2018年被稱為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)口之年。隨著國家針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)未來發(fā)展的相應(yīng)指南和一系列規(guī)劃的出爐,越來越多的企業(yè)開始進入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的圈子。在這些企業(yè)中,除了有大批的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)的供應(yīng)商之外,更有大量對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造有著極高期許的用戶企業(yè)。
根據(jù)資料顯示,2017年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為5700億元。在2017到2019年期間,預(yù)計產(chǎn)業(yè)規(guī)模將以18%的年均增速增長,至2020年時將至萬億元規(guī)模。
1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的三部曲
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),并不是簡單的“工業(yè)自動化+互聯(lián)網(wǎng)”,而是一種實現(xiàn)深度兩化融合的工具或方法。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),代表的是一種普適性的工業(yè)數(shù)據(jù)開放、共享和交換的方法,而不是一個或幾個特定的行業(yè)應(yīng)用。
目前對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)知普遍存在著一些誤區(qū)。例如,認(rèn)為工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),或者把所有的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)“上云”就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。實質(zhì)上,要理解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì),可以從理解互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)開始。
從表面看,互聯(lián)網(wǎng)無非是將全世界的計算機聯(lián)在一起,構(gòu)成的一個通訊網(wǎng)絡(luò)。但是,這只是互聯(lián)網(wǎng)的物理表征。互聯(lián)網(wǎng)實際的本質(zhì),是一個全球數(shù)據(jù)和信息的開放、共享和交換的中心。正是有了這海量信息的互聯(lián)互通,才造就了互聯(lián)網(wǎng)市場的繁榮,并催生出了越來越多以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的新興商業(yè)形態(tài)。
所以,如果說互聯(lián)網(wǎng)是把以“自然人”或“自然人的社會活動”所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行“聯(lián)網(wǎng)”的話,那工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就是一個將工業(yè)現(xiàn)場的“物數(shù)據(jù)”(物數(shù)據(jù),是指在工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備在其存續(xù)和活動期間,由其產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)的總稱。從橫向來看,它包括由設(shè)備產(chǎn)生或與設(shè)備相關(guān)的各類數(shù)據(jù),主要包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及設(shè)備本體的運行/維護數(shù)據(jù);從縱向上來看,它包括了數(shù)據(jù)的全生命周期中的所有信息)從封閉的工業(yè)體系中解放出來,置入一個開放互聯(lián)的嶄新環(huán)境的革命性突破。
眾所周知,以工業(yè)自動化技術(shù)為代表的工業(yè)現(xiàn)場技術(shù),是一種高安全性、高實時性、面向過程的封閉系統(tǒng)。在其運行的過程中,除了與人機交互及工藝控制相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)會進行記錄和存儲之外,大量的過程數(shù)據(jù),都只是作為每一個控制周期中各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有效性判定的依據(jù),在每個控制周期的循環(huán)走完之后,這些數(shù)據(jù)都會被新的過程數(shù)據(jù)所替代,而不會被進行保留。但是,在進入智能制造的時代之后,越來越多的專家認(rèn)識到,這些以往被“閱后即焚”過程數(shù)據(jù)如果能被持續(xù)不斷地累積下來,將成為實現(xiàn)工業(yè)智能化和智慧化的關(guān)鍵。
工業(yè)智能制造,簡而言之,可以分為三部曲,即數(shù)字化、數(shù)值化和智能化。
數(shù)字化:產(chǎn)線從老式的純?nèi)斯な謩硬僮?,改變?yōu)閹в凶詣踊到y(tǒng)控制的半自動/全自動產(chǎn)線;
數(shù)值化:將生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行數(shù)值化和可視化處理,并與MES及ERP等管理系統(tǒng)進行對接,實現(xiàn)生產(chǎn)管理的透明化、可視化和可量化;
智能化:基于對海量生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和運維過程數(shù)據(jù)的積累和分析,從而得到針對產(chǎn)線不同環(huán)節(jié)進行優(yōu)化和提升的策略,進而在自動化系統(tǒng)極限之上,進一步獲得“減負(fù)增效”的效果。
當(dāng)工業(yè)智能制造進入智能化的階段時,單純的OT技術(shù)和IT技術(shù)已經(jīng)無法滿足其智能化的需要,而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),幾乎就是為工業(yè)智能制造最新階段量身定制的“最佳搭檔”。
2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場格局的現(xiàn)狀
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價值核心在于通過對工業(yè)OT現(xiàn)場數(shù)據(jù)的完整獲取和分析,為制造企業(yè)提供從基礎(chǔ)到高級的各類IoT應(yīng)用服務(wù)。其價值變現(xiàn)的核心在于通過提高企業(yè)生產(chǎn)能力(提升產(chǎn)量、良品率、降低次品率等)和降低企業(yè)生產(chǎn)運維成本來實現(xiàn)。
縱觀整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的生態(tài),目前呈現(xiàn)一個典型的橄欖型布局(見圖1)。在整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的最南側(cè)(工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備側(cè)/OT側(cè))和最北側(cè)(高級應(yīng)用側(cè)),對應(yīng)橄欖的兩個尖端。在兩個尖端部分,目前相應(yīng)的或者符合實際需求的產(chǎn)品和服務(wù)幾乎沒有,而在橄欖的中間部位,則集中了大量的目前的所謂“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品”。而在實際的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目之中,最北側(cè)一般是用戶最為關(guān)心的部分,也就是用戶所期望的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)價值變現(xiàn)的直接體現(xiàn)。而最南側(cè),則是構(gòu)建整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和難點,能否解決好南側(cè)的技術(shù)和工程問題,往往是決定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目能否成功實施的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場混戰(zhàn)中的“破局” 建議
在上一節(jié)中筆者提到,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場橄欖型的的結(jié)構(gòu)中,位于中間的數(shù)據(jù)處理、清洗和應(yīng)用準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中,集中扎堆了大量的供應(yīng)商。
這些供應(yīng)商,有很大一部分是從OT和IT兩個領(lǐng)域向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進行擴展和滲透的傳統(tǒng)企業(yè)。例如做組態(tài)軟件或者SCADA軟件的,開始向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的云平臺和應(yīng)用開發(fā)平臺進行拓然;做云計算和大數(shù)據(jù)分析的,開始向工業(yè)實時數(shù)據(jù)管理和工業(yè)海量數(shù)據(jù)分析進行滲透。這些企業(yè)在橄欖圖中的中部能夠很方便的找到其自身業(yè)務(wù)的切入點,再加上目前市場上這類成熟的企業(yè)非常多,這就直接造成這個環(huán)節(jié)成為了整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場混戰(zhàn)中的核心戰(zhàn)場。
所以,要在這場混戰(zhàn)中突圍和破局,筆者建議從橄欖的兩個尖端進行突破。
工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理
所有工業(yè)自動化的從業(yè)者都知道,在工業(yè)現(xiàn)場,有著成千上百種不同的工業(yè)設(shè)備。而這些設(shè)備,又通過更多種類的通訊規(guī)約、工業(yè)總線,以不同的物理接口和傳輸參數(shù)提供對外的數(shù)據(jù)聯(lián)通服務(wù)。
所以,要完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場一側(cè)的核心基礎(chǔ),將要面對的是一個十分復(fù)雜的場景,這個場景復(fù)雜到,目前尚沒有一家企業(yè)或者公司能夠100%地保證完成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的完整獲取和管理——這無疑是一塊巨大的“硬骨頭”。
然而,挑戰(zhàn)也意味著機遇。如果能夠在這一領(lǐng)域進行深度耕耘,完成企業(yè)在這一環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)的產(chǎn)品化和服務(wù)化,那將意味著為該企業(yè)帶來一片極其寬廣的新天地。而且,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的項目中,幾乎所有的需要完成智慧化功能的系統(tǒng),都離不開一套在OT側(cè)的高效、可靠、穩(wěn)定的工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供支撐。
面向行業(yè)專家的輔助支持
要實現(xiàn)工廠特別是某種產(chǎn)線的智慧化提升,最終的話語權(quán)和決策權(quán),往往在該領(lǐng)域的行業(yè)專家手上。只有這些專家,才能敏銳地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)背后的規(guī)律,并發(fā)掘出具備極高價值的產(chǎn)線智慧化的提升策略。
但是,這類工藝專家往往獨立完成整個數(shù)據(jù)分析的建模、實現(xiàn)和使用等步驟,也就是說,作為工藝專家的他們,往往是在信息技術(shù)方面比較薄弱。
縱觀目前市場上所存在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析工具和建模工具,都是從IT行業(yè)專家的視角進行設(shè)計和實現(xiàn)的,所以這些工具的入門門檻對于產(chǎn)線的工藝專家而言無疑高了一點。
所以,如果能夠搭建起工藝專家和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之間的橋梁,補全這最后一公里的工程,使廣大的產(chǎn)線專家能夠真正將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一種趁手的工作工具來使用,那整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展無疑將迎來新的階段。
所謂“點石成金”,在“煉金術(shù)士”和“頑石”之間的那根“點金棒”的價值,是毋庸置疑的。
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2018年被稱為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)口之年。隨著國家針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)未來發(fā)展的相應(yīng)指南和一系列規(guī)劃的出爐,越來越多的企業(yè)開始進入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的圈子。在這些企業(yè)中,除了有大批的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)的供應(yīng)商之外,更有大量對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造有著極高期許的用戶企業(yè)。
根據(jù)資料顯示,2017年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為5700億元。在2017到2019年期間,預(yù)計產(chǎn)業(yè)規(guī)模將以18%的年均增速增長,至2020年時將至萬億元規(guī)模。
1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的三部曲
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),并不是簡單的“工業(yè)自動化+互聯(lián)網(wǎng)”,而是一種實現(xiàn)深度兩化融合的工具或方法。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),代表的是一種普適性的工業(yè)數(shù)據(jù)開放、共享和交換的方法,而不是一個或幾個特定的行業(yè)應(yīng)用。
目前對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)知普遍存在著一些誤區(qū)。例如,認(rèn)為工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),或者把所有的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)“上云”就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。實質(zhì)上,要理解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì),可以從理解互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)開始。
從表面看,互聯(lián)網(wǎng)無非是將全世界的計算機聯(lián)在一起,構(gòu)成的一個通訊網(wǎng)絡(luò)。但是,這只是互聯(lián)網(wǎng)的物理表征。互聯(lián)網(wǎng)實際的本質(zhì),是一個全球數(shù)據(jù)和信息的開放、共享和交換的中心。正是有了這海量信息的互聯(lián)互通,才造就了互聯(lián)網(wǎng)市場的繁榮,并催生出了越來越多以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的新興商業(yè)形態(tài)。
所以,如果說互聯(lián)網(wǎng)是把以“自然人”或“自然人的社會活動”所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行“聯(lián)網(wǎng)”的話,那工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就是一個將工業(yè)現(xiàn)場的“物數(shù)據(jù)”(物數(shù)據(jù),是指在工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備在其存續(xù)和活動期間,由其產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)的總稱。從橫向來看,它包括由設(shè)備產(chǎn)生或與設(shè)備相關(guān)的各類數(shù)據(jù),主要包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及設(shè)備本體的運行/維護數(shù)據(jù);從縱向上來看,它包括了數(shù)據(jù)的全生命周期中的所有信息)從封閉的工業(yè)體系中解放出來,置入一個開放互聯(lián)的嶄新環(huán)境的革命性突破。
眾所周知,以工業(yè)自動化技術(shù)為代表的工業(yè)現(xiàn)場技術(shù),是一種高安全性、高實時性、面向過程的封閉系統(tǒng)。在其運行的過程中,除了與人機交互及工藝控制相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)會進行記錄和存儲之外,大量的過程數(shù)據(jù),都只是作為每一個控制周期中各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有效性判定的依據(jù),在每個控制周期的循環(huán)走完之后,這些數(shù)據(jù)都會被新的過程數(shù)據(jù)所替代,而不會被進行保留。但是,在進入智能制造的時代之后,越來越多的專家認(rèn)識到,這些以往被“閱后即焚”過程數(shù)據(jù)如果能被持續(xù)不斷地累積下來,將成為實現(xiàn)工業(yè)智能化和智慧化的關(guān)鍵。
工業(yè)智能制造,簡而言之,可以分為三部曲,即數(shù)字化、數(shù)值化和智能化。
數(shù)字化:產(chǎn)線從老式的純?nèi)斯な謩硬僮?,改變?yōu)閹в凶詣踊到y(tǒng)控制的半自動/全自動產(chǎn)線;
數(shù)值化:將生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行數(shù)值化和可視化處理,并與MES及ERP等管理系統(tǒng)進行對接,實現(xiàn)生產(chǎn)管理的透明化、可視化和可量化;
智能化:基于對海量生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和運維過程數(shù)據(jù)的積累和分析,從而得到針對產(chǎn)線不同環(huán)節(jié)進行優(yōu)化和提升的策略,進而在自動化系統(tǒng)極限之上,進一步獲得“減負(fù)增效”的效果。
當(dāng)工業(yè)智能制造進入智能化的階段時,單純的OT技術(shù)和IT技術(shù)已經(jīng)無法滿足其智能化的需要,而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),幾乎就是為工業(yè)智能制造最新階段量身定制的“最佳搭檔”。
2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場格局的現(xiàn)狀
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價值核心在于通過對工業(yè)OT現(xiàn)場數(shù)據(jù)的完整獲取和分析,為制造企業(yè)提供從基礎(chǔ)到高級的各類IoT應(yīng)用服務(wù)。其價值變現(xiàn)的核心在于通過提高企業(yè)生產(chǎn)能力(提升產(chǎn)量、良品率、降低次品率等)和降低企業(yè)生產(chǎn)運維成本來實現(xiàn)。
縱觀整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的生態(tài),目前呈現(xiàn)一個典型的橄欖型布局(見圖1)。在整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的最南側(cè)(工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備側(cè)/OT側(cè))和最北側(cè)(高級應(yīng)用側(cè)),對應(yīng)橄欖的兩個尖端。在兩個尖端部分,目前相應(yīng)的或者符合實際需求的產(chǎn)品和服務(wù)幾乎沒有,而在橄欖的中間部位,則集中了大量的目前的所謂“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品”。而在實際的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目之中,最北側(cè)一般是用戶最為關(guān)心的部分,也就是用戶所期望的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)價值變現(xiàn)的直接體現(xiàn)。而最南側(cè),則是構(gòu)建整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和難點,能否解決好南側(cè)的技術(shù)和工程問題,往往是決定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目能否成功實施的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場混戰(zhàn)中的“破局” 建議
在上一節(jié)中筆者提到,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場橄欖型的的結(jié)構(gòu)中,位于中間的數(shù)據(jù)處理、清洗和應(yīng)用準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中,集中扎堆了大量的供應(yīng)商。
這些供應(yīng)商,有很大一部分是從OT和IT兩個領(lǐng)域向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進行擴展和滲透的傳統(tǒng)企業(yè)。例如做組態(tài)軟件或者SCADA軟件的,開始向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的云平臺和應(yīng)用開發(fā)平臺進行拓然;做云計算和大數(shù)據(jù)分析的,開始向工業(yè)實時數(shù)據(jù)管理和工業(yè)海量數(shù)據(jù)分析進行滲透。這些企業(yè)在橄欖圖中的中部能夠很方便的找到其自身業(yè)務(wù)的切入點,再加上目前市場上這類成熟的企業(yè)非常多,這就直接造成這個環(huán)節(jié)成為了整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場混戰(zhàn)中的核心戰(zhàn)場。
所以,要在這場混戰(zhàn)中突圍和破局,筆者建議從橄欖的兩個尖端進行突破。
工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理
所有工業(yè)自動化的從業(yè)者都知道,在工業(yè)現(xiàn)場,有著成千上百種不同的工業(yè)設(shè)備。而這些設(shè)備,又通過更多種類的通訊規(guī)約、工業(yè)總線,以不同的物理接口和傳輸參數(shù)提供對外的數(shù)據(jù)聯(lián)通服務(wù)。
所以,要完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場一側(cè)的核心基礎(chǔ),將要面對的是一個十分復(fù)雜的場景,這個場景復(fù)雜到,目前尚沒有一家企業(yè)或者公司能夠100%地保證完成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的完整獲取和管理——這無疑是一塊巨大的“硬骨頭”。
然而,挑戰(zhàn)也意味著機遇。如果能夠在這一領(lǐng)域進行深度耕耘,完成企業(yè)在這一環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)的產(chǎn)品化和服務(wù)化,那將意味著為該企業(yè)帶來一片極其寬廣的新天地。而且,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的項目中,幾乎所有的需要完成智慧化功能的系統(tǒng),都離不開一套在OT側(cè)的高效、可靠、穩(wěn)定的工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供支撐。
面向行業(yè)專家的輔助支持
要實現(xiàn)工廠特別是某種產(chǎn)線的智慧化提升,最終的話語權(quán)和決策權(quán),往往在該領(lǐng)域的行業(yè)專家手上。只有這些專家,才能敏銳地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)背后的規(guī)律,并發(fā)掘出具備極高價值的產(chǎn)線智慧化的提升策略。
但是,這類工藝專家往往獨立完成整個數(shù)據(jù)分析的建模、實現(xiàn)和使用等步驟,也就是說,作為工藝專家的他們,往往是在信息技術(shù)方面比較薄弱。
縱觀目前市場上所存在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析工具和建模工具,都是從IT行業(yè)專家的視角進行設(shè)計和實現(xiàn)的,所以這些工具的入門門檻對于產(chǎn)線的工藝專家而言無疑高了一點。
所以,如果能夠搭建起工藝專家和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之間的橋梁,補全這最后一公里的工程,使廣大的產(chǎn)線專家能夠真正將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一種趁手的工作工具來使用,那整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展無疑將迎來新的階段。
所謂“點石成金”,在“煉金術(shù)士”和“頑石”之間的那根“點金棒”的價值,是毋庸置疑的。