*工业*工业互联网的现状、问题、可能方案及未来

工业互联网想要同互联网一样互联互通,需要工业数据开放、共享、交换。想要做到这一点,构建整个工业互联网系统的基础和难点——能否解决好IOT工业现场的技术和工程问题,往往是决定工业互联网项目能否成功实施的关键基础。

近年来,各工业大国相继出台工业振兴或改革计划,最具代表性的有:美国在2012年推出的先进制造国家战略计划;2013年德国在产业巨头西门子、SAP的推动下推出工业4.0发展计划,提出以互联网技术推动第四次工业革命;中国于2015年推出《中国制造2025》发展规划纲要等,均在全球范围引起巨大反响。各国因为各自宏观经济、竞争优势、产业现状不同,各个工业计划侧重也有所不同。经过数年发展,各国工业发展计划趋势上殊途同归,都是以智能制造为目标,以巩固或增强基础工业如材料、设备等为基础,互联网与工业技术融合为关键,以工业大数据、人工智能技术为突破,力求在未来的全球化生产价值链中占据优势地位。

原文标题:“工业互联网方兴未艾,做好工业现场数据管理是破局关键”;文章来源:ofweek物联网;作者:老刘同学。

从技术分析角度来看,智能化制造的基本思路,是利用工业产生的大数据,采用人工智能算法实现智能化设计、生产、服务决策。所谓的智能化,套用人工智能看法,对于工业领域来说,“弱人工智能”至少需要包括对于现场(无论是哪一个环节的)数据的感知,计算,基于模型的实时反馈,对未来的预测。

2018年被称为工业互联网的风口之年。随着国家针对工业互联网行业未来发展的相应指南和一系列规划的出炉,越来越多的企业开始进入工业互联网的圈子。在这些企业中,除了有大批的工业互联网技术、产品和服务的供应商之外,更有大量对工业互联网和智能制造有着极高期许的用户企业。

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根据资料显示,2017年我国工业互联网直接产业规模约为5700亿元。在2017到2019年期间,预计产业规模将以18%的年均增速增长,至2020年时将至万亿元规模。

因此数字化和网络化是智能化的前提。如果要实现以上的要求,必须要有一下几个条件:

工业互联网和智能制造的三部曲

1、大量的、多种的数据,包括工业价值链的各个环节、现场的环境、用户的行为等等

工业互联网,并不是简单的“工业自动化+互联网”,而是一种实现深度两化融合的工具或方法。工业互联网的出现,代表的是一种普适性的工业数据开放、共享和交换的方法,而不是一个或几个特定的行业应用。

2、工业现场的设备具备必需的计算能力,并且互联互通

目前对工业互联网的认知普遍存在着一些误区。例如,认为工业设备的联网就是工业互联网,或者把所有的工业自动化控制系统“上云”就是工业互联网。实质上,要理解工业互联网的本质,可以从理解互联网的本质开始。

3、工业网络能够市场必需的带宽、必需的实时性和安全性等

从表面看,互联网无非是将全世界的计算机联在一起,构成的一个通讯网络。但是,这只是互联网的物理表征。互联网实际的本质,是一个全球数据和信息的开放、共享和交换的中心。正是有了这海量信息的互联互通,才造就了互联网市场的繁荣,并催生出了越来越多以互联网为基础的新兴商业形态。

4、计算机系统具有处理大量非结构化数据的能力

所以,如果说互联网是把以“自然人”或“自然人的社会活动”所产生的数据信息进行“联网”的话,那工业互联网就是一个将工业现场的“物数据”(物数据,是指在工业现场设备在其存续和活动期间,由其产生的所有数据的总称。从横向来看,它包括由设备产生或与设备相关的各类数据,主要包括生产数据以及设备本体的运行/维护数据;从纵向上来看,它包括了数据的全生命周期中的所有信息)从封闭的工业体系中解放出来,置入一个开放互联的崭新环境的革命性突破。

在工业,包括能源、矿场、制造、建筑、基础设施等领域,现场数据来自于分布现场各个角落的传感、经由工业网络传输到负责数据采集的计算机当中。这就要求了我们必须要正视目前的现状和问题:OT网络与IT网络的隔离

众所周知,以工业自动化技术为代表的工业现场技术,是一种高安全性、高实时性、面向过程的封闭系统。在其运行的过程中,除了与人机交互及工艺控制相关的关键数据会进行记录和存储之外,大量的过程数据,都只是作为每一个控制周期中各个生产环节进行有效性判定的依据,在每个控制周期的循环走完之后,这些数据都会被新的过程数据所替代,而不会被进行保留。但是,在进入智能制造的时代之后,越来越多的专家认识到,这些以往被“阅后即焚”过程数据如果能被持续不断地累积下来,将成为实现工业智能化和智慧化的关键。

什么是OT与IT,operation technology与information technology,工业自动化和信息化中,最重要的就是OT技术,现场控制,以PLC为代表的现场控制设备,以工控机为代表的现场数据汇集计算机,以及以工业网络为代表的现场网络。IT也就是通常所说的企业内部信息网络,包括商用计算机等。

工业智能制造,简而言之,可以分为三部曲,即数字化、数值化和智能化。

什么造成了OT与IT的分离,实际上无论是现场网络还是工业用计算机,广义的说,包括PLC在内的工业用计算机,都是脱胎与普通的计算机以及互联网的产物。只是由于工业现场、设备等对于计算机和网络的特殊要求,造成了工业用的计算设备和网络与现在民用领域有很大的不同。

数字化:产线从老式的纯人工手动操作,改变为带有自动化系统控制的半自动/全自动产线;

PLC诞生于通用汽车对现场控制设备的要求:稳定,可靠,替代硬连线的继电器开关。

数值化:将生产环节中的关键数据进行数值化和可视化处理,并与MES及ERP等管理系统进行对接,实现生产管理的透明化、可视化和可量化;

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智能化:基于对海量生产过程数据和运维过程数据的积累和分析,从而得到针对产线不同环节进行优化和提升的策略,进而在自动化系统极限之上,进一步获得“减负增效”的效果。

世界上第一款PLC和设计团队The Modicon team

当工业智能制造进入智能化的阶段时,单纯的OT技术和IT技术已经无法满足其智能化的需要,而工业互联网,几乎就是为工业智能制造最新阶段量身定制的“最佳搭档”。

对现场网路的要求催生了工业现场网:实时性、分布式,可靠性、安全性。

工业互联网市场格局的现状

(未完待续)

工业互联网的价值核心在于通过对工业OT现场数据的完整获取和分析,为制造企业提供从基础到高级的各类IoT应用服务。其价值变现的核心在于通过提高企业生产能力(提升产量、良品率、降低次品率等)和降低企业生产运维成本来实现。

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