工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在流程行業(yè)的應(yīng)用

丁翔

摘要：隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，在企業(yè)中傳統(tǒng)息系統(tǒng)的應(yīng)用，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)業(yè)務(wù)的智能化。本文從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用著手，探討了流程行業(yè)部署的技術(shù)和方法，希望本文的研究能為流程行業(yè)在實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)提供幫助

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng);流程行業(yè);應(yīng)用

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)深度融合形成的新領(lǐng)域、新平臺(tái)和新模式。與傳統(tǒng)工業(yè)IT架構(gòu)解決方案相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)解決方案實(shí)現(xiàn)了流程驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)應(yīng)用，本文主要探討工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在流程行業(yè)的應(yīng)用

一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的主要應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)

1、基于平臺(tái)協(xié)同能力的資源調(diào)配和模式創(chuàng)新

得益于平臺(tái)的“連接+數(shù)據(jù)可視化”能力，傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理類(lèi)信息化應(yīng)用得到更為廣泛的普及。其中，在生產(chǎn)監(jiān)控分析領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，在物料管理、排產(chǎn)調(diào)度等方面也有初步探索

2、基于平臺(tái)大數(shù)據(jù)能力的深度優(yōu)化

以“模型+深度數(shù)據(jù)分析”模式在設(shè)備運(yùn)維、產(chǎn)品后服務(wù)、能耗管理、質(zhì)量管控、工藝調(diào)優(yōu)等場(chǎng)景獲得大量應(yīng)用，并取得較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益

3、基于平臺(tái)的信息化應(yīng)用

借助平臺(tái)整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，探索制造能力交易、供應(yīng)鏈協(xié)同等應(yīng)用，成為部分企業(yè)的實(shí)踐選擇

二、國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要平臺(tái)

1、連接與邊緣計(jì)算平臺(tái)

聚焦工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的接入管理和邊緣計(jì)算，為其他類(lèi)型平臺(tái)提供“流量入口”

2、云服務(wù)平臺(tái)

由傳統(tǒng)云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)延伸而來(lái)，以公有云、私有云、混合云形式提供存儲(chǔ)、計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

3、通用PaaS平臺(tái)

集成微服務(wù)、容器等基礎(chǔ)框架和軟件開(kāi)發(fā)工具，在云端環(huán)境中實(shí)現(xiàn)IT資源分配、應(yīng)用調(diào)度和開(kāi)發(fā)部署管理

4、工業(yè)數(shù)據(jù)分析與可視化平臺(tái)

提供海量工業(yè)數(shù)據(jù)分析、發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)及可視化呈現(xiàn)功能，提升工業(yè)數(shù)據(jù)價(jià)值洞察力

5、業(yè)務(wù)PaaS平臺(tái)

以設(shè)計(jì)仿真、生產(chǎn)優(yōu)化、管理運(yùn)營(yíng)等領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)知識(shí)為背景，提供各類(lèi)專業(yè)業(yè)務(wù)組件及預(yù)置解決方案模板，支撐快速構(gòu)建面向特定工業(yè)場(chǎng)景的定制化工業(yè)APP

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用的分類(lèi)

典型應(yīng)用可以分為四大類(lèi)：

1、管控工程機(jī)械、車(chē)輛、農(nóng)用機(jī)械、隧道施工設(shè)備、礦井掘進(jìn)設(shè)備、船舶、飛行器等移動(dòng)設(shè)備

2、管控?zé)o人值守的固定設(shè)備，例如石油鉆采設(shè)備，風(fēng)電、光伏等發(fā)電設(shè)備以及公共事業(yè)（水、電、氣、制造與傳輸?shù)龋┑年P(guān)鍵設(shè)備等

3、在物流運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)物流車(chē)輛的位置、狀態(tài)（例如冷鏈物質(zhì)需要保持低溫）進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)運(yùn)輸路徑進(jìn)行優(yōu)化等

4、管控在制造企業(yè)車(chē)間中部署的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、物流設(shè)備和試驗(yàn)設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)績(jī)效、能耗、質(zhì)量、設(shè)備、刀具、溫濕度和物料配送等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化、節(jié)能降耗、提升產(chǎn)能、提高設(shè)備OEE、防范安全事故、避免非計(jì)劃性停機(jī)等

四、流程行業(yè)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)、普遍信息化現(xiàn)狀和痛點(diǎn)

業(yè)務(wù)特點(diǎn)：設(shè)備可靠性要求高、工藝流程復(fù)雜、原材料能源成本高、生產(chǎn)流程連續(xù)、安全風(fēng)險(xiǎn)管控要求高、管理面廣

普遍信息化現(xiàn)狀：工業(yè)自動(dòng)化DCS、PLC等工業(yè)自動(dòng)化基礎(chǔ)軟件應(yīng)用成熟;傳統(tǒng)企業(yè)信息化ERP、OA等管理軟件已完善

痛點(diǎn)：借助大數(shù)據(jù)、人工智能優(yōu)化工藝生產(chǎn)流程、輔助經(jīng)營(yíng)決策的應(yīng)用欠缺

五、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在流程行業(yè)應(yīng)用的思考

主要思想：在基礎(chǔ)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)之上，以MES系統(tǒng)為核心，各系統(tǒng)互聯(lián)互通，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于智能生產(chǎn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的智能化

1、基礎(chǔ)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化：以PID回路控制和先控為主

2、建設(shè)統(tǒng)一的生產(chǎn)管控平臺(tái)：實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃、調(diào)度、操作、統(tǒng)計(jì)、分析、考核的一體化協(xié)同、精細(xì)化和閉環(huán)管理，提高生產(chǎn)管控效率

3、在實(shí)現(xiàn)MES生產(chǎn)管理和局部?jī)?yōu)化的基礎(chǔ)上，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于智能運(yùn)行，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)企業(yè)計(jì)劃—調(diào)度—操作—控制—優(yōu)化，變輔助決策為工業(yè)大腦，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的智能化

4、人工智能技術(shù)：危化品倉(cāng)庫(kù)的全面監(jiān)管，電子標(biāo)簽、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、5G+等

六、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)的部署

1、工廠云平臺(tái)的實(shí)施，即在工廠內(nèi)部部署云平臺(tái)，匯聚工廠內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)，包括來(lái)自產(chǎn)線上傳各類(lèi)機(jī)器、儀表等采集數(shù)據(jù)以及來(lái)自工廠信息系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備、產(chǎn)線、工廠等物理對(duì)象以及工藝、加工流程等的無(wú)損數(shù)字化映射與描述，同時(shí)還可以為MES、ERP等工業(yè)信息系統(tǒng)提供運(yùn)行平臺(tái)環(huán)境

2、是工業(yè)云平臺(tái)的實(shí)施，工業(yè)云平臺(tái)部器在互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)上，可以匯聚來(lái)自設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、市場(chǎng)、產(chǎn)品、用戶等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)價(jià)值鏈上的數(shù)據(jù)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)圍繞生產(chǎn)全生命周期、全價(jià)值鏈的全局?jǐn)?shù)據(jù)分析和優(yōu)化。

3、混合云的實(shí)施，即工廠云平臺(tái)與工業(yè)云平臺(tái)協(xié)同部器的方式。企業(yè)內(nèi)部耦合緊密的信息或系統(tǒng)運(yùn)行在工廠云平臺(tái)上，而將適宜對(duì)外提供的數(shù)據(jù)、服務(wù)或?qū)ν饨换サ南到y(tǒng)運(yùn)行在工業(yè)云平臺(tái)上

七、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的意義

1、推動(dòng)工廠管理軟件之間的信息交互，目前很多企業(yè)在工廠內(nèi)部已經(jīng)部署了—些管理軟件，如研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)軟件、生產(chǎn)管理軟件、客戶管理軟件CRM、供應(yīng)鏈管理軟件SCM等，但有些企業(yè)的這些管理軟件之間缺乏有效的信息交互與集成，應(yīng)推動(dòng)這些管理軟件之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)

2、推進(jìn)全面數(shù)據(jù)感知采集，包括采集機(jī)器、在制品等運(yùn)行狀態(tài)信息，采集生產(chǎn)環(huán)境信息，并可以考慮從工業(yè)控制系統(tǒng)采集必要的數(shù)據(jù)

3、考慮部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)邊緣數(shù)據(jù)分析處理智能，同時(shí)構(gòu)建邊緣數(shù)據(jù)控制閉環(huán)，滿足邊緣實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)安全等要求

4、利用云和大數(shù)據(jù)技術(shù)，推動(dòng)工廠內(nèi)部數(shù)據(jù)集成分析，同時(shí)構(gòu)建決策反饋閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的控制以及各種智能管理決策應(yīng)用

5、構(gòu)建綜合反饋閉環(huán)，在工業(yè)云平臺(tái)大數(shù)據(jù)集成與分析基礎(chǔ)上，建立從工業(yè)云平臺(tái)到企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)的綜合性分析反饋閉環(huán)，提升工廠內(nèi)外的聯(lián)動(dòng)

總結(jié)：經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)核心關(guān)鍵技術(shù)加速成熟，大企業(yè)聚焦具體場(chǎng)景、圍繞特定需求、定制化的開(kāi)發(fā)一套完整的平臺(tái)方案已經(jīng)不存在無(wú)法克服的技術(shù)壁壘，但如何低成本、快速、靈活的向中小企業(yè)提供通用化平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)，依然是平臺(tái)技術(shù)體系中的核心難題。

參考文獻(xiàn)

[1]工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)白皮書(shū).P22

[2]金芹 丁璽霖.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社.P39