張朝 中國電子報
編者按：當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為新基建的熱點，李克強(qiáng)總理也要求“依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加快上線上云”，同時工信部最新發(fā)布了《關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》，提出“加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在裝備、機(jī)械、汽車、能源、電子、冶金、石化、礦業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)重點行業(yè)的融合創(chuàng)新，突出差異化發(fā)展，形成各有側(cè)重、各具特色的發(fā)展模式”。基于此，為探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺垂直行業(yè)落地路徑，賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室圍繞鋼鐵、石化、風(fēng)電、航空航天、家電、工程機(jī)械等十余個行業(yè)，形成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路系列報告。
鋼鐵行業(yè)作為我國重要的原材料流程制造行業(yè)，具備生產(chǎn)流程長、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、供應(yīng)鏈冗長等典型特征，當(dāng)今正面臨設(shè)備維護(hù)成本高、工業(yè)知識隱形程度高、下游需求日益?zhèn)€性化、環(huán)保壓力增大等挑戰(zhàn)，亟需圍繞設(shè)備管理、生產(chǎn)管控、供應(yīng)鏈管理、環(huán)保管理等方面開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型。連接全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，正是鋼鐵行業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的首選路徑，但是在落地應(yīng)用中存在諸多問題?；诖?，研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺如何在鋼鐵行業(yè)中規(guī)模化落地具有重要意義，有利于推動我國鋼鐵行業(yè)關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備管理、生產(chǎn)工藝全過程管控、全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同以及能耗管理向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級，深化鋼鐵行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，開創(chuàng)鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新局面，實現(xiàn)從鋼鐵大國向鋼鐵強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。
一、鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢分析
（一）設(shè)備管理由傳統(tǒng)維護(hù)向智能維護(hù)轉(zhuǎn)變
鋼鐵企業(yè)通常部署有高爐等眾多高價值設(shè)備，以往只能采取事后維護(hù)或者基于主觀經(jīng)驗判斷和固定失效周期的定期維護(hù)，很難準(zhǔn)確識別設(shè)備故障并維修，容易造成產(chǎn)線停滯和生產(chǎn)安全等重大問題。隨著智能傳感器和通信技術(shù)的興起，實時監(jiān)測高爐等設(shè)備的溫度、壓力、流量等各種工況數(shù)據(jù)成為了現(xiàn)實，基于此可實現(xiàn)設(shè)備故障的自感知、自分析和自決策，做好設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)，減少維護(hù)成本，提高設(shè)備的可靠性，并保障生產(chǎn)的通暢運轉(zhuǎn)。
（二）生產(chǎn)工藝由黑箱式向透明化轉(zhuǎn)變
鋼鐵行業(yè)是典型的長流程行業(yè)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對工藝知識的依賴程度很高。很長一段時間，鋼鐵企業(yè)的冶煉工藝、冶煉配方、設(shè)備維護(hù)、經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)的正常運轉(zhuǎn)，只能依靠隱形程度很高的人工經(jīng)驗，容易造成工人技術(shù)水平參差不齊和產(chǎn)品質(zhì)量波動。隨著信息技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的深度滲透，隱形的生產(chǎn)經(jīng)驗被挖掘、提煉，并封裝顯性化軟件模型，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝透明化，更有效指導(dǎo)實際生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和安全水平。
（三）供應(yīng)鏈體系由局部協(xié)同向全局協(xié)同轉(zhuǎn)變
庫存一直是鋼鐵行業(yè)的一大管理痛點，主要源于對上下游產(chǎn)業(yè)的信息盲區(qū)，并且家電、汽車等下游產(chǎn)業(yè)對鋼材的需求日益?zhèn)€性化，加大了作出科學(xué)高效采銷決策的難度。鋼鐵行業(yè)傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈只能靠契約合同保障，信息孤島化問題提出，物料信息難以在供應(yīng)鏈中實現(xiàn)跨環(huán)節(jié)的自由流通，大大增加了企業(yè)運營成本。鋼鐵企業(yè)可將ERP、SCM等信息系統(tǒng)集成用于供應(yīng)鏈整合，構(gòu)建上下游信息流通渠道，結(jié)合產(chǎn)品需求、原料供給和產(chǎn)能配置，及時調(diào)整生產(chǎn)計劃，提高產(chǎn)能利用率，減少庫存積壓，保障訂單穩(wěn)定到期兌現(xiàn)。
（四）環(huán)保管理由粗放型向清潔型轉(zhuǎn)變
作為我國支柱產(chǎn)業(yè)的鋼鐵行業(yè)也是高耗能、高污染、高排放的代表性行業(yè)，在國家大力治理環(huán)境污染時，行業(yè)面臨的環(huán)保成本急劇上升。鋼鐵行業(yè)急需轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，重視環(huán)保管理水平提升，加快由以前單純追求產(chǎn)量擴(kuò)張的粗放型生產(chǎn)方式向追求優(yōu)質(zhì)低碳的清潔型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。而物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，可以幫助鋼鐵企業(yè)實時采集、監(jiān)測、分析各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗和排污情況，集中企業(yè)資源對重點環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝優(yōu)化或設(shè)備升級，提高企業(yè)清潔型發(fā)展水平。
二、鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺典型應(yīng)用場景及實踐
（一）設(shè)備全生命周期管理
鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可實時采集高爐等高價值設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備故障診斷模型，自動預(yù)警設(shè)備故障并確定最優(yōu)設(shè)備維護(hù)方案，實現(xiàn)設(shè)備預(yù)測性維護(hù)。
一是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。鋼鐵企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實時采集高爐等設(shè)備工作溫度、工作環(huán)境和應(yīng)力分布等狀態(tài)數(shù)據(jù)，并做可視化處理，增強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的可靠程度。
二是設(shè)備故障診斷。綜合利用采集的設(shè)備數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備故障診斷模型，對設(shè)備故障進(jìn)行分析和預(yù)警，避免設(shè)備故障引發(fā)的生產(chǎn)停滯和安全問題。
三是設(shè)備維護(hù)仿真。根據(jù)設(shè)備故障位置和重要性，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在賽博空間中仿真模擬維護(hù)方案，并選出可靠的維護(hù)方案，保障企業(yè)正常生產(chǎn)。
四是設(shè)備創(chuàng)新設(shè)計。將高爐等生產(chǎn)設(shè)備運行監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋至設(shè)備生產(chǎn)商，結(jié)合性能需求和應(yīng)用環(huán)境，全方位模擬設(shè)備運行狀態(tài)，確定最佳設(shè)備生產(chǎn)方案，形成良性的設(shè)備迭代優(yōu)化閉環(huán)。
例如，寶鋼集團(tuán)面向鋼鐵行業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程運維建立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，促進(jìn)了設(shè)備維修實現(xiàn)從被動處理到主動管控、從單一數(shù)據(jù)專項分析到大數(shù)據(jù)綜合分析、從基于經(jīng)驗的預(yù)防性維修到基于數(shù)據(jù)的預(yù)測性維修、從單純反饋設(shè)備狀態(tài)到提供整體解決方案的四個轉(zhuǎn)變，為企業(yè)帶來了顯著經(jīng)濟(jì)效益，使設(shè)備運維成本降低5%以上、檢修作業(yè)效率提升10%以上、設(shè)備整體效率提升5%以上、備件使用效率提升10%，并每年為企業(yè)帶來基于平臺增加的社會市場技術(shù)服務(wù)費約2000萬元以上。
（二）智能化生產(chǎn)
鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可將生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程管控、產(chǎn)品質(zhì)量管理等領(lǐng)域涉及的工業(yè)知識顯性化為工業(yè)機(jī)理模型，結(jié)合實際采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。
一是生產(chǎn)工藝優(yōu)化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可應(yīng)用人工智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，在賽博空間對鋼鐵的工藝配方、工藝流程等方面進(jìn)行全方位、超逼真的模擬仿真，得到產(chǎn)品最佳生產(chǎn)工藝方案，縮短產(chǎn)品上市周期。
二是生產(chǎn)過程管控。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可將生產(chǎn)過程中涉及的工藝知識、工業(yè)經(jīng)驗等技術(shù)要素封裝化并顯性化為可調(diào)用的機(jī)理模型，結(jié)合采集的設(shè)備、環(huán)境、材料等參數(shù)，確定最優(yōu)加工計劃，提升生產(chǎn)效率。
三是產(chǎn)品質(zhì)量管控。通過在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺部署生產(chǎn)質(zhì)量分析模型，可采用機(jī)器視覺等技術(shù)，采集和分析產(chǎn)品全過程質(zhì)量數(shù)據(jù)，持續(xù)迭代優(yōu)化閉環(huán)控制體系，實現(xiàn)全流程產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤及自動控制，提升產(chǎn)品質(zhì)量控制精度。
例如，東方國信利用在機(jī)理模型和大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域積累的技術(shù)優(yōu)勢，開發(fā)了適用于煉鐵行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，在工藝優(yōu)化、生產(chǎn)管控和質(zhì)量管理等環(huán)節(jié)為鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)了降本增效的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。酒鋼集團(tuán)在實施煉鐵平臺之后，鐵水質(zhì)量穩(wěn)定性提高了20%，單座高爐每年降低了成本2400萬元，冶煉效率提升了10%。
（三）供應(yīng)鏈協(xié)同
鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可匯聚整理產(chǎn)業(yè)鏈物料信息和產(chǎn)能信息，結(jié)合下游實際需求和企業(yè)生產(chǎn)能力，制定科學(xué)的生產(chǎn)計劃，滿足零庫存運營要求，實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)同。
一是產(chǎn)業(yè)鏈物料流通協(xié)同。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可與上下游企業(yè)建立互通互聯(lián)的數(shù)據(jù)通道，動態(tài)監(jiān)測上游原材料供給情況，輔助原材料采購決策；搜集整理下游企業(yè)訂單和產(chǎn)品定制信息，自動生成生產(chǎn)計劃，對產(chǎn)品進(jìn)行個性化加工和精準(zhǔn)化配送。
二是社會范圍生產(chǎn)能力協(xié)同。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺整理訂單信息和其他鋼鐵企業(yè)的基本信息，動態(tài)匹配產(chǎn)品性能要求和鋼廠的生產(chǎn)工藝水平，通過訂單共享實現(xiàn)產(chǎn)能共享，提高鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能利用率。
例如，南京鋼鐵積極適應(yīng)下游個性化需求，通過構(gòu)建面向供應(yīng)鏈管理的制造云平臺，提供“JIT+C2M模型的定制服務(wù)”，尋找“個性化定制”和“大規(guī)模生產(chǎn)”之間的最佳平衡點，使企業(yè)設(shè)計成材率提高0.15%、每噸產(chǎn)品附加值提升近百元、整票合同兌現(xiàn)率提升至98.94%、用戶滿意度提升至94.26%。
（四）綠色化生產(chǎn)
鋼鐵行業(yè)的能耗和環(huán)保問題日益突出，鋼鐵企業(yè)可采集各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能源消耗和污染物排放數(shù)據(jù)，找出問題嚴(yán)重的環(huán)節(jié)，并進(jìn)行工藝優(yōu)化和設(shè)備升級，降低能耗成本和環(huán)保成本，實現(xiàn)清潔低碳的綠色化生產(chǎn)。
一是節(jié)能降耗。貫穿鋼鐵企業(yè)整個生產(chǎn)過程的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過建設(shè)能源管控中心，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、能源消耗數(shù)據(jù)的自動實時采集、集中監(jiān)視，并基于數(shù)據(jù)進(jìn)行能源智能管理、能源供需平衡、能源預(yù)測優(yōu)化，生成高效的能源利用方案，減少能耗成本。
二是治污減排。鋼鐵企業(yè)可在各工藝設(shè)備的排污口設(shè)置智能監(jiān)測傳感器，將實時采集的排污數(shù)據(jù)傳輸至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，綜合分析鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的有毒有害物質(zhì)的排放情況，確定工藝優(yōu)化和設(shè)備升級方案，減少對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。
例如，酒鋼集團(tuán)是我國西部最大的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，其原燃料主要依賴自產(chǎn)，原燃料質(zhì)量差并且質(zhì)量波動幅度大，高爐類型多樣化，因反應(yīng)器“黑箱”特性，其能耗成本和環(huán)保成本一直居高不下。在實施了東方國信煉鐵平臺后，酒鋼集團(tuán)單座高爐每年減少碳排放20000噸。東方國信預(yù)期整個鋼鐵行業(yè)推行Cloudiip平臺后，每年將為我國鋼鐵行業(yè)降低100億元成本和1000萬噸碳排放。
三、推進(jìn)應(yīng)用場景落地的著力點
（一）聚焦數(shù)據(jù)流通質(zhì)量，打造高效邊云協(xié)同體系
一是增設(shè)智能傳感器，通過在設(shè)備、車間等區(qū)域部署熱成像儀、壓力傳感器、振動傳感器、軌跡識別傳感器等具備邊緣計算能力的智能終端，提前過濾無用的冗余數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)采集數(shù)據(jù)。二是完善數(shù)據(jù)解析體系，面向鋼鐵企業(yè)中的關(guān)系數(shù)據(jù)、時序數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)等海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，建立高效的數(shù)據(jù)解析體系，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨領(lǐng)域流通。三是建立大數(shù)據(jù)共享中心，在云端匯聚設(shè)備、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈等數(shù)據(jù)資源，根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求，通過跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)的互相調(diào)用，激發(fā)數(shù)據(jù)資產(chǎn)活力，以數(shù)據(jù)的全局自由流動帶動資源配置的全局優(yōu)化。
（二）圍繞工藝流程優(yōu)化，提高機(jī)理模型供給能力
一是圍繞設(shè)備管理，開發(fā)鋼鐵行業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測類模型、設(shè)備故障分析類模型、設(shè)備維護(hù)類模型等，提高設(shè)備資產(chǎn)管理水平。二是圍繞產(chǎn)線管理，開發(fā)鋼鐵行業(yè)物料管理類模型、質(zhì)量管控類模型、生產(chǎn)工藝優(yōu)化類模型、生產(chǎn)配方優(yōu)化類模型、全流程排程優(yōu)化模型、節(jié)能降耗類模型等，優(yōu)化生產(chǎn)過程管控能力。三是圍繞企業(yè)經(jīng)營管理，開發(fā)鋼鐵行業(yè)供應(yīng)鏈管理模型、訂單管理模型、財務(wù)管理模型等，構(gòu)建高效供應(yīng)鏈協(xié)同體系。四是開發(fā)模型綜合管理平臺，匯聚機(jī)理模型資源，實現(xiàn)模型的標(biāo)簽化管理、智能化搜索和精準(zhǔn)化調(diào)用。
（三）堅持行業(yè)痛點導(dǎo)向，完善特定場景解決方案
一是圍繞設(shè)備全生命周期管理，梳理鋼鐵行業(yè)各機(jī)械設(shè)備在狀態(tài)監(jiān)測、故障分析、維護(hù)作業(yè)等環(huán)節(jié)的痛點，針對特定問題，綜合調(diào)用機(jī)理模型，形成特定設(shè)備專用預(yù)測性維護(hù)方案。二是圍繞智能化生產(chǎn)，挖掘鋼鐵行業(yè)在工藝設(shè)計、流程排程、質(zhì)量管理等環(huán)節(jié)的痛點，按需調(diào)用機(jī)理模型形成特定場景的解決方案。三是圍繞供應(yīng)鏈協(xié)同，分析鋼鐵行業(yè)傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中信息流通堵點和供需錯配問題，結(jié)合企業(yè)硬件設(shè)施和運營環(huán)境，構(gòu)建供應(yīng)鏈管理解決方案。四是圍繞綠色化生產(chǎn)，整合鋼鐵行業(yè)在能耗和排污方面粗放型管理的問題，明確環(huán)保監(jiān)測、分析等環(huán)節(jié)的痛點，集成機(jī)理模型，形成提高環(huán)保管理水平的解決方案。
（四）重視平臺安全防護(hù)，建立高度可靠安全系統(tǒng)
一是夯實設(shè)施安全。圍繞鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、服務(wù)器、主機(jī)等基礎(chǔ)硬件設(shè)施的安全接入，部署網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議和容災(zāi)備份系統(tǒng)。二是強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全。明確鋼鐵行業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)在收集、存儲、處理、轉(zhuǎn)移、刪除等環(huán)節(jié)的安全保護(hù)要求，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)安全模型強(qiáng)化防竊密、防篡改和數(shù)據(jù)備份等安全防護(hù)措施。三是建立安全管理體系。圍繞鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺安全監(jiān)督檢查、風(fēng)險評估、數(shù)據(jù)保護(hù)等方面建立健全安全管理制度，強(qiáng)化自檢查、自糾正的安全管理閉環(huán)。
作者張朝供職于賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室
宋穎昌 中國電子報
風(fēng)電行業(yè)具有風(fēng)場設(shè)計周期長、設(shè)備維護(hù)成本高、并網(wǎng)協(xié)調(diào)效率低、棄風(fēng)漏電壓力大等痛點問題，制約著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展的產(chǎn)物，正結(jié)合風(fēng)電產(chǎn)業(yè)地理位置偏僻、資本技術(shù)密集、發(fā)電波動性大等特征，以設(shè)備智能化運維、風(fēng)場數(shù)字化管理、精準(zhǔn)柔性供電等場景為切入點，加速風(fēng)電行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。基于此，我們對風(fēng)電行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案進(jìn)行了專題研究，深入剖析了風(fēng)電行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案，同時，該報告對其他新能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑的探討同樣具有借鑒意義。
一、風(fēng)電行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢分析
（一）數(shù)據(jù)采集：由底層互聯(lián)向全面感知轉(zhuǎn)變
數(shù)據(jù)采集是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、運營的關(guān)鍵基礎(chǔ)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集周期長、成本高、精度低，難以滿足風(fēng)場精細(xì)化設(shè)計和運營需求，容易造成投資方損失。隨著智能傳感器和通信技術(shù)的興起，更加實時、全面、精細(xì)的數(shù)據(jù)采集成為可能，能夠為風(fēng)場設(shè)計建立更加精密的風(fēng)資源圖譜，為設(shè)備運行建立齒輪、軸承等更加微觀細(xì)致的數(shù)字模型，為風(fēng)場管理提供準(zhǔn)確有效的氣象、能源等數(shù)據(jù)輸入以應(yīng)對雷擊、臺風(fēng)、霧霾等不同場景需求，從而為智能選址設(shè)計、生產(chǎn)性能提升、管理決策優(yōu)化等提供有效數(shù)據(jù)支撐。
（二）設(shè)備維護(hù)：由人工調(diào)試向智能運維轉(zhuǎn)變
風(fēng)場一般處于人煙稀少、位置偏僻、環(huán)境惡劣的地區(qū)，不適宜維護(hù)人員長期駐扎。特別對于海上風(fēng)電來說，后期運營維護(hù)費用占到總成本的一半以上。此外，由于風(fēng)電行業(yè)前期跳躍式發(fā)展、參與方良莠不齊、缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等原因，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組在實際運維中容易存在運行不穩(wěn)、故障頻發(fā)等問題。目前國內(nèi)風(fēng)電運維仍然以糾正型運維為主，后期設(shè)備維護(hù)成本較高。結(jié)合5G無人機(jī)、巡檢機(jī)器人等智能產(chǎn)品遠(yuǎn)程巡檢設(shè)備運行情況，有利于在云端對設(shè)備運行與環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，開展預(yù)測性維護(hù)與備品備件管理，減少設(shè)備停機(jī)維護(hù)帶來的損失，提高運維數(shù)字化、智能化水平。
（三）風(fēng)場管理：由單場單管向虛擬集成轉(zhuǎn)變
一方面，隨著國家能源局做出新能源電價調(diào)整的戰(zhàn)略決策，風(fēng)電和火電價格將趨同保持一致，壓縮風(fēng)電利潤空間，倒逼企業(yè)提高生產(chǎn)效能。另一方面，由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃、風(fēng)預(yù)測精度低、電網(wǎng)不配套等原因，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)限電棄風(fēng)壓力較大，容易造成資源浪費。通過綜合運用數(shù)字孿生、VR等技術(shù)構(gòu)建“數(shù)字風(fēng)場”，對大氣環(huán)境、設(shè)備運行、電力輸送等建立虛擬模型，有利于依托大數(shù)據(jù)分析開展集群運行參數(shù)優(yōu)化，助力實現(xiàn)風(fēng)電產(chǎn)量精準(zhǔn)預(yù)測，為管理者直觀反饋風(fēng)場運行情況，優(yōu)化運行控制策略執(zhí)行，提高風(fēng)場發(fā)電效率。
二、風(fēng)電行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺典型應(yīng)用場景及實踐
（一）虛擬風(fēng)場設(shè)計
依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計虛擬數(shù)字風(fēng)場，有利于提高設(shè)計精度，減短設(shè)計周期，有效降低了風(fēng)場建設(shè)設(shè)計過程中的不確定性。一是宏觀輔助選址?；诨ヂ?lián)網(wǎng)平臺的計算能力與地理信息資源，結(jié)合激光雷達(dá)、無人機(jī)等勘探技術(shù)建立三維仿真模型，實現(xiàn)宏微觀地理選址與場區(qū)推薦。二是機(jī)群優(yōu)化排布。通過定制化風(fēng)場仿真建模實現(xiàn)機(jī)組最優(yōu)排布、集群尾流優(yōu)化、工程精準(zhǔn)計劃等自動化設(shè)計，合理利用不同密度的風(fēng)力資源。三是風(fēng)場個性定制。依托平臺針對風(fēng)場特有的風(fēng)況特征、地形條件等進(jìn)行定制化設(shè)計，節(jié)約工程建設(shè)成本，控制風(fēng)電場投資風(fēng)險。
例如，金風(fēng)科技依托金風(fēng)云平臺打造風(fēng)場數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，圍繞環(huán)境、風(fēng)機(jī)、道路等建立高精度三維仿真模型，實現(xiàn) “分鐘級”集電線路自動規(guī)劃與“秒級”智能選址，縮短了設(shè)計周期，提高了設(shè)計精度，推動風(fēng)電場投資回報率提升1%~3%，投資估算誤差小于3%。
（二）設(shè)備預(yù)測維護(hù)
樹根互聯(lián)、東方國信、徐工集團(tuán)等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將減少設(shè)備停機(jī)檢修損失、開展預(yù)測性維護(hù)作為切入點，以風(fēng)機(jī)為核心實現(xiàn)覆蓋風(fēng)電設(shè)備全生命周期的故障預(yù)測和主動維修，有效降低平準(zhǔn)化維護(hù)成本。一是精準(zhǔn)故障定位。依托平臺建立故障智能診斷模型，基于專家?guī)旌妥詫W(xué)習(xí)機(jī)制，縮減人工挑選有用變量的成本與時間，快速實現(xiàn)設(shè)備故障定位。二是設(shè)備預(yù)測維護(hù)?；谄脚_分析預(yù)測風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件變化趨勢、產(chǎn)品壽命和潛在風(fēng)險，對零部件庫存、運輸和更換開展主動管理，搶占維修窗口期，減少風(fēng)機(jī)停機(jī)、飛車倒塔等損失。三是虛擬輔助維修，基于數(shù)字孿生技術(shù)打造風(fēng)機(jī)故障實驗?zāi)M平臺，通過數(shù)字樣機(jī)積累設(shè)備維護(hù)知識庫與解決方案檢索庫，提高故障處理效率。
例如，巴盟風(fēng)電整合風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的設(shè)計、環(huán)境、運行、運維檔案等數(shù)據(jù)資源，建立設(shè)備健康管理模型，打造具備故障診斷預(yù)測、產(chǎn)品健康管理和壽命預(yù)估等功能的綜合管理系統(tǒng)，使關(guān)鍵零部件故障可提前72小時預(yù)警，次生事故可降低90%，減少直接和間接損失近千萬元。
（三）風(fēng)場管理優(yōu)化
企業(yè)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建立場級運行管理模型，有利于精確預(yù)測發(fā)電區(qū)間，優(yōu)化電網(wǎng)功率負(fù)荷，探索分布式能源管理，提升風(fēng)場管理水平。一是發(fā)電效能提升。依托通過調(diào)整風(fēng)機(jī)控制提高機(jī)組出力，帶動風(fēng)場整體效能提升。二是集約管理優(yōu)化。基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺整合風(fēng)電開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，匯聚前期工作、工程建設(shè)和生產(chǎn)運營等環(huán)節(jié)關(guān)鍵要素，提高風(fēng)場管理水平，支撐風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展化。三是柔性協(xié)調(diào)供電?；诖髷?shù)據(jù)精準(zhǔn)預(yù)測發(fā)電量區(qū)間，與火電、太陽能等能源實現(xiàn)協(xié)同增效，降低供電整體波動性。
例如，昆侖數(shù)據(jù)與國網(wǎng)青海電力聯(lián)合打造“綠能互聯(lián)”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，接入負(fù)荷側(cè)大用戶并開展能耗監(jiān)測業(yè)務(wù)，通過對風(fēng)機(jī)集群進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)糾偏與參數(shù)優(yōu)化，推動電廠發(fā)電量提升1%-5%，新能源電廠人員成本降低超過20%，電廠備件消耗平均降低10%。
三、推進(jìn)應(yīng)用場景落地的著力點
（一）關(guān)注底層數(shù)據(jù)采集，加速設(shè)備上云上鏈
一是以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，建立底層數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)制，實現(xiàn)升壓站、風(fēng)電機(jī)組、靜止無功發(fā)生器等設(shè)備上云與動態(tài)監(jiān)控。二是依托區(qū)塊鏈技術(shù)，加快傳動鏈、軸承、齒輪箱等關(guān)鍵部件運行數(shù)據(jù)上鏈，為后續(xù)的備件生產(chǎn)和維修策略制定提供安全、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐。三是完善風(fēng)電企業(yè)內(nèi)網(wǎng)體系，打通電力輸送、變電管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流通網(wǎng)絡(luò)，拓展數(shù)據(jù)采集方式，提高數(shù)據(jù)采集效率。
（二）夯實模型構(gòu)建基礎(chǔ)，強(qiáng)化重點模型培育
一是綜合考慮地理、氣候、運輸?shù)纫蛩亟L(fēng)力資源模擬、集群影響分布、虛擬風(fēng)場設(shè)計等模型，降低設(shè)計與建設(shè)的不可確定性。二是與高等院校、科研院所加強(qiáng)合作，針對風(fēng)機(jī)螺旋載荷、葉片結(jié)冰預(yù)警、軸承壽命預(yù)測等建立重點應(yīng)用模型庫，三是培育積累能源錯峰分布、集群效率提升等管理模型，加快運營管理經(jīng)驗沉淀并實現(xiàn)模型的標(biāo)簽化管理、智能化搜索與精準(zhǔn)化調(diào)用。
（三）聚焦重點應(yīng)用場景，深化解決方案應(yīng)用
一是打造設(shè)備級解決方案，圍繞葉片結(jié)冰預(yù)警、軸承健康管理、齒輪故障預(yù)測等領(lǐng)域培育一批穩(wěn)定高效的殺手級工業(yè)APP。二是打造場級解決方案，圍繞風(fēng)場功率預(yù)測、氣象變化應(yīng)對、風(fēng)場能量分布等場景建立風(fēng)電解決方案庫，加快風(fēng)場生產(chǎn)效率提升。三是打造產(chǎn)業(yè)鏈級解決方案，整合地方風(fēng)電產(chǎn)業(yè)各方資源，打造新能源錯峰調(diào)配、風(fēng)電消納擴(kuò)容等綜合場景解決方案，提升風(fēng)力資源應(yīng)用整體效率。
（四）提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同水平，加快服務(wù)模式創(chuàng)新
一是提高風(fēng)場性能實時監(jiān)控與預(yù)測能力，探索打造風(fēng)光互補(bǔ)、風(fēng)水互補(bǔ)等區(qū)域分布式能源體系，實現(xiàn)供電、售電、用電協(xié)同運營。二是依托平臺充分挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，探索開展信用擔(dān)保、數(shù)據(jù)交易、融資租賃等商業(yè)模式創(chuàng)新，打造平臺務(wù)服務(wù)型風(fēng)電企業(yè)。三是探索售電輔助決策，開發(fā)智能報價、交易模擬、數(shù)據(jù)報告等功能，形成客戶分級管理、特色供電套餐等營銷模式，推動收益利潤增值。
（五）加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全管理，筑牢網(wǎng)絡(luò)安全防線
一是鼓勵編制平臺網(wǎng)絡(luò)攻擊應(yīng)急預(yù)案與運行指導(dǎo)手冊，引入工業(yè)防火墻、網(wǎng)閘等工控安全產(chǎn)品，定期開展相關(guān)培訓(xùn)與應(yīng)急演練。二是引導(dǎo)企業(yè)對照數(shù)據(jù)管理能力成熟度模型（DCMM）開展貫標(biāo)，制訂數(shù)據(jù)分類分級管理標(biāo)準(zhǔn)，按照系統(tǒng)特性定期異地備份數(shù)據(jù)。三是全面排查數(shù)據(jù)訪問漏洞，完善電力數(shù)據(jù)管理體系，確保滿足電網(wǎng)橫向隔離、縱向加密的安全要求。
作者宋穎昌系賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室副主任
王剛 中國電子報
家電行業(yè)具有技術(shù)更新速度快、產(chǎn)品研發(fā)周期短、產(chǎn)品同質(zhì)化程度高等特征，面臨市場趨于飽和、生產(chǎn)智能化水平低、供應(yīng)鏈協(xié)同難度大等痛點，海爾等家電企業(yè)正以個性化定制和供應(yīng)鏈整合為切入點，加速向生產(chǎn)方式柔性化、經(jīng)營管理平臺化、產(chǎn)品服務(wù)生態(tài)化等方向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺如何在家電行業(yè)落地，對探索傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要意義。
一、 家電行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢分析
(一)生產(chǎn)定制化
家電行業(yè)中消費者對產(chǎn)品的需求日趨多樣化，這對企業(yè)智能化生產(chǎn)能力提出了更高的要求。規(guī)模化定制作為一種新的生產(chǎn)模式，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺使用戶參與到從產(chǎn)品設(shè)計到成品生產(chǎn)的全過程，并將用戶需求直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)排單，實現(xiàn)以用戶為中心的個性定制與按需生產(chǎn)，在全面綜合成本、質(zhì)量、柔性和時間等競爭因素的前提下，有效地解決需求個性化與大規(guī)模生產(chǎn)之間的沖突，成為大多數(shù)龍頭家電企業(yè)轉(zhuǎn)型的方向。
(二)經(jīng)營平臺化
家電行業(yè)競爭的實質(zhì)是供應(yīng)鏈競爭，供應(yīng)鏈的運作能力是家電企業(yè)不可或缺的核心競爭力和戰(zhàn)略制高點。傳統(tǒng)家電企業(yè)的供應(yīng)鏈響應(yīng)周期長、響應(yīng)速度慢、協(xié)同管理手段缺失，導(dǎo)致供應(yīng)鏈整體運行效率低，形成過重的渠道庫存，影響產(chǎn)品的交付周期和用戶滿意度。在這種背景下，基于信息化手段，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提高各環(huán)節(jié)協(xié)作效率，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外部供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化，成為家電企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)注的焦點。
(三)產(chǎn)品服務(wù)化
隨著宏觀經(jīng)濟(jì)增長放緩，家電消費需求增速明顯回落，家電企業(yè)通過不斷豐富產(chǎn)品功能，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加速向附加值更高的產(chǎn)業(yè)鏈上游轉(zhuǎn)移。隨著新一代信息技術(shù)的快速迭代和不斷成熟，家電產(chǎn)品正從單純的功能性產(chǎn)品向智能化服務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，借助先進(jìn)的傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、自動控制等技術(shù)，實時感知用戶信息，通過平臺化統(tǒng)一管理和信息交互，為用戶提供全方位、定制化的家居體驗，推動企業(yè)由賣產(chǎn)品向賣解決方案轉(zhuǎn)型，形成新的競爭優(yōu)勢。
二、 家電行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺典型應(yīng)用場景及實踐
(一)柔性化生產(chǎn)
家電行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能夠快速響應(yīng)用戶需求，促進(jìn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)與用戶需求的深度交互，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。
一是產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建立定制化產(chǎn)品設(shè)計體系，使用戶全流程參與需求交互、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流交付等產(chǎn)品全過程，形成基于用戶數(shù)據(jù)驅(qū)動的閉環(huán)設(shè)計系統(tǒng)，提升產(chǎn)品設(shè)計效率。
二是采購供應(yīng)優(yōu)化。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采集匯聚傳感器、設(shè)備控制器、立體倉庫、AGV、物流機(jī)器人等設(shè)備數(shù)據(jù)，開展生產(chǎn)進(jìn)度、物料管理、企業(yè)管理等深度分析，實現(xiàn)排產(chǎn)、倉儲、運輸和追蹤的按需調(diào)度和優(yōu)化。
三是生產(chǎn)過程管控。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可與生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)建立互通互聯(lián)的數(shù)據(jù)通道，構(gòu)建生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)線、材料、工藝等數(shù)字模型，利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)驅(qū)動模型運行，按需優(yōu)化控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)、裝配環(huán)節(jié)的工藝流程、路徑規(guī)劃、控制參數(shù)及生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制程序，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。
例如，海爾集團(tuán)依托COSMOPlat平臺打造了15家互聯(lián)工廠，形成以用戶需求驅(qū)動的即需即供、彈性部署、橫向擴(kuò)展的柔性生產(chǎn)能力。以膠州互聯(lián)工廠為例，其中：生產(chǎn)效率提升60%;開發(fā)周期縮短50%以上;交貨周期縮短50%以上;運營成本下降20%。美的集團(tuán)通過打造M.IoT工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，構(gòu)建以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的全價值鏈運營，實現(xiàn)傳統(tǒng)家電制造工廠到精益制造、再到智能精益制造的轉(zhuǎn)型升級。以美的南沙工廠為例，其中：原材料和半成品庫存減少80%;整體制造效率提高44%;產(chǎn)品交付周期由20多天降到最多3天。
(二)供應(yīng)鏈協(xié)同
家電行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)跨部門間、跨企業(yè)間、企業(yè)與社會間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，促進(jìn)資源優(yōu)化配置和開放共享。
一是企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)鏈協(xié)同。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可實時獲取設(shè)備、工具、物料、人力等生產(chǎn)資源信息，跟蹤現(xiàn)場物料消耗，結(jié)合庫存情況進(jìn)行精準(zhǔn)配貨，實現(xiàn)生產(chǎn)、庫存的動態(tài)調(diào)整優(yōu)化，有效降低庫存成本。
二是企業(yè)間供應(yīng)鏈協(xié)同。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實時采集物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)操作數(shù)據(jù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù)、用戶感知數(shù)據(jù)和企業(yè)經(jīng)營數(shù)據(jù)，通過邊云協(xié)同實現(xiàn)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的橫向集成和縱向集成，推動設(shè)計、制造、供應(yīng)、服務(wù)等環(huán)節(jié)的并行組織和協(xié)同優(yōu)化，形成集中采購、協(xié)同設(shè)計、電商銷售、智慧物流、金融科技等創(chuàng)新服務(wù)。
例如，海爾集團(tuán)依托平臺整合研發(fā)資源、供應(yīng)商資源、用戶資源，構(gòu)建了基于平臺的共創(chuàng)共贏生態(tài)，為企業(yè)和用戶提供包括互聯(lián)工廠建設(shè)、協(xié)同制造、設(shè)備資產(chǎn)運維、供應(yīng)鏈金融等服務(wù)，形成平臺上供應(yīng)商、企業(yè)、用戶全鏈條的價值增值，實現(xiàn)由制造型企業(yè)向平臺型企業(yè)的轉(zhuǎn)型，其中：平臺集聚供應(yīng)商資源390萬家;服務(wù)企業(yè)數(shù)量4.3萬家;生態(tài)收入超過151億元。
(三)智能家居解決方案
家電行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺利用在產(chǎn)品上增加智能模塊實現(xiàn)產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)與家居環(huán)境感知，并利用大數(shù)據(jù)分析提供智能家居解決方案，推動企業(yè)由賣產(chǎn)品向賣服務(wù)拓展，有效延伸價值鏈條，擴(kuò)展利潤空間。
一是智能家電解決方案。通過將邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)引入到家電產(chǎn)品中，使其具有自感知、自適應(yīng)功能，基于平臺實現(xiàn)健康節(jié)能等服務(wù)。
二是整體解決方案。通過將各種家庭設(shè)備進(jìn)行云端連接，依托平臺對設(shè)備的環(huán)境數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)及用戶設(shè)置數(shù)據(jù)等進(jìn)行智能分析，實現(xiàn)家居環(huán)境控制、空氣質(zhì)量管理、家庭安全防護(hù)等綜合服務(wù)。
例如，松下電器以智能家電作為用戶數(shù)據(jù)入口，向附加值更高的產(chǎn)業(yè)鏈上游轉(zhuǎn)移，通過打造基于平臺的Ora智能家居解決方案，為用戶提供從智能單品到智能家居、從智能家居到家庭裝修的一體化綜合服務(wù)，實現(xiàn)企業(yè)由“賣產(chǎn)品”向“賣服務(wù)”轉(zhuǎn)型。其中，“家電DNA”已延伸至住宅、美容健康、車載、系統(tǒng)解決方案和B2B業(yè)務(wù)等領(lǐng)域;打造的“住空間”系統(tǒng)解決方案，預(yù)計2021年營收將達(dá)到600億元。
三、 推進(jìn)應(yīng)用場景落地的著力點
(一)構(gòu)建規(guī)模化定制生產(chǎn)能力，搶占用戶數(shù)據(jù)主導(dǎo)權(quán)
一是聚焦用戶需求，通過引入用戶參與生產(chǎn)全流程，依托平臺實現(xiàn)需求數(shù)據(jù)在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流銷售等環(huán)節(jié)的流通，形成用戶需求的深度挖掘、實時感知、快速響應(yīng)和及時滿足的能力。二是聚焦生產(chǎn)過程，通過在智能設(shè)備群、產(chǎn)線、車間等工業(yè)現(xiàn)場部署具備邊緣計算能力的智能終端，實時對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與反饋，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的動態(tài)管控優(yōu)化。
(二)構(gòu)建平臺化組織管理能力，整合供應(yīng)鏈上下游資源
一是聚焦企業(yè)層面，利用平臺打通設(shè)計、管理、供應(yīng)鏈等各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，推動企業(yè)內(nèi)頂層決策到底層生產(chǎn)的端到端集成，基于大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)進(jìn)行挖掘分析，實現(xiàn)扁平化管理和決策優(yōu)化。二是聚焦產(chǎn)業(yè)層面，構(gòu)建基于平臺的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，實現(xiàn)供需信息、制造資源、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新資源的匯聚，通過基于數(shù)據(jù)分析的重新組織，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源優(yōu)化配置與協(xié)同，形成新模式、新業(yè)態(tài)和新的利潤增長點。
(三)構(gòu)建基于平臺的產(chǎn)品生態(tài)，內(nèi)生外延打造系統(tǒng)解決方案
一是聚焦智能單品，通過置入微處理器、傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信等裝置，使家電產(chǎn)品可監(jiān)測、可控制、可優(yōu)化，形成單元級的產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)，依托平臺提供狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、預(yù)測預(yù)警、健康優(yōu)化等智能服務(wù)。二是聚焦智能家居，以家庭場景為中心，通過在家居設(shè)施中配置通用智能模塊，實現(xiàn)智能硬件間、智能硬件與平臺間的互聯(lián)和集成，通過對用戶家居全場景實時感知和智能控制，形成系統(tǒng)級的產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)，提供智能一體化的家居服務(wù)。
作者王剛供職于賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室
孫剛 中國電子報
工程機(jī)械行業(yè)具有設(shè)備產(chǎn)品多樣、生產(chǎn)過程離散、供應(yīng)鏈復(fù)雜的行業(yè)特征，面臨設(shè)備價值增值水平不高、供應(yīng)鏈資源調(diào)配效率低下、金融生態(tài)不完善等行業(yè)痛點，急需加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，全面提升研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、遠(yuǎn)程運維、客戶服務(wù)等環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平。徐工集團(tuán)、三一重工、中聯(lián)重科等國內(nèi)企業(yè)和uptake等國外企業(yè)以遠(yuǎn)程運維為切入點，日本小松以智慧施工為切入點，加速推動工程機(jī)械行業(yè)向設(shè)備維護(hù)智能化、綜合解決方案“交鑰匙化”方向加速轉(zhuǎn)型?；诖耍覀儗こ虣C(jī)械行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案進(jìn)行了專題研究，深入剖析了工程機(jī)械行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案，同時，該報告對其他高端裝備行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑的探討同樣具有借鑒意義。
一、工程機(jī)械行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢分析
(一)設(shè)備維護(hù)按需化
傳統(tǒng)以預(yù)防為主的定期維修無法有效處理潛在或突發(fā)的異常故障，也會產(chǎn)生諸多不必要的拆卸和安裝，造成過高的設(shè)備維護(hù)維修費用和額外的磨合損耗，甚至導(dǎo)致新的故障?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，在線采集設(shè)備性能、狀態(tài)參數(shù)等數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過一系列的統(tǒng)計算法和分析，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行過程中的健康狀態(tài)和存在的問題，按需求進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，節(jié)省人力物力，保障設(shè)備運行效率。
(二)備件管理精益化
傳統(tǒng)的倉儲模式能夠緩解一定的備件需求壓力，但是相應(yīng)的產(chǎn)生了包括存儲空間、物流調(diào)配、流轉(zhuǎn)資金等高昂的倉儲成本，還需要進(jìn)行備件管理，耗費人力物力。運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理，能夠提高備件流通效率，快速響應(yīng)生產(chǎn)和維修需求，即時調(diào)配、按需調(diào)配、智能調(diào)配，從而提高了生產(chǎn)和維修效率，節(jié)省現(xiàn)金流。
(三)產(chǎn)融結(jié)合在線化
由于工程機(jī)械設(shè)備單價高、行業(yè)金融體系不完善等原因，下游中小企業(yè)往往存在著資金短缺的問題，嚴(yán)重制約了行業(yè)生態(tài)的發(fā)展。依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行設(shè)備連接、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析能力，可以實現(xiàn)制造設(shè)備運行過程透明化，有利于金融機(jī)構(gòu)做出實時評估，控制金融風(fēng)險，在線提供快速融資、貸款服務(wù)。
(四)解決方案服務(wù)化
我國工程機(jī)械行業(yè)的技術(shù)、產(chǎn)能、效率近幾年獲得了飛速的發(fā)展，為應(yīng)對越發(fā)緊縮的市場環(huán)境，響應(yīng)用戶端需求的升級變化，工程機(jī)械行業(yè)正呈現(xiàn)出制造業(yè)服務(wù)化趨勢，即以產(chǎn)品制造商向解決方案提供商轉(zhuǎn)變，從單純的生產(chǎn)加工向提供設(shè)備運營維護(hù)、支撐業(yè)務(wù)管理決策、滿足個性化定制需求等服務(wù)環(huán)節(jié)延伸，增加產(chǎn)品附加價值，塑造企業(yè)綜合優(yōu)勢。
二、工程機(jī)械行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用場景及實踐
(一)設(shè)備預(yù)測性維護(hù)
工程機(jī)械行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建模仿真、數(shù)據(jù)分析、評估診斷能力，有效評估設(shè)備健康水平，實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。
一是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。實時采集溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)，提高設(shè)備狀態(tài)洞察力，避免機(jī)械設(shè)備突發(fā)故障。
二是設(shè)備建模仿真。構(gòu)建設(shè)備數(shù)字孿生體，通過輸入?yún)?shù)、工況等數(shù)據(jù)，進(jìn)行模擬仿真，優(yōu)化維護(hù)方案。
三是設(shè)備故障診斷。對設(shè)備工作日志、歷史故障、運行軌跡、實時位置等海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，判斷可能出現(xiàn)故障的時間和部位，安排維修計劃。
例如，卡特彼勒基于Uptake開發(fā)的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和分析系統(tǒng)，采集設(shè)備的各類數(shù)據(jù)信息，聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，分析預(yù)測設(shè)備可能發(fā)生的故障，實現(xiàn)了300多萬臺運轉(zhuǎn)設(shè)備的統(tǒng)一管控。日立基于lumada工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺推出consiteoil解決方案，通過傳感器將遠(yuǎn)程的故障預(yù)警率提高到58%。徐工集團(tuán)基于漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為每一臺設(shè)備做數(shù)字畫像，將可能損壞的零部件進(jìn)行提前更換，使設(shè)備故障率降低一半。
(二)備品備件管理
備品備件的管理一直以來都是工程機(jī)械行業(yè)不可忽視的重要部分，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，可以有效促進(jìn)企業(yè)備品備件管理邁向智能化。
一是備品備件標(biāo)識管理。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接備品備件，運用標(biāo)簽化管理、智能化檢索等手段實現(xiàn)備品備件的監(jiān)督、跟蹤和協(xié)調(diào)。
二是備品備件部門協(xié)同。基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，打通各部門信息壁壘，推動跨部門協(xié)作，促進(jìn)備品備件高效流通。
三是備品備件供應(yīng)鏈管理。建立零部件供應(yīng)商對接交流平臺，在保障生產(chǎn)和維修需求的前提下，實時、定量采購，降低庫存量，節(jié)約現(xiàn)金流。
例如，徐工集團(tuán)基于漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)備品備件的計劃、采購、庫存、供銷、追溯功能一體化，通過大數(shù)據(jù)分析持續(xù)優(yōu)化備品備件管理體系，打破生產(chǎn)商和分銷商信息孤島，提升分揀效率8%,提升倉庫利用率6%，降低備件庫存8%，提高庫存周轉(zhuǎn)率5%。
(三)智慧施工
工程機(jī)械行業(yè)正從設(shè)備本身的解決方案向現(xiàn)場的解決方案轉(zhuǎn)變，將機(jī)器和工人連接，優(yōu)化施工方案，輔助操作施工，實現(xiàn)智慧施工。
一是現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)采集。通過傳感器、無人機(jī)、三維掃描儀等方式對施工對象、施工場景、外在環(huán)境等因素進(jìn)行高精度感知，掌握現(xiàn)場施工狀態(tài)。
二是施工方案模擬仿真。建立虛實映射的數(shù)字孿生體，輸入設(shè)立不同的施工條件，進(jìn)行工況模擬迭代，不斷優(yōu)化施工方案。
三是現(xiàn)場施工現(xiàn)場指揮調(diào)度。建立反饋響應(yīng)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)備動態(tài)變化，實時修正、調(diào)整施工方案并指揮現(xiàn)場施工。
例如，小松提出和實施smart construction即智能施工解決方案。通過無人機(jī)+邊緣盒子+小松云，聚焦高精度測量、設(shè)計圖和測量圖對比(Skycatch)、小松云模擬確定施工計劃、施工可視化等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了建筑工程狀態(tài)感知、實施分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作服務(wù)。
(四)互聯(lián)網(wǎng)金融
基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備的深刻洞察、設(shè)備故障精準(zhǔn)預(yù)測、事故風(fēng)險有效評估，促進(jìn)基于平臺的產(chǎn)融模式創(chuàng)新。
一是在線貸款。銀行、金融機(jī)構(gòu)通過線上平臺監(jiān)測施工隊作業(yè)情況、承包商貸款情況和經(jīng)營情況，針對性給與貸款、融資等服務(wù)。
二是融資租賃。工程機(jī)械企業(yè)依托獨立運作、與銀行合作、與融資公司合作等方式，開始租賃業(yè)務(wù)。加快資金的流通，降低融資成本，緩解資金壓力，幫助中小企業(yè)迅速做大規(guī)模。
三是精準(zhǔn)投保。保險公司依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測、管理能力，綜合評估工程機(jī)械設(shè)備施工風(fēng)險，從而實現(xiàn)針對性投保、按需投保、精準(zhǔn)投保等保險服務(wù)。
例如，中聯(lián)重科成立融資租賃公司，實現(xiàn)了設(shè)備的擴(kuò)大銷售，獲得的營業(yè)額將占集團(tuán)總收入的20%以上。三一集團(tuán)基于樹根互聯(lián)根云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過融資租賃或者經(jīng)營性租賃運營超過50%的設(shè)備，每年管理超300億的在外貨款;同時與久隆、三湘銀行展開合作，開發(fā)用于精準(zhǔn)定價與風(fēng)險選擇的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，幫助久隆保險完成UBI保險產(chǎn)品及延保產(chǎn)品的定價。
三、推進(jìn)應(yīng)用場景落地的著力點
(一)關(guān)注數(shù)據(jù)采集，擴(kuò)展信息獲取渠道
一是加強(qiáng)施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，通過傳感器、無人機(jī)，攝像頭、三維掃描儀等感知設(shè)備，采集現(xiàn)場施工環(huán)境和施工對象信息。二是加強(qiáng)設(shè)備端數(shù)據(jù)采集，基于平臺采集和整合工程機(jī)械設(shè)備設(shè)計數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、運維檔案和地理位置等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的深刻洞察。三是加強(qiáng)客戶端數(shù)據(jù)采集，采集客戶需求、反饋等數(shù)據(jù)信息，形成對市場的理解和認(rèn)識。
(二)緊扣模型開發(fā)，提高模型供給能力
一是面向業(yè)務(wù)運營管理，構(gòu)建資源調(diào)度模型、安全管理模型、供應(yīng)鏈管理模型等，實現(xiàn)管理優(yōu)化。二是面向設(shè)備遠(yuǎn)程運維，構(gòu)建狀態(tài)監(jiān)測模型、預(yù)測預(yù)警模型、健康評估模型、故障診斷模型等，實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備智能化運維。三是面向生產(chǎn)制造，構(gòu)建加工工藝模型、質(zhì)量管控模型、組裝裝配模型等，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。
(三)聚焦解決方案，開發(fā)推廣典型應(yīng)用
一是設(shè)備智能運維解決方案，基于平臺的數(shù)據(jù)沉淀和模型應(yīng)用，開發(fā)部署運行監(jiān)測與分析工業(yè)APP，提供智能運維解決方案。二是現(xiàn)場施工解決方案，實時監(jiān)控現(xiàn)場施工設(shè)備運行狀態(tài)，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺大數(shù)據(jù)分析能力，提供現(xiàn)場施工解決方案。三是供應(yīng)鏈管理解決方案，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)集中采購、供應(yīng)商管理、柔性供應(yīng)鏈、智能倉儲、智慧物流等云化應(yīng)用服務(wù)。
(四)深化服務(wù)能力，加強(qiáng)企業(yè)綜合實力
一是進(jìn)行反饋式設(shè)計，發(fā)揮機(jī)械設(shè)備在制造和使用過程中獲得的數(shù)據(jù)、經(jīng)驗和智慧，返回到產(chǎn)品設(shè)計中，促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計迭代式創(chuàng)新。二是進(jìn)行柔性化生產(chǎn)改造，對產(chǎn)品按照其功能進(jìn)行劃分而進(jìn)行模塊化設(shè)計，內(nèi)部實現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，采用多功能機(jī)械手，實現(xiàn)了多品種生產(chǎn)組裝的快速切換。三是開展精益化管理，有效整合備品備件、機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)線、供應(yīng)鏈、客戶端信息，優(yōu)化管理模式，提高產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力。
(五)拓展商業(yè)模式，加快數(shù)字轉(zhuǎn)型步伐
一是實施平臺化戰(zhàn)略，搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，匯聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)勢資源，對接優(yōu)質(zhì)客戶、供應(yīng)商、經(jīng)銷商開展商業(yè)合作。二是開展服務(wù)型制造，探索基于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計的增值服務(wù)、基于產(chǎn)品效能提升的增值服務(wù)、基于產(chǎn)品交易便捷化的增值服務(wù)、基于產(chǎn)品集成整合的增值服務(wù)以及從基于產(chǎn)品的服務(wù)到基于需求的服務(wù)。三是開展產(chǎn)業(yè)鏈金融創(chuàng)新，積極對接金融機(jī)構(gòu)、保險公司、銀行等，共同開發(fā)金融產(chǎn)品，提高金融服務(wù)能力。
作者孫剛供職于賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室
徐靖 中國電子報
石化行業(yè)是資產(chǎn)密集型行業(yè)，具有設(shè)備價值高、工藝復(fù)雜、產(chǎn)業(yè)鏈長、危險性高、環(huán)保壓力大的行業(yè)特征，面臨設(shè)備管理不透明、工藝知識傳承難、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同水平不高、安全生產(chǎn)壓力大等行業(yè)痛點，急需加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，全面提升設(shè)備管理、生產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理、安全管理、節(jié)能降耗等環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平。恒逸石化、恒力石化、石化盈科、中油瑞飛等企業(yè)以設(shè)備智能管控、生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化為切入點，加速推動石化行業(yè)向全流程智能化方向加速轉(zhuǎn)型。基于此，我們對石化行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案進(jìn)行了專題研究，深入剖析了石化行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案，同時，該報告對其他化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑的探討同樣具有借鑒意義。
一、石化行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢分析
(一)設(shè)備管理：從黑箱管理向健康管理轉(zhuǎn)變
石化行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備具有危險性，一旦設(shè)備在運行的過程中出現(xiàn)異常高溫、高壓、設(shè)備腐蝕泄漏的情況，會引發(fā)火災(zāi)或者爆炸事故，造成人員傷亡。過去，企業(yè)很難及時了解企業(yè)設(shè)備的情況，只能定期派人對設(shè)備檢查和維護(hù)，浪費了大量的人力物力。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用的大背景下，基于傳感器、自適應(yīng)感知、精確控制與執(zhí)行等數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備全生命周期的實時態(tài)勢感知、遠(yuǎn)程故障診斷和預(yù)測性維護(hù)。
(二)知識管理：從紙質(zhì)封存向模型封存轉(zhuǎn)變
我國石化行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，積累了大量的工藝技術(shù)、實踐經(jīng)驗和專家知識。它們大多在少數(shù)專家手中，碎片化現(xiàn)象嚴(yán)重，知識傳播渠道以線下的培訓(xùn)為主，受時間和空間的諸多限制。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用的大背景下，聚焦煉化生產(chǎn)的工藝優(yōu)化、質(zhì)量管控、節(jié)能降耗場景，推動石化工藝知識以機(jī)理模型、業(yè)務(wù)模型、算法模型的形式共享、復(fù)用、傳播，大幅降低石化知識創(chuàng)新的門檻。
(三)供應(yīng)鏈管理：從企業(yè)內(nèi)向企業(yè)間協(xié)同轉(zhuǎn)變
我國石化行業(yè)的原油和天然氣進(jìn)口依存度高。在國際原油價格大幅波動，供應(yīng)鏈成本壓力持續(xù)發(fā)酵的大背景下，我國石化行業(yè)需要提高供應(yīng)鏈整體的敏捷性和靈活性，對市場變化快速做出反應(yīng)，及時調(diào)整，統(tǒng)籌安排開采、外購、運輸、生產(chǎn)和銷售。因而，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為連接樞紐，實現(xiàn)上游原油供應(yīng)企業(yè)、中游煉化生產(chǎn)企業(yè)、下游產(chǎn)品分銷企業(yè)之間的供應(yīng)鏈協(xié)同成為大勢所趨。
(四)安全管理：從人工巡檢向智能巡檢轉(zhuǎn)變
中國油氣運輸管線約7萬公里，跨度大、范圍廣，部分管線處于地形地貌復(fù)雜、自然環(huán)境惡劣、環(huán)境敏感區(qū)域，輸送介質(zhì)危險性大。石油煉化生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品大多是高溫高壓、易燃易爆有毒的危險品，規(guī)模龐大，微小的事故就會造成災(zāi)難性危害。常規(guī)人工巡檢速度慢、成本高、效率低、受自然和地理條件制約大。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的大背景下，利用傳感器、增強(qiáng)現(xiàn)實眼鏡、無人機(jī)、智能機(jī)器人等工具，大幅提高了巡檢的實時性、精準(zhǔn)性和可視性，提高巡檢效率。
二、典型應(yīng)用場景及實踐
(一)設(shè)備管理
一是設(shè)備狀態(tài)檢測。通過對物理設(shè)備的幾何形狀、功能、歷史運行數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字孿生建模，實時監(jiān)測設(shè)備的各部件的運行情況。中石油青海油田對10萬臺口油氣水井和3000余座場站的采油設(shè)備的運行數(shù)據(jù)自動采集，遠(yuǎn)程實時監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)，實現(xiàn)了邊遠(yuǎn)油田派遣人數(shù)和人工成本大幅下降。
二是遠(yuǎn)程故障診斷。將設(shè)備的歷史故障與維修數(shù)據(jù)、實時工況數(shù)據(jù)，與故障診斷知識庫相連，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和知識圖譜技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備的故障檢測、判斷與定位。中油瑞飛工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對中石油海外油田設(shè)備提供了跨國油田遠(yuǎn)程技術(shù)支持服務(wù)，結(jié)合專家遠(yuǎn)程診斷和工人維修指導(dǎo)，實現(xiàn)了50%以上的問題無需設(shè)備服務(wù)商到場解決非現(xiàn)場解決。
三是預(yù)測性維護(hù)。構(gòu)建設(shè)備數(shù)字孿生體，實時采集各項內(nèi)在性能參數(shù)，提前預(yù)判設(shè)備零部件的損壞時間，主動、及時和提前進(jìn)行維護(hù)服務(wù)。燕山石化建立了調(diào)節(jié)閥故障模型，通過對煉化裝置流量控制閥進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和診斷，實現(xiàn)了對控制閥的預(yù)測性維護(hù)，降低無效維修50%以上，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益近5000萬元。
(二)煉化生產(chǎn)
一是工藝優(yōu)化。在實際煉化生產(chǎn)前，對原油原料、工藝流程、煉化設(shè)備進(jìn)行數(shù)字孿生建模，對工藝配方、工藝流程等全方位模擬仿真，優(yōu)化原料配比參數(shù)和裝置優(yōu)化路徑，得出最優(yōu)的煉化生產(chǎn)方案。中石油云南石化對開工原油的煉化工藝流程進(jìn)行模擬分析，明確各項操作參數(shù)，從而指導(dǎo)生產(chǎn)操作，實現(xiàn)了常減壓裝置1次開車成功，制氫聯(lián)合裝置核心設(shè)備投產(chǎn)1次成功。
二是質(zhì)量管控。實時采集和分析油品煉化全流程的質(zhì)量數(shù)據(jù)，對各項質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行在線動態(tài)分析和預(yù)測預(yù)警，實現(xiàn)煉化全流程質(zhì)量跟蹤及自動控制。中石化九江石化在煉化生產(chǎn)過程中，對各項質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測和動態(tài)分析，實現(xiàn)了油品煉化質(zhì)量的大幅提升，噸原油除成品油率提高到82%，產(chǎn)出率提升7個百分點。
三是節(jié)能降耗。通過對關(guān)鍵耗能設(shè)備和高耗能加工流程的數(shù)據(jù)采集，結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能算法和專家知識庫，分析耗能的關(guān)鍵因素，找出能耗最低的工藝參數(shù)來指導(dǎo)實際生產(chǎn)，提高關(guān)鍵耗能設(shè)備的維護(hù)精度。恒逸工業(yè)大腦通過對歷年鍋爐燃燒數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)，推算出最優(yōu)的鍋爐燃燒參數(shù)，燃煤發(fā)電效率提升2.6%，在節(jié)煤方面增加了數(shù)千萬元收入。
(三)供應(yīng)鏈協(xié)同
一是企業(yè)內(nèi)供應(yīng)鏈協(xié)同。實時采集和分析供應(yīng)鏈運行情況，識別資源配置低效的環(huán)節(jié)，提出改進(jìn)方案，提高企業(yè)內(nèi)部資源配置效率。中石化鎮(zhèn)海煉化將原油采購、資源配置、裝置運行、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、銷售物流等進(jìn)行全流程建模，系統(tǒng)分析供應(yīng)鏈協(xié)同的重點難點和優(yōu)化潛力點，測算了各類優(yōu)化方案637個，累計創(chuàng)效3.9億元。
二是企業(yè)間的供應(yīng)鏈協(xié)同。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為連接樞紐，打通石化上游原油供應(yīng)、中游煉化生產(chǎn)、下游產(chǎn)品銷售各環(huán)節(jié)，優(yōu)化全產(chǎn)業(yè)鏈資源配置。當(dāng)前，我國石化產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)鏈協(xié)同正處于探索應(yīng)用階段，新冠肺炎疫情期間，基于石化盈科ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，鎮(zhèn)海煉化、恒力石化進(jìn)行生產(chǎn)動態(tài)優(yōu)化調(diào)整，提高防疫所需原材料的供給能力，同時與口罩、防護(hù)服生產(chǎn)企業(yè)實時對接、協(xié)同排產(chǎn)，實現(xiàn)了上下游醫(yī)衛(wèi)用品資源配置的動態(tài)優(yōu)化，提升產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效率。
(四)安全巡檢
一是生產(chǎn)安全監(jiān)控。實時采集的煉化生產(chǎn)過程中的各類安全數(shù)據(jù)，結(jié)合安全生產(chǎn)監(jiān)控模型，對生產(chǎn)異常狀態(tài)和安全風(fēng)險實時報警。中石化茂名石化基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺匯聚廠區(qū)內(nèi)外的安全信息，結(jié)合安全風(fēng)險診斷模型，實現(xiàn)了異常狀態(tài)和安全風(fēng)險的實時報警，發(fā)現(xiàn)并消除了1800多項生產(chǎn)異常問題避免了多起突發(fā)事件。
二是管道智能巡檢。在油氣管道內(nèi)外利用傳感器、智能陰保樁、管道巡檢機(jī)器人、無人機(jī)等數(shù)據(jù)采集工具，以及連接地理、氣象等環(huán)境數(shù)據(jù)，實現(xiàn)管道內(nèi)外運行狀態(tài)的全面感知和實時監(jiān)測，對管道異常狀況(如泄漏)快速定位?；赑roMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，石化盈科在中石化西北油田開展了原油管線泄漏視頻智能識別應(yīng)用，通過訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)實時分析處理，巡檢視頻識別效率提高70%以上。
三、推進(jìn)應(yīng)用場景落地的著力點
(一)加強(qiáng)底層數(shù)據(jù)分析，促進(jìn)邊云協(xié)同
一是邊緣數(shù)據(jù)采集方面，安裝傳感器、無人機(jī)、攝像頭、三維掃描儀等數(shù)據(jù)采集工具，利用泛在感知技術(shù)，采集油田地質(zhì)勘探、鉆井、開采、運輸、煉化、銷售領(lǐng)域的多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)、運營環(huán)境、人員等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對油田、運輸管道、煉化工廠運行狀態(tài)的全面感知。二是邊緣數(shù)據(jù)分析方面，在原油開采裝置、煉化重點裝置、運輸管道關(guān)鍵節(jié)點部署機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，在邊緣控制器上集成分析引擎，實現(xiàn)對裝置的自動調(diào)整和優(yōu)化。在設(shè)備管理、質(zhì)量管控、智能巡檢場景下，可以考慮將云端的機(jī)器學(xué)習(xí)模型和深度學(xué)習(xí)模型，部署在邊緣設(shè)備端，在模型、數(shù)據(jù)、服務(wù)三方面實現(xiàn)邊云協(xié)同。
(二)梳理煉化工藝知識，研發(fā)工業(yè)模型
一是面向設(shè)備管理，重點研發(fā)煉化重點裝置的運行狀態(tài)監(jiān)測模型、遠(yuǎn)程故障診斷模型和預(yù)測性維護(hù)模型。二是面向煉化生產(chǎn)，重點研發(fā)煉化工藝流程模擬優(yōu)化模型、聚合物反應(yīng)模型、換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型、公用工程系統(tǒng)優(yōu)化模型以及能量系統(tǒng)優(yōu)化模型、生產(chǎn)質(zhì)量管控模型。三是面向供應(yīng)鏈管理，重點研發(fā)原油進(jìn)口供應(yīng)鏈擾動緩解模型、供應(yīng)鏈柔性作業(yè)模型、供應(yīng)鏈均衡協(xié)調(diào)模型、成本和風(fēng)險平衡模型、計劃和調(diào)度模型等。四是面向安全管理，研發(fā)基于多源安全數(shù)據(jù)融合的火災(zāi)爆炸事故風(fēng)險預(yù)警模型、高危設(shè)備監(jiān)測和故障預(yù)警模型、危險源監(jiān)測和預(yù)警模型、應(yīng)急資源管理模型、安全應(yīng)急調(diào)度模型。
(三)研發(fā)行業(yè)解決方案，推廣典型應(yīng)用
一是打造設(shè)備管理解決方案。重點研發(fā)和推廣煉化重點裝置的狀態(tài)監(jiān)測、遠(yuǎn)程故障診斷、預(yù)測性維護(hù)解決方案，提升煉化裝置管理水平。二是打造煉化生產(chǎn)解決方案。重點研發(fā)煉化生產(chǎn)裝置流程模擬、智能化驗室、運營管理優(yōu)化、生產(chǎn)質(zhì)量管控等解決方案，實現(xiàn)煉化生產(chǎn)優(yōu)化。三是打造供應(yīng)鏈協(xié)同類解決方案。重點研發(fā)石化企業(yè)內(nèi)部的供應(yīng)鏈協(xié)同解決方案和企業(yè)間的供應(yīng)鏈協(xié)同解決方案，實現(xiàn)石化供應(yīng)鏈全流程的優(yōu)化、資源合理利用以及價值的優(yōu)化。四是打造安全管理類解決方案。重點研發(fā)煉化生產(chǎn)安全監(jiān)管解決方案、管線漏失動態(tài)監(jiān)測、鉆孔破壞點精確定位、應(yīng)急指揮解決方案，實現(xiàn)對煉化生產(chǎn)風(fēng)險提前報警，對油氣長輸管道泄漏的實時檢測和準(zhǔn)確定位。
作者徐靖供職于賽迪智庫信息化和軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室
管桐 中國電子報
航空航天行業(yè)具有有長周期、多種類、小批量、高可靠的行業(yè)特征，面臨數(shù)據(jù)源差異大、模型適配性不足、管理調(diào)度效率低下、故障預(yù)測能力欠缺等行業(yè)痛點，急需加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，全面提升研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、運營維護(hù)等環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平。GE、歐特克、勞斯萊斯、商飛、西飛等國內(nèi)外企業(yè)正以網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同為切入點，向基于平臺的設(shè)計、制造、管理、服務(wù)一體化轉(zhuǎn)型。基于此，我們對航空航天行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案進(jìn)行了專題研究，深入剖析了航空航天行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案，同時，該報告對其他高端裝備行業(yè)和離散行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑的探討同樣具有借鑒意義。
一、航空航天行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢
(一)研發(fā)設(shè)計由串行異構(gòu)向并行協(xié)同轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)航空航天行業(yè)研發(fā)設(shè)計二維、三維輔助軟件混用，在工具、模型、數(shù)據(jù)、API、操作規(guī)范等方面差異較大，研發(fā)設(shè)計流程冗長復(fù)雜，研發(fā)成本較高。隨著業(yè)內(nèi)基于MBD研發(fā)設(shè)計模式的應(yīng)用推廣，將三維模型作為唯一數(shù)據(jù)源進(jìn)行幾何、工藝、質(zhì)量和管理等屬性標(biāo)注，有利于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，改善數(shù)據(jù)差異問題，打破研發(fā)設(shè)計的空間、時間、組織限制，降低跨專業(yè)、跨部門、跨企業(yè)協(xié)同研發(fā)設(shè)計門檻。
(二)生產(chǎn)制造由以數(shù)映物向數(shù)物融合轉(zhuǎn)變
在傳統(tǒng)生產(chǎn)制造過程中，將研發(fā)設(shè)計模型轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)制造模型需消耗大量人力物力，零部件加工主要以常規(guī)加工為主，生產(chǎn)質(zhì)量管控成本較高。在圖紙到實物的轉(zhuǎn)化中，因缺乏三維空間信息，過度依賴操作工人的理解、經(jīng)驗和技能水平。隨著數(shù)字孿生技術(shù)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的應(yīng)用，助力企業(yè)依據(jù)統(tǒng)一模型、統(tǒng)一數(shù)據(jù)源進(jìn)行制造，解決CAD到CAM的集成問題，實現(xiàn)生產(chǎn)過程可預(yù)測、可調(diào)整、可追溯，降低生產(chǎn)成本。
(三)生產(chǎn)管理由單點對接向動態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)變
相較傳統(tǒng)離散行業(yè)，航空航天對材料供應(yīng)和資源調(diào)配都具有極高要求，既要求盡量采用靈活的零部件管理來降低運營成本，又需要保證交付的速度。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交換模式以單點管理為主，缺乏節(jié)點間統(tǒng)籌管理，無法適應(yīng)復(fù)雜場景下的動態(tài)調(diào)整需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聚焦人、傳感器、生產(chǎn)設(shè)備和云端等節(jié)點的互聯(lián)互通，打通研發(fā)、生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)“數(shù)據(jù)孤島”，可有效構(gòu)建大協(xié)作、大配套的生產(chǎn)管理體系。
(四)運維服務(wù)由定期維護(hù)向視情維護(hù)轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)運維以基于經(jīng)驗和規(guī)律的定期檢修為主，不同零件、組件在制造工藝、故障類型和生命周期等方面差異化巨大，維護(hù)成本高昂。通過在飛機(jī)維修領(lǐng)域引入大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，有利于開展故障溯源、輔助設(shè)計和工藝改進(jìn)，提高設(shè)備描述、仿真診斷、預(yù)測維護(hù)的精密度和準(zhǔn)確率，達(dá)到治未病，自感知，自決策的效果。
二、航空航天行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景及實踐
(一)基于MBD的研發(fā)設(shè)計
企業(yè)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開展基于MBD的研發(fā)設(shè)計，以三維統(tǒng)一數(shù)據(jù)源作為唯一依據(jù)，縮短研發(fā)周期，提高效率。一是信息交互。優(yōu)化信息的傳輸、操作和管理,大幅減少由理解差異產(chǎn)生歧義的問題。二是工藝審查。分析可制造性、可裝配性和結(jié)構(gòu)合理性。三是工藝規(guī)劃。規(guī)劃零部件裝配順序和運動路徑。四是工藝編制。計算關(guān)鍵部件工藝容差，合理分配資源。
例如，波音公司構(gòu)建全球化的研發(fā)體系，波音777項目實現(xiàn)了全球238個DBT團(tuán)隊，總成員8000余人協(xié)同研發(fā)，減少了90%的設(shè)計更改，設(shè)計周期縮短一半。運-20研制中，我國首次建設(shè)異地協(xié)同設(shè)計、制造和管理信息平臺，開創(chuàng)一航商飛、一飛院兩地、四個主機(jī)廠、十九家國外供應(yīng)商協(xié)同研制模式。
(二)基于CPS(賽博物理系統(tǒng))的智能制造
結(jié)合CPS、AR/VR等技術(shù)推動數(shù)據(jù)源、模型的統(tǒng)一，加快數(shù)據(jù)有效流通，構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的異地多廠協(xié)同制造體系。一是分布式生產(chǎn)。將整機(jī)組裝廠、零部件生產(chǎn)廠等資源整合，以信息管理為整個制造網(wǎng)格系統(tǒng)提供行動依據(jù)，形成網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)。二是個性化生產(chǎn)。針對不同型號的飛機(jī)制造需求，制定個性化的組裝方案。三是柔性化生產(chǎn)。根據(jù)市場、廠區(qū)、庫房的動態(tài)信息，及時調(diào)整生產(chǎn)所需的人、機(jī)、料、法、環(huán)等配套供給。
例如，我國在新飛豹的研制中，全面采用數(shù)字樣機(jī)技術(shù)，實現(xiàn)全機(jī)51897個零件、43萬個標(biāo)準(zhǔn)件、487個關(guān)鍵件的三維數(shù)模直接用于數(shù)字化生產(chǎn)。西飛通過資源、信息、物料和人的高度互聯(lián)，確保工藝流程的靈活性和資源的高效利用，成功將整機(jī)制造周期壓縮到15個月左右。
(三)基于大數(shù)據(jù)分析的供應(yīng)鏈管理
企業(yè)借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對供應(yīng)鏈信息進(jìn)行收集、整合、優(yōu)化，通過數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)倉儲物流、產(chǎn)品質(zhì)量、制造工藝等方面的問題，提高供應(yīng)鏈調(diào)整能力，保障產(chǎn)品質(zhì)量。一是物流管理。通過業(yè)務(wù)需求，動態(tài)調(diào)整備品備件預(yù)計劃，改善供應(yīng)鏈庫存狀況、降低系統(tǒng)庫存總成本、提高準(zhǔn)時交付率。二是質(zhì)量管理。運用大數(shù)據(jù)技術(shù)評測生產(chǎn)制造能力、質(zhì)量保障能力、交付進(jìn)度、合格率等指標(biāo)，健全質(zhì)量管理體系，完善質(zhì)量追溯制度，實現(xiàn)對各環(huán)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量的精確管控。
例如，商飛構(gòu)建基于工業(yè)云的飛機(jī)研制系統(tǒng)平臺，推動全球近150個一級供應(yīng)商之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的設(shè)計、制造、供應(yīng)一體化協(xié)同。西飛公司按生產(chǎn)計劃實時更新裝配進(jìn)度信息和配套缺件動態(tài)信息，將計劃、庫房、缺件結(jié)合起來，航材備件月結(jié)庫存時間，由原來的1天縮短為不到4小時。
(四)基于PHM的運營維護(hù)
基于PHM的運營維護(hù)建立航空產(chǎn)品故障和維護(hù)維修的數(shù)據(jù)庫，支持多部門、多專業(yè)協(xié)同進(jìn)行運營維護(hù)。一是狀態(tài)實時監(jiān)測。航空航天企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實時采集發(fā)動機(jī)、飛行器等設(shè)備工作溫度、工作環(huán)境和應(yīng)力分布等狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，保障設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測可靠性。二是故障診斷預(yù)測。對歷史積累的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理，生成運維模型，診斷產(chǎn)品在不同使用條件下出現(xiàn)故障的概率和時間。三是維修輔助決策。基于故障預(yù)測結(jié)果，輔助制定維修方案，遠(yuǎn)程指導(dǎo)工程師現(xiàn)場執(zhí)行，降低人工操作錯誤產(chǎn)生的返工，有效避免信息傳遞缺失的問題。
例如，西飛運用數(shù)字化技術(shù)，對飛機(jī)和航空產(chǎn)品的使用性能、功耗、能耗等進(jìn)行過程監(jiān)控，并根據(jù)對運行數(shù)據(jù)的分析，預(yù)先制定改進(jìn)方案，及時更換老化零部件，進(jìn)行健康管理、維修，提高了航空產(chǎn)品服務(wù)的安全性和數(shù)據(jù)采集的多樣性。GE在Predix平臺上開發(fā)了DRAI(人工智能超差處理)算法，用于檢測飛行器葉片故障隱患，自動抓取，生成維護(hù)報告，識別率和報錯率在95%和97%以上。
三、推進(jìn)應(yīng)用場景落地的著力點
(一)統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)接口規(guī)范，保障數(shù)據(jù)融通
一是規(guī)范數(shù)據(jù)類型，以基于MBD的三維模型作為設(shè)計、制造、管理、維護(hù)的唯一依據(jù)，推動信息傳遞媒介由二維向三維轉(zhuǎn)變。二是夯實數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對高價值、高可靠、高能耗設(shè)備，實時采集其全生命周期數(shù)據(jù)，提升采集數(shù)據(jù)深度、廣度和精度，并運用大數(shù)據(jù)分析開展關(guān)聯(lián)性研究。三是建設(shè)通用設(shè)計CAD軟件標(biāo)準(zhǔn)零件庫、技術(shù)注釋庫和材料庫，對CAD建模軟件進(jìn)行二次開發(fā)，建立企業(yè)基于MBD的全三維設(shè)計支持系統(tǒng)。
(二)突破全生命周期機(jī)理模型，推動數(shù)物融合
一是突破設(shè)計仿真、工藝流程、裝配流程等研發(fā)設(shè)計模型，助力研發(fā)設(shè)計數(shù)據(jù)自由流動。二是突破工業(yè)機(jī)理、業(yè)務(wù)流程、生產(chǎn)質(zhì)量等生產(chǎn)制造模型，加快工業(yè)知識沉淀。三是突破業(yè)務(wù)流程、供應(yīng)鏈管理等生產(chǎn)管理模型，推動供需兩側(cè)互聯(lián)互通。四是突破故障診斷、故障預(yù)測、零部件壽命預(yù)測等運營維護(hù)模型，提高運營維護(hù)精度。
(三)構(gòu)建多層次體系化平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分級分類
一是推動供應(yīng)鏈上公有云，鼓勵主機(jī)廠商建立公有云，促進(jìn)供應(yīng)商業(yè)務(wù)流程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，與主機(jī)廠實現(xiàn)計劃、技術(shù)、采購和質(zhì)量的協(xié)同。二是推動集團(tuán)內(nèi)設(shè)計上私有云，推動集團(tuán)內(nèi)研發(fā)設(shè)計部門和系統(tǒng)級供應(yīng)商依托私有云開展協(xié)同研發(fā)，以三維統(tǒng)一數(shù)據(jù)源消除數(shù)據(jù)傳遞過程中的不確定性。三是推動企業(yè)生產(chǎn)制造上專有云，引導(dǎo)整機(jī)組裝廠、零部件生產(chǎn)廠借助專有云對生產(chǎn)工藝、設(shè)備運行、產(chǎn)品質(zhì)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析，實現(xiàn)生產(chǎn)制造過程協(xié)同管控，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。
作者管桐供職于賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室
張朝 中國電子報
汽車行業(yè)是典型的大型離散行業(yè)，具有供應(yīng)鏈高度分散、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精密等特征，面臨研發(fā)設(shè)計周期長、供應(yīng)鏈管理低效、下游需求碎片化、服務(wù)要求高端化等行業(yè)痛點，亟需加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，全面提升研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、產(chǎn)供銷管理、經(jīng)營模式等環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平。海爾、上汽、北汽等企業(yè)以網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計和規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)為切入點，加速推動汽車行業(yè)向協(xié)同化、定制化、柔性化方向轉(zhuǎn)型?；诖耍覀儗ζ囆袠I(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案進(jìn)行了專題研究，深入剖析了汽車行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案，對加快打造我國汽車新型制造體系具有重要意義。
一、汽車行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢分析
(一)研發(fā)設(shè)計由獨立分散向網(wǎng)絡(luò)協(xié)同轉(zhuǎn)變
汽車的研發(fā)設(shè)計通常包括車觀外形、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、內(nèi)飾擺放和電器布置等方面，涉及眾多專業(yè)領(lǐng)域，采用傳統(tǒng)的煙囪化設(shè)計業(yè)務(wù)系統(tǒng)，難以實現(xiàn)各方面設(shè)計的協(xié)調(diào)性，容易導(dǎo)致后期較高的設(shè)計修改率。伴隨著虛擬仿真和云協(xié)作平臺等技術(shù)的出現(xiàn)，可以保障各設(shè)計部門基于唯一虛擬模型進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，實現(xiàn)成員間“點對點”的信息交流，提高研發(fā)設(shè)計協(xié)同化水平，縮短產(chǎn)品上市周期。
(二)生產(chǎn)制造由批量生產(chǎn)向規(guī)模化定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)變
我國汽車產(chǎn)品同質(zhì)化問題嚴(yán)重、市場競爭激烈，諸多車企呈現(xiàn)銷售下滑等頹勢，并且下游消費者需求日漸碎片化，使得傳統(tǒng)少品種、大批量生產(chǎn)模式難以適應(yīng)市場變化，加大車企的生存壓力。隨著大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的應(yīng)用，車企可以全方位獲取消費者的需求數(shù)據(jù)，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)能力和產(chǎn)線轉(zhuǎn)換能力，動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)，提高企業(yè)競爭優(yōu)勢和消費者滿意程度。
(三)產(chǎn)供銷管理由信息孤島向全局協(xié)同轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)車企需要與眾多零配件供應(yīng)商和汽車經(jīng)銷商進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，保障汽車產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售過程的通暢運行，而以往汽車產(chǎn)業(yè)鏈的信息孤島問題嚴(yán)重，大大增加了車企對產(chǎn)供銷鏈條的管理成本。通過建立數(shù)據(jù)流動渠道，打通汽車行業(yè)產(chǎn)供銷端的信息管理通道，為產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)制定科學(xué)采銷決策提供重要支撐，通過保障物料信息在產(chǎn)業(yè)鏈全鏈條中的自由流動，帶動物料資源自由流通，實現(xiàn)產(chǎn)供銷端的高效協(xié)同。
(四)盈利模式由單一銷售向全方位服務(wù)轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)汽車行業(yè)只能依靠銷售汽車進(jìn)行盈利，盈利渠道單一，容易受市場環(huán)境影響，韌性較差。而隨著汽車產(chǎn)品高度智能化和通信技術(shù)的快速發(fā)展，汽車企業(yè)可以更容易獲取圍繞人、車、城市生成的娛樂數(shù)據(jù)、車機(jī)數(shù)據(jù)、駕駛行為數(shù)據(jù)、電商數(shù)據(jù)以及場景化數(shù)據(jù)等重要數(shù)據(jù)資產(chǎn)，并用于汽車精準(zhǔn)投保、預(yù)測性維護(hù)、智能營銷、出行服務(wù)等新興業(yè)務(wù)場景，有力拓寬車企盈利渠道。
二、汽車行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺典型應(yīng)用場景及實踐
(一)研發(fā)設(shè)計協(xié)同
一是模擬仿真。汽車企業(yè)可通過在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺部署CAE等功能模塊，在賽博空間對汽車模型進(jìn)行碰撞仿真、結(jié)構(gòu)仿真和流體仿真等，降低樣品試制成本，并縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。
二是設(shè)計數(shù)據(jù)交互。汽車企業(yè)可應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺集成汽車的外觀、結(jié)構(gòu)、性能和電器分布等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各項設(shè)計工作跨部門、跨企業(yè)、跨區(qū)域的同步進(jìn)行，保障設(shè)計方案的協(xié)調(diào)與適配，提高研發(fā)效率。
三是工藝設(shè)計優(yōu)化。利用工藝流程仿真等功能模塊，全方位、超逼真模擬汽車加工、焊接、涂裝、整裝等工序，確定最優(yōu)工藝方案，保障產(chǎn)品質(zhì)量。
例如，長安汽車在美洲、歐洲、亞洲等地都建立了研發(fā)中心，通過建立以三維數(shù)字化設(shè)計和全球協(xié)同設(shè)計為核心的汽車產(chǎn)品智能化研發(fā)云平臺，與海外設(shè)計中心進(jìn)行24小時全天候產(chǎn)品聯(lián)合開發(fā)，實現(xiàn)了跨部門、跨企業(yè)、跨區(qū)域的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計，支撐產(chǎn)品研發(fā)周期從36個月縮短至24個月。
(二)規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)
一是用戶深度參與。汽車行業(yè)搭建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以為消費者參與定制生產(chǎn)提供入口，協(xié)調(diào)研發(fā)部門、生產(chǎn)部門和采銷部門根據(jù)客戶定制信息，確定生產(chǎn)方案，實現(xiàn)以客戶為中心的定制生產(chǎn)模式。
二是全流程排產(chǎn)。汽車行業(yè)可通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建立客戶定制產(chǎn)品BOM，并結(jié)合生產(chǎn)能力和時間要求，自動生成高效且可執(zhí)行的生產(chǎn)計劃。
三是柔性化生產(chǎn)。汽車行業(yè)可以利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，依據(jù)定制產(chǎn)品生產(chǎn)方案，及時切換產(chǎn)線布局，并協(xié)調(diào)指揮AGV滿足不同產(chǎn)線的物料需求，實現(xiàn)規(guī)模化定制生產(chǎn)。
例如，榮成康派斯公司依托海爾COSMOPlat工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“SINDAR幸達(dá)”智慧房車露營生態(tài)解決方案，通過構(gòu)建交互定制平臺、創(chuàng)新設(shè)計平臺、模塊化采購平臺、智慧售后服務(wù)平臺等，讓用戶直接參與到房車生產(chǎn)的全生命周期，實現(xiàn)房車的大規(guī)模定制化生產(chǎn)，取得了良好經(jīng)濟(jì)效益，綜合采購成本降低7.5%，交付周期從35天下降到20天，訂單同比增長62%，一次性交檢合格率達(dá)到95%。
上汽大通開發(fā)了包括“我行MAXUS大數(shù)據(jù)平臺”在內(nèi)的7個數(shù)字化平臺，可以為用戶參與、用戶制造提供接口，整合和匹配用戶的多樣化汽車配置，統(tǒng)一調(diào)配各生產(chǎn)車間協(xié)作，實現(xiàn)在線選配、日歷訂車、訂單跟蹤等智能定制功能，支撐實現(xiàn)規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)模式，助力產(chǎn)品上市周期減少35%，產(chǎn)品交付期縮短20%以上，加工及產(chǎn)線切換時間縮短30%，并實現(xiàn)了99.8%的配置精確度。
(三)產(chǎn)供銷協(xié)同
一是“進(jìn)銷存”精準(zhǔn)管理。汽車行業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可建立貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈的溝通渠道，實時監(jiān)測上游原材料供給情況和下游產(chǎn)品需求信息，根據(jù)精益管理要求，動態(tài)調(diào)整企業(yè)庫存策略，在保障企業(yè)正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)“進(jìn)銷存”精準(zhǔn)管理。
二是質(zhì)量追溯體系。汽車企業(yè)可基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，采集汽車零配件和生產(chǎn)工藝信息，進(jìn)行標(biāo)簽化處理，對產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期的質(zhì)量管理，準(zhǔn)確識別質(zhì)量問題，并進(jìn)行溯源管理，找到質(zhì)量問題環(huán)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量保障水平。
例如，廣西汽車集團(tuán)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺搜集銷售、生產(chǎn)、采購、物流各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，搭建起了企業(yè)全流信息化平臺，實現(xiàn)了供應(yīng)商供貨—工廠生產(chǎn)—客戶配送全程數(shù)字化，實現(xiàn)了產(chǎn)供銷端的協(xié)同化，使物流作業(yè)效率平均提高35%，單據(jù)錯誤率降低85%，數(shù)據(jù)及時性提高50%。
(四)服務(wù)化延伸
一是預(yù)測性維護(hù)。汽車企業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實時采集生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)設(shè)置、應(yīng)力分布等狀態(tài)數(shù)據(jù)，利用故障診斷大數(shù)據(jù)分析模型，實現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警，通過實施預(yù)測性維護(hù)方案，減少非計劃停機(jī)時間。
二是智能營銷。汽車行業(yè)可將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)接口擴(kuò)展至社會范圍內(nèi)的大數(shù)據(jù)體系，精準(zhǔn)識別客戶信息，完整刻畫客戶肖像，通過智能汽車等終端進(jìn)行個性化推送，提升營銷水平。
三是個性化保養(yǎng)。汽車行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)與客戶的互聯(lián)互通，采集客戶駕駛習(xí)慣、車況數(shù)據(jù)等信息，通過故障預(yù)警分析模型，為客戶提供個性化保養(yǎng)方案，優(yōu)化客戶服務(wù)體驗。
四是出行服務(wù)。汽車行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可通過實時監(jiān)測汽車產(chǎn)品，動態(tài)匹配客戶用車需求，簡化汽車租賃流程，為客戶提供完整的出行解決方案，打造高質(zhì)量出行服務(wù)生態(tài)體系。
例如，一汽基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實時監(jiān)測總裝車間電機(jī)設(shè)備狀態(tài)，通過對總裝電機(jī)的預(yù)測性維護(hù)，有效避免因非計劃停機(jī)造成的損失，實現(xiàn)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，總裝電機(jī)故障預(yù)測準(zhǔn)確率提高至90%以上，預(yù)測周期提前7—90天，非計劃停機(jī)時間減少10%—20%，電機(jī)維護(hù)成本節(jié)約5%—15%。
北汽福田汽車基于iTink云平臺通過車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)與客戶的互聯(lián)，為客戶提供預(yù)測性維修保養(yǎng)和車隊管理等高端服務(wù)，并通過打通與其它行業(yè)數(shù)據(jù)體系的流通渠道，形成包含汽車金融、ETC管理等圍繞客戶360°的服務(wù)生態(tài)體系，采取打標(biāo)簽的方式，精準(zhǔn)用戶畫像，并依據(jù)大數(shù)據(jù)標(biāo)簽精準(zhǔn)推送，進(jìn)行有針對性的服務(wù)，使回客率提高20%以上。
三、推進(jìn)應(yīng)用場景落地的著力點
(一)深化數(shù)據(jù)應(yīng)用，完善數(shù)據(jù)流通體系
一是完善數(shù)據(jù)解析體系。面向汽車行業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)信息、實時工藝參數(shù)信息、產(chǎn)品質(zhì)量信息、生產(chǎn)計劃信息等大量異構(gòu)數(shù)據(jù)，建立高效的數(shù)據(jù)解析體系，釋放數(shù)據(jù)資產(chǎn)活力。二是建立大數(shù)據(jù)共享中心，在云端匯聚汽車行業(yè)全要素、全價值鏈、全產(chǎn)業(yè)鏈等數(shù)據(jù)資源，激發(fā)數(shù)據(jù)規(guī)模效應(yīng)，以數(shù)據(jù)自由流動帶動資源配置的全局優(yōu)化。三是深化數(shù)據(jù)挖掘。積極探索與保險、銀行等大數(shù)據(jù)平臺間的溝通與協(xié)作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨領(lǐng)域的自由流動，為汽車行業(yè)新模式新業(yè)態(tài)提供數(shù)據(jù)支撐。
(二)聚焦生產(chǎn)過程，強(qiáng)化機(jī)理模型供給
一是圍繞個性化定制，開發(fā)完善用戶信息反饋模型、方案選擇模型、產(chǎn)品可視化模型等，降低用戶參與定制的門檻，并提高用戶參與的積極性。二是圍繞柔性化生產(chǎn)，開發(fā)完善產(chǎn)線監(jiān)測模型、AGV調(diào)用模型、生產(chǎn)排程模型等，滿足企業(yè)根據(jù)客戶定制信息高效開展混線生產(chǎn)。三是圍繞工藝質(zhì)量管理，開發(fā)完善質(zhì)量缺陷檢測模型、質(zhì)量溯源模型、工藝優(yōu)化模型等，保障生產(chǎn)流水線中的產(chǎn)品質(zhì)量。四是開發(fā)模型綜合管理平臺，匯聚機(jī)理模型資源，實現(xiàn)模型的標(biāo)簽化管理、智能化搜索和精準(zhǔn)化調(diào)用。
(三)圍繞行業(yè)痛點，推廣解決方案普及
一是圍繞企業(yè)生產(chǎn)管理，梳理汽車行業(yè)在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的痛點問題，綜合利用機(jī)理模型，形成特定場景解決方案。二是圍繞企業(yè)經(jīng)營管理，挖掘汽車行業(yè)在供應(yīng)鏈和銷售渠道中的信息流通堵點和供需錯配問題，結(jié)合硬件設(shè)施和運營環(huán)境，構(gòu)建企業(yè)經(jīng)營解決方案。三是圍繞企業(yè)服務(wù)化延伸，整合汽車行業(yè)在智能營銷、預(yù)測性維護(hù)、出行服務(wù)、汽車金融等方面的痛點環(huán)節(jié)，按需調(diào)用機(jī)理模型，形成支撐新模式新業(yè)態(tài)的解決方案。四是圍繞安全防護(hù)，分析汽車行業(yè)在生產(chǎn)制造、實際駕駛、運營維護(hù)等領(lǐng)域的安全需求，集成機(jī)理模型，實現(xiàn)安全感知、安全決策等功能，保障企業(yè)生產(chǎn)安全和客戶駕駛安全。
作者張朝供職于賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室