工业与互联网结合 中国智能制造前景无限

2017-03-02 11:06 行业报道   

导读上周,在中国工业互联网产业联盟成立一周年之际,“2017工业互联网峰会”在京举行。中国工程院院士倪光南在会上表示,中国与美国和德国相比,大家基本上站在相近的起跑线上,只是中国的工业基础比他们薄弱一点,但中国更容易将工业和互联网结合起来,因此中国现在完全有机会走得更快。  

上周,在中国工业互联网产业联盟成立一周年之际,“2017工业互联网峰会”在京举行。中国工程院院士倪光南在会上表示,中国与美国和德国相比,大家基本上站在相近的起跑线上,只是中国的工业基础比他们薄弱一点,但中国更容易将工业和互联网结合起来,因此中国现在完全有机会走得更快。

地方和企业在行动

据工信部总工程师张峰介绍,作为行业主管部门,工信部积极推进工业互联网战略性、基础性问题的研究,组织航天云网、中国商飞、潍柴、海尔等企业围绕工业互联网网络架构、标识解析验证等重点领域开展了试点示范,启动了工业互联网综合实验平台和管理平台建设等工作,着力推动工业互联网的顶层设计和落地实施。

同时,各地加快工业互联网布局,积极探索应用部署路径和支持举措,如上海市不久前发布了《上海市工业互联网创新发展应用三年行动计划(2017~2019年)》,《辽宁省工业互联网发展行动计划(2016~2020年)》已在去年底亮相。

产业层面,中国工业互联网产业联盟的支撑引领作用日益凸显,逐渐引领产业形成自主化、生态化发展的良好态势。同时,我国已有15家机构加入国际工业互联网联盟,中德工业互联网联合研究、标准研制和试点示范也在务实推进。

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在企业层面,各行业已经逐步形成一批积极性高、带动性强的龙头企业。面向工业互联网低时延、广覆盖、高可靠的需求,中科院沈阳自动化所、华为、中国电信等龙头企业,拿出了具有一定影响力的工业互联网解决方案,而且在部分领域中得到成功应用。

国度不同困难相似

众所周知,在工业4.0的建设中,我国所面临的主要困难是产业支撑能力较弱,不少企业仍然处在工业2.0甚至是1.0阶段,缺乏引领工业互联网加快发展和应用部署的龙头企业。其实,即便是发达的德国,同样也存在着一定的困难。

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德国工业4.0平台总秘书长亨宁·邦廷就表示,虽然德国很多公司都听说过工业4.0,但是真正实施的并不太多。“现在德国大概有25%的公司在实施工业4.0。”他说。究其原因,他认为一是企业存在资金问题,二是缺少共同的标准。

工业互联网产业联盟产业发展组组长张东指出,我国工业互联网发展所面临的挑战主要有:智能化的核心生产装备多为欧美日韩所垄断;我国很多工厂不注重软件的购买,这给工业系统底层解析和控制带来了难题,同时我国工业互联网的自主研发能力偏弱;车间以及装备设备之间的互联标准有待建立,技术仍不成熟;B2B模式下,企业与企业之间的业务标准以及财务结算标准制定存在障碍;工业网络安全问题凸显,同时机器人联网也会带来安全问题。

安全自然也是360企业安全集团董事长兼CEO齐向东所关注的话题。他表示,现在越来越多的工业互联网暴露在互联网上,就是越来越多的工业系统暴露在互联网上。工业越发达的国家,暴露的程度越严重。他说:“最近360和东北大学工业控制实验室联合做了一次全网调查,在扫描了部分互联网的网络后,发现全球有7万多个工业控制系统和控制协议暴露在互联网上。其中美国有3万个,中国有2000多个工业控制系统暴露在整个工业互联网上。这样系统一旦出现漏洞,遭受网络攻击就会影响安全生产或产品安全。”

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未来规模将达4500亿元

赛迪顾问认为,2016年中国工业互联网市场规模达1896亿元,同比增长27.33%。预计在“十三五”期间,仍能保持25%左右的复合增长率。中信证券前瞻研究首席分析师许英博表示,2020年中国工业物联网的规模可能在4500亿元左右。

许英博分析认为,如果以物联网大口径而言,未来几年会是物联网领域高速发展的几年。根据第三方咨询机构的预测,从现在到2020年,物联网的终端数量在全球可能会有3倍左右的增长,中国物联网终端数量的增长可能会更快;产业规模会有近2倍的增长。

中国信息通信研究院总工程师余晓晖表示,工业互联网联盟主要由两大阵营的成员组成,一是工业企业,二是互联网企业。“工业企业在做工业互联网时,更侧重于生产系统的优化和企业资产的优化,采用的是一种渐进改良产业升级的道路;而互联网企业则带来了很多变革性的思维,具有很多颠覆性的想法。”他说。

无论是余晓晖,还是倪光南,在讲话中都提到了三一重工。据了解,三一重工是制造业的一个龙头企业,早在2008年就开始致力于做物联网的一些工作,将传统的制造业和新兴的互联网结合起来,产生了很好的效益。

倪光南对三一重工推出的树根互联更是推崇有加。他表示,中国企业大多是中小微企业,让每一个企业都自己去建工业互联网并不现实,而三一重工将自己的树根互联贡献出来,使得中小企业不需要任何投入就可以享受工业互联网的优势。“三一重工发挥行业龙头的作用,把工业互联网的最新技术带给几十万中小企业,集聚的企业越多,工业互联网的效益就会越好,这是一个良性循环。”他说。

工业互联网的新趋势

对于我国工业互联网未来的发展,张东认为将呈现出以下趋势:

一是泛在连接和工业网络升级。工业企业正在解决OT和IT融合的问题,无论是以自下而上还是自上而下的方式推进,随着IP协议逐步往下下沉,自动化生产、管理和连接的问题凸显。

二是传统行业对信息化提出了更高的要求。以具体行业为例,玩具行业原本信息化水平较低,面对现在越来越多的个性化定制需求,玩具行业的信息化水平迫切需要提升。对于家具行业而言,当前家具生产外包的趋势日渐明显,而在电商的兴起下,家具行业还需要借助信息化手段提升送货、组装等服务能力。

三是个性化定制将成为整个产业的新业态。张东表示,基于对数百家企业的深度调研显示,个性化定制正在成为新的趋势。个性化

定制对于企业的信息化水平提出了非常高的要求,需要企业具备包括3D仿真、数字化等能力。

四是物流体系建设保持领先。目前电商仓库和企业的生产仓库正在进行融合,很多制造企业的生产线和仓库的信息渠道已经打通。

五是工业机器人发展非常迅猛。目前我国的工业机器人联网主要集中在场内。因此未来还需借助云平台推进工业机器人的同步发展,提升机器人的智能。

相关:智能制造产值有望超过3万亿元

携景消息,国家信息中心马忠玉副主任在近日智能应用推动制造业变革与升级研讨会上表示,“我国智能制造未来发展潜力巨大,2020年我国智能制造产值有望超过3万亿元,年均复合增长率约20%。”智能制造是中国制造业转型升级的战略支点。

2017年3月1日,由广州光亚法兰克福展览有限公司主办的“SIAF广州国际工业自动化技术及装备展览会”在广州中国进出口商品交易会展馆隆重举行,作为工业自动化行业华南地区最有影响力的展会,本次展开设了五大展区重点展示了自动化传动系列、传感器及IPCs、工业软件、机器人技术等最新产品和技术。

珠三解作为中国制造业聚集地,拥有汽车制造、电子信息、家电制造、航空、造纸、食品饮料、纺织、建材等优势产业群。本次展会为自动化厂商与华南制造业提供了对接的平台,展会分别设立了机器人机器人视觉专区、接口技术、连接器专区、传感器及测量专区、电气专区、工业通讯专区,引众多国际及国内知名工业自动化品牌前来参展。

工业与互联网结合 中国智能制造前景无限

在2.1号馆里,汇聚了川崎、安川首钢、埃斯顿、众为兴、罗庚、康耐视、大恒、森萨帕特等众等机器人机器视觉企业。

其中,埃斯顿展示了针对3C电子行业的机器人应用案例,如张力控制、多轴同步、高精度位置控制电液混合伺服解决方案。

安川首钢展示了机器人拧螺丝装配系统、机器人高速搬运系统,高速、高效、稳定,这些基于机器人的自动化解决方案不仅降低工厂的人力成本,还保证了产品的质量。

“大数据驱动智能制造加快发展,加快互联网与制造业快速融合,是传统制造业变革与升级的重要内容。”马忠玉表示,大数据智能应用发展对生产、生活都产生重大影响,以数据挖掘分析为核心的应用和服务,为经济社会发展带来了深刻变革。

“制造业大数据是一座金矿!”北京大学工学院工业工程与管理系主任侍乐媛表示,制造业拥有的大数据远超其他行业,但到现在为止距开采出来还差得很远,很多数据天天“流淌”都没有办法收集起来。究其原因,制造业大数据具有复杂性,是动态复杂的拆分合并数据。从全球应用现状看,制造业基本上是纵向数据的采集和利用,缺乏横向数据的链接和利用。实际上,制造业需要经纬纵横的数据采集能力。

我国智能制造尚处于起步阶段。2016年3月份,海尔率先发布具备自主知识产权、支持大规模定制的互联网智能制造解决方案平台COSMO,并通过开放、互联、可视让用户成为智能制造的参与者。2020年我国智能制造产值有望超过3万亿元,而目前行业处于起步阶段,发展潜力巨大。

工业物联网解决食品安全问题

关于工业物联网的讨论,常围绕着离散制造(discrete manufacturing)流程打转。事实上,食品工业这类批量制造(batch manufacturing)流程,也为智能感测技术提供了相当大的发挥空间。智能制造除能提升食品安全、质量,还有助于改善顾客参与度、增加产品市场占有率,因此应为食品业者未来重要的议程之一。

据Food Processing网站报导,食品或饮料常需面临下架回收的问题,原因不外乎遭到客户或消费者抱怨,或是收到政府命令。澳纽食品标准局(FSANZ)指出,食物饮料若发生微生物污染、标签错误、异物掺入、化学物污染、过敏原标示不清、生物毒素污染、包装瑕疵、过多添加物等情形,都会面临被回收的命运。

为了尽快发现问题源头,食品业者需要一套能完整记录食物从“农场到餐桌” (farm-to-fork)历程的追踪系统,而无线射频识别系统(RFID)等现代感测技术,能可靠并有效率的追踪物料来源,简化整个供应链的追踪流程。

日本西红柿酱制造商可果美(Kagome)已将整个培植、加工西红柿的过程自动化。为了控制产品质量,可果美会将新鲜西红柿的样本送至实验室化验,而每个盛装新鲜西红柿的桶子上,都附有RFID卷标记录每桶西红柿的来源。可果美可透过RFID卷标所提供的信息,订定各种决策,借此提升产量及效率,同时也让产品来源更加透明。

除此之外,德勤咨询公司(Deloitte Consulting)调查发现,有84%的美国零售商店顾客,会在购物前或购物时,利用智能手机查询产品信息,且这些人购买商品的机会比起其他人高出40%。

零售业者与食品业者应设法利用这种消费趋势,提出新的方式增加顾客参与度,并进一步影响顾客的消费意愿。像是将印刷电子技术(Printed ElectroNIcs)使用在产品包装、货架卷标与销售点的展示,做为向消费者手机传达信息的媒介。业者也能透过这类技术避免货物遭破坏、失窃,或是减少食物或包装上的浪费。

加拿大NFC Authority公司透过云端平台将无线卷标、打印天线与软件应用结合,并与酿酒厂合作,让消费者不必安装App就能直接透过NFC装置取得产品信息,而厂商也可透过云端分析工具收集实用的消费者信息。

单件小批量生产可说是工业4.0最重要的目标之一。与智能感测装置结合的适应性自动化系统,可提供足够的弹性,应付不同客户的制造需求。而这样的诉求对讲求批量制造的食品产业而言,乍看之下并不是十分适用。

除了德国订制化麦片公司Mymuesli之外,很少有业者能成功达到这个目标。尽管如此,其他食品业者仍旧可从订制化包装下手。

包装系统可依据智能传感器所提供的数据,自动调整配置,使包装流程效率达到优化。由于传感器只需提供必要的讯息,因此并不会产生太大的数据需求。

为了方便商品追踪数据的取得、分析,业者可利用云端平台,收集来自供应链、制造流程等各个地点的资料,并将分析后的结果与整个系统分享。

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