《電子技術(shù)應(yīng)用》
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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來與GE的探索

2016-08-17

  前三次世界范圍內(nèi)的工業(yè)革命,以機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化為分野跳躍式地改變了人類歷史的走向,如今以“智能化”為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命浪潮的來臨卻和以往的工業(yè)革命有所不同。前三次工業(yè)革命是發(fā)生在人類的工業(yè)時(shí)代,而第四次工業(yè)革命卻要在“信息時(shí)代”或者“互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”背景下誕生。工業(yè)智能化浪潮,互聯(lián)網(wǎng)的重要性,或許大于工業(yè)的物理屬性本身。如今,“中國制造”的產(chǎn)品遍布世界的每個(gè)角落,以華為、格力等為代表的中堅(jiān)工業(yè)企業(yè)也逐漸受到世界的認(rèn)同,中國工業(yè)企業(yè)雖然面臨諸多的問題但也積累了諸多自信。近年來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型日益受人矚目,我們學(xué)習(xí)華為的“專利壁壘”、探討格力董明珠的網(wǎng)紅經(jīng)濟(jì)、疑惑樂視的硬件智能……工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)紛繁的表象之外似乎潛藏著無限的可能。

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  與此同時(shí),作為曾經(jīng)人類歷史上最偉大的工業(yè)公司和蘋果、谷歌等比起來,也顯得落寂;國內(nèi)書店的堆頭,會(huì)在顯眼的堆頭放置互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)例如蘋果、谷歌、阿里巴巴、騰訊有關(guān)的書籍,杰克韋爾奇的案例也不像之前常被培訓(xùn)講師提起。這恰巧不是通用的隱沒沉淪,而是通用的沉淀蓄積。據(jù)《今日美國報(bào)》7月20日?qǐng)?bào)道,通用電氣(GE)正式宣布與華為達(dá)成合作關(guān)系,共同推動(dòng)中國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”進(jìn)步。這應(yīng)該是一則對(duì)整個(gè)中國工業(yè)有著導(dǎo)向性的新聞,因?yàn)楹献鲀杉夜荆患沂亲憧纱懋?dāng)下中國工業(yè)水平的公司,另一家是世界工業(yè)公司的鼻祖。而透過新聞我們還知道,GE斥資1100萬美元(約合人民幣7348.33萬元),在上海推出軟件孵化園區(qū),大力支持新創(chuàng)企業(yè)和軟件應(yīng)用開發(fā)者發(fā)展,為其利用Predix操作系統(tǒng)開發(fā)新軟件提供便利。

  Predix操作系統(tǒng)是OT(OperationTechnology)。IT和OT有著區(qū)別,IT是基于服務(wù)器和計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和傳輸,OT是小到操作一臺(tái)設(shè)備,運(yùn)行一條生產(chǎn)線,運(yùn)營一家工廠,都使用特定的硬件和軟件,尋求優(yōu)化的解決方案?;蛘呶覀兊谝淮温牭竭@個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),但是國內(nèi)已經(jīng)有了成功的應(yīng)用案例。2015年,春秋航空部署了GE智能發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控診斷技術(shù),可以防止計(jì)劃外發(fā)動(dòng)機(jī)拆卸和停飛待用,將發(fā)動(dòng)機(jī)可靠度提升到99.98%。噴射發(fā)動(dòng)機(jī)總是容易有些灰塵和銹蝕,必須進(jìn)行定期清洗,一次水洗就能將它的工作效率提高1%到18%,但如果清洗得過于頻繁就會(huì)產(chǎn)生不必要的高額成本。有了Predix上的應(yīng)用,你就能夠準(zhǔn)確預(yù)知下次清洗發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳時(shí)間。在Predix的幫助下,航空公司可以根據(jù)航程的長短,自動(dòng)對(duì)比飛機(jī)起飛前和起飛之后發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油量,在滑油消耗量超過允許量值前及時(shí)報(bào)告運(yùn)營商,并且給運(yùn)營商預(yù)留出足夠時(shí)間解決問題。而據(jù)2014年的數(shù)據(jù)顯示,中國幾大航空公司的燃油成本約占總運(yùn)營成本的38%~40%,而北美主要航空公司則在34%左右,即使排除地區(qū)性油價(jià)差異因素,中國的航空公司也還有很大利用先進(jìn)技術(shù)和管理方式實(shí)現(xiàn)提升的空間。

  1998年麻省理工學(xué)院首次提出物聯(lián)網(wǎng)(IOT),這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的起點(diǎn)。最初,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)很簡單,即俗稱“電子標(biāo)簽”的射頻識(shí)別技術(shù),然后延伸到傳感器、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用平臺(tái)。但很長時(shí)間里,物聯(lián)網(wǎng)并沒有真正連起來。直到2012年,GE提出并倡導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),通過機(jī)器和設(shè)備間的互聯(lián)互通與分析軟件,從機(jī)器上捕獲數(shù)據(jù),讓機(jī)器“思考”起來,并將有價(jià)值的“思想”反饋給客戶——到這個(gè)時(shí)刻,人、機(jī)器和數(shù)據(jù)能夠無縫協(xié)作了,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)才真正拉開帷幕。歷經(jīng)幾年轉(zhuǎn)型,GE已經(jīng)變身為一家數(shù)字工業(yè)公司。GE董事長兼CEO伊梅爾特說:“昨天晚上睡覺的時(shí)候,我們還是一家工業(yè)公司,第二天早上醒來的時(shí)候,就變成一家軟件及分析公司了?!碑?dāng)每個(gè)引擎、每個(gè)渦輪、每臺(tái)核磁共振,都被創(chuàng)造了一個(gè)“數(shù)字雙胞胎”(DigitalTwin),也就是物理資產(chǎn)或流程的軟件模型,機(jī)器的運(yùn)作情況和任何環(huán)境因素就都關(guān)聯(lián)起來,讓企業(yè)能夠預(yù)判其運(yùn)轉(zhuǎn),快速調(diào)校,持續(xù)升級(jí),提升可靠性和適應(yīng)性,創(chuàng)出更多價(jià)值。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域之廣或許超乎我們的想象。每天,GE分析各類機(jī)器的5000萬種參數(shù),這些數(shù)據(jù)來自1000萬臺(tái)工業(yè)設(shè)備上的傳感器。從價(jià)值看,GE管理的機(jī)器與設(shè)備總資產(chǎn)已經(jīng)超過1萬億美元。再看看“智能工廠”(brilliantfactories),通過采用傳感器技術(shù)、互聯(lián)設(shè)備、預(yù)判分析技術(shù)以及Predix系統(tǒng),生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)得到了提升,開發(fā)和推出新產(chǎn)品的周期被縮短,成本也降低了。

  在“數(shù)字化蒸汽電廠”,1萬多個(gè)傳感器遍布在發(fā)電廠內(nèi),它們傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能幫助對(duì)關(guān)鍵流程進(jìn)行監(jiān)控。燃料與空氣是蒸汽發(fā)電過程的兩個(gè)元素,燃燒混合物料當(dāng)中的燃料過多,可能會(huì)導(dǎo)致排放增加。空氣太少,又會(huì)導(dǎo)致燃燒效率降低。通過數(shù)據(jù)分析,微調(diào)電廠參數(shù),效率就可以提高一個(gè)百分點(diǎn),相當(dāng)于為電廠10年內(nèi)增加2000萬美元收入。

  2.75-120風(fēng)機(jī)上安裝的傳感器,將數(shù)據(jù)匯集到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心,讓風(fēng)機(jī)之間可以相互對(duì)話,共享運(yùn)營參數(shù),調(diào)節(jié)功率輸出;風(fēng)場還可以預(yù)測未來30分鐘的風(fēng)況,通過儲(chǔ)能平滑系統(tǒng)為電網(wǎng)提供可預(yù)期的穩(wěn)定功率輸出,電網(wǎng)運(yùn)營商可以借此判斷是否需要提前補(bǔ)充電力。

  機(jī)械是生產(chǎn)工具也是工業(yè)資產(chǎn)。通過數(shù)據(jù)挖掘,就能提高資產(chǎn)性能,延長資產(chǎn)壽命,增強(qiáng)資產(chǎn)安全。據(jù)測算,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)幫助航空業(yè)提升1%的燃油效率,能節(jié)省300億美元燃油開支;幫助提升1%的石油勘探資本利用率,能節(jié)省900億美元支出;幫助鐵路行業(yè)提升1%的運(yùn)營效率,能節(jié)省270億美元;幫助醫(yī)療行業(yè)提升1%的效率,能節(jié)省630億美元。預(yù)計(jì)到2020年,全球得益于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),將帶動(dòng)GDP增量達(dá)到15萬億美元,相當(dāng)于目前美國GDP總量的90%。到2025年,80%~100%的制造業(yè)將使用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序,產(chǎn)生9000億~2.3萬億美元的潛在經(jīng)濟(jì)影響。

  總之,互聯(lián)網(wǎng)的最終結(jié)果是要達(dá)到“萬物互聯(lián)”,以蘋果為代表的智能裝備改變的是人與人的連接,然后互聯(lián)網(wǎng)除了人聯(lián)之外的“物聯(lián)”也是互聯(lián)網(wǎng)的重要板塊。數(shù)字互聯(lián)甚囂塵上,讓本來已經(jīng)處在轉(zhuǎn)型期的中國工業(yè)躁動(dòng)不安,通過GE的轉(zhuǎn)型是該我們安靜下來思考一下什么是真正的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。是否可以先實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的互聯(lián)之后,再讓工業(yè)與社會(huì)互聯(lián)?第四次智能化浪潮的到來,讓人與機(jī)器融合、讓機(jī)器與機(jī)器對(duì)話,假如這是未來繞不過去的一環(huán),那么能否扎實(shí)穩(wěn)妥的把物聯(lián)做好,將會(huì)有決定性的意義。


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