行。现在,可以用“特征值”为基础,应用人工智能运算,辅助判断设备的健康状态。在工业互联网中,把握了“特征值”,也就掌握了设备的健康指征,如果“特征值”出现变化或波动超出一定范围,则可以判断设备出现了某种问题。

我们从生产实践中,从长期生产管理的经验中,通过专业、精准的选择挖掘出设备“特征值”,并在一系列数据采集、算法和云计算技术的支持下,实现分析诊断或优化建议。这种数据算法和工业知识机理相结合的分析模型,一旦应用到具体场景中,将直接降低传统工艺所产生的成本,大幅度提高资源和能源利用率。可见,核心技术的较量,最后拼的是产业体系的高下。从工业经验到数据算法,从传统工艺到模型搭建,完整的产业链条构成了工业互联网的根基。

重塑生态的未来畅想

“连接”是工业互联网永恒不变的主题词。

以华能为例,在整个工业互联网生态中,华能是数据的“生产端”,又连接着设计、制造、电网、用户等上下游不同主体,可以发挥关键节点的独特作用,更好地汇聚资源、集成数据,实现设计、制造、施工、供应链等方面的精准对接和高效协同,还可以进一步拓展工业互联网应用,开发数字产品、数字应用,催生出一些新的产业和新的经济增长点。

从网络架构上看,华能工业互联网采用分布式部署、弹性边缘计算模式搭建星云构架,实现数据互联、设备互联、企业互联。该架构可随着网络基础设施的不断改进并灵活调整,为整体的工业互联网实现“最终形态”打好基础。所谓“最终形态”,就是可以实现各行各业的数据最大化的关联,让制造厂商、物流企业、金融保险、科研机构与个人共享有效的数据信息,共同建成工业互联的生态圈。

从业态创新上看,随着工业互联网的应用,从现有产业领域中衍生、叠加出的新环节、新活动,将发展成为新的业态。过去,设备厂商仅仅关注产品的设计和生产,产品的卖出就是收益的结束;而现在,产品的卖出只是销售的第一步,设备制造能够通过获取设备使用中的实时数据,提供技术远程支持、维护、管理,开展全周期的运营模式,同时通过这些数据进行问题诊断、检修,从而改进制造工艺。制造与服务融合的趋势将加速重构产业价值链,互联网金融、电子商务等应用都将发挥更大作用。网络众包、异地协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理等新型智能制造模式也将获得更大发展空间。

我们对工业互联网的思考和畅想还远没有结束——

比如,工业互联网时代需要具备互联网技术和一线操作技术的复合型人才,需要具备互联网思维和行业管理经验的复合型人才,那么未来的人才争夺战,是否将在传统工业与互联网巨头之间展开?

比如,工业互联网具有较强的渗透性,可以从制造业扩展到其他行业,带动整个工业领域的转型升级,实现工业强国的目标,那么华能已有的经验和模式将以什么形式输出与分享?

比如,能否建立一种市场化机制,让制造业龙头企业、掌握关键技术的ICT领军企业以及深谙平台架构的顶尖互联网企业组成联合攻关团队,发挥各自优势能力,形成聚合效应、叠加效应和倍增效应?

中国制造的水平虽然还不算世界顶尖,但工业互联网给中国提供了一次“弯道超车”的机会,而华能要争取成为这场竞赛的主力赛车手。互联网预言大师凯文•凯利说:未来25年中,最伟大的产品今天还没有被发明出来。

也就是说,我们还没迟到。

(部分内容摘自《中国华能》杂志、“互联网工业”公众号)

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20180703B166DO00?refer=cp_1026
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