你瞭解什麼是互聯網+嗎?別急,GE為你進行剖析

什麼是互聯網+?工業互聯網的網速快嗎?對工業行業沒有太多瞭解的人,或許會提出這樣的問題。雖然從字面上看它與我們常用的“互聯網”有著緊密關聯,但是它卻是在“物聯網” (Internet of Things,縮寫IoT)的基礎上發展而來。

你應該早已經對物聯網不再陌生。迪士尼樂園的My Magic+計劃裡,你隻要佩戴上一個智能手環,那麼樂園當中的每一個服務設置、工作人員都可以知道你是誰,比如當你走近一隻米老鼠,它能立即喊出你的名字跟你打招呼——整個樂園成為瞭一個巨大的計算機,而裡面的娛樂設施、餐廳與酒店都隻是一個個傳感器。你的傢中或許也已經被“物聯網”包圍,通過你的智能手機,你同樣可以控制臥室裡空調的溫度,客廳當中音樂播放器正在播放的曲目……它們知道你的喜好甚至可以自行做出一些決策。

但你有沒有想過,當這些場景被折疊到工業世界,當機器不再需要人類進行操控,而是足夠聰明到可以相互“對話”並且自主作出決定的時候,我們的世界將會有怎麼樣的變化?

“工業互聯網”是什麼?

正如物聯網給人類生活帶來巨大便利那樣,工業互聯網也將提高工業行業的效率,優化機器設備,讓機器運行流程順暢,從而釋放更大的生產力。



人類對這一天的幻想已經由來已久。從1968年,美國國防部高級研究計劃局組建阿帕網,形成互聯網雛形;到2020年全球將有500億聯網設備同時運行,它們可以自我定位,時刻保持最佳工作狀態。在“中國制造2025”和美國制造業振興計劃中,也都提到瞭高度自動化,且可以主動排除生產障礙的智能集成感控系統。

2012年11月26日,通用電氣(簡稱GE)發佈白皮書《工業互聯網:打破智慧與機器的邊界》,提出工業互聯網的概念。GE也開始從傳統工業企業,向數字工業企業轉型,開始基於工業互聯網的數字工業時代。

工業互聯網可以被看作是數據、硬件、軟件和智能的流通與互動。從智能設備和網絡中獲取數據,然後利用大數據分析工具進行存儲、分析和可視化。最終的智能信息可以供決策者在必要時實時使用或直接實現智能決策。




那麼,工業互聯網是物聯網概念的重新包裝麼?

我們常用的交通卡,購物商場內的停車場空位導引系統,甚至肉禽公司的來源追溯系統,通常都是將傳感器、儀器儀表嵌入機器並連入互聯網。這是物聯網最為基本的模式,也是“工業互聯網”的基礎。

但是這些數據一般都存在於一個比較封閉的系統之內,而且從機器內傳感器和儀器儀表收集數據與數據分析並不同步進行,對歷史數據的分析無法滿足決策的時效性。而在工業互聯網的系統內,數據可以實現開源共享,並且實時進行數據分析,甚至包括社交網絡等外部數據整合起來,給出最佳的機器運行方案。

所以,工業互聯網遠遠不限於把物聯網的模式復制到工業行業,而是將物聯網(IoT),運營技術(OT)及數字化完全融入工業世界的每個細胞當中,這將是脫胎換骨式的創新,也是數字工業的核心與根基。



你可以從Predix平臺的運作模式之中,感受到工業互聯網與數字工業的本質。Predix是GE公司推出的全球首個專為工業數據分析開發的雲服務平臺,可以與各種雲環境中的應用和服務進行無縫銜接,將其用於機器狀態監控,捕捉更多的數據。無論是航空公司、醫院、鐵路、 油田還是風電場,都可以在這個平臺上獲得實時信息流,把不同設備連接起來,讓設備恰當地“動起來”,出現在需要的位置,減少等待時間。最終,工業互聯網將OT與IT結合起來,實現瞭設備與流程的優化。

為瞭提供一個能夠突出Predix平臺功能的簡單具體實例,我們來看一臺靜電油煙機租賃風力發電機。Predix機器設備網關能夠將任何供應商或任何年代的這類資產連接至Predix雲端,能夠收集並分析運營和歷史數據,進而改善運營模式並具有釋放改造業務價值的潛力。

例如,就預測性維護來說,Predix允許客戶利用Predix平臺的所有組件預測潛在的問題,執行預防性維護,並減少非計劃停機時間。Predix機器組件可以監控從傳感器收集的數據,使用基於物理特性的分析方法,根據資產模型檢測潛在的錯誤狀態,然後平穩地關閉資產。除瞭這些設備端應用,Predix機器還可以將傳感器數據傳輸至Predix雲,雲端可以存儲並分析管理的所有類似機器的運營數據。隨著時間的推移,數據科學傢可以發現新的模式,並創建基於物理特性且經過改善的新分析模型。然後可以將新的分析方法倒推至所有資產,同時有效改善所有資產的性能。

工業互聯網和工業4.0,傻傻分不清楚?

其實在位於美國的GE提出工業互聯網概念的同時,在大洋彼岸的德國也提出瞭相似的工業4.0概念。工業4.0將建構出一個有感台北靜電油煙處理機出租知意識的新型智能工業世界,能通過分析各種大數據,直接生成一個充分滿足客戶的相關解決方案產品,更可利用電腦預測如天氣預測、公共交通、市場調查數據等等。

但與“工業互聯網”相比,“工業4.0”是一個偏生產過程當中的自動化概念,而“工業互聯網”則更像是一種生態的概念,最終實現一種最優運行方案的輸出。

為什麼要提出工業互聯網?

除瞭大數據、機器學習等技術的驅動作用之外,工業互聯網是在經歷瞭2008年經濟衰退之後,對企業發展方式反思的結果。擴張、並購和整合的外放型增長方式逐漸退熱,提高企業價值和利潤的方式,重新調整為流程優化、資產利用率、成本節約、能效提高等關註內在的軟實力方面。

金融危機後,各國對制造業的發展都出現瞭一些新的動向,中國政府也提出瞭《中國制造2025》的計劃,以應對全球新一輪科技革命和產業變革所需。而工業互聯網在中國的落地,也將幫助其實現《中國制造2025》的目標。

通過設備與流程的優化,“工業互聯網”可以大大提高生產效率。工業的降低成本、提高能效與服務業不同,在工業領域成本降低或效率提升1%,都會給企業帶來巨大的價值。目前,全球工業總產值將近32萬億美元,1%的效率提升就是3200億美元,以航空業為例,一傢中等規模的航空公司大約有70架飛機,每年燃料成本10億美元,若把燃料消耗降低2%,即每年燃料支出減少2000萬美元。

成本或資產流轉率雖然是企業利潤的關鍵指標,但隻是單個方面的問題,完全不需要工業互聯網的龐大體系,工業互聯網最終實現的目的是系統性的整體提升,從而提高社會生產效率,讓工業行業釋放更大的威力。

那麼工業互聯網已經滲透到瞭哪些領域?

如果以GE的工業互聯網案例為例,你可以看到其實工業互聯網已經不斷應用於各個領域,並且開始潛移默化地改變我們的生活。

能源領域

中國東部地區因煤的低效利用而帶來的霧霾等空氣問題,於此同時天然氣產業每年因計劃外停機而導致的上億美元損失。數字工業則得以通過監控與數據分析,配合能源結構調整,提供最優的運作方案,將舊有設備數字化並支持清潔的風電來提供新能源和減少排放。以風力發電機數據監控為例,通過軟件動態調整葉片轉速和方向,可以將風機的能量輸出提高3%到4%。可不要小看這幾個百分點的提高,由一臺機器擴展到整個風電網絡將產生巨大的能量。

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醫療領域

同樣得益於GE的工業互聯網,自2014年以來,武漢同濟醫院在不增加設備的情況下,醫院設備開機率持續穩步攀升,CT和核磁的掃描量同比分別增加20%和23%。GE醫療通過互聯網與機器設備的結合,利用對機器運轉產生的大數據分析,提升機器的運轉效率,減少停機時間和計劃外故障,從而提高瞭病人看病的效率與醫院的容納量。在中國,用於臨床的大型醫療設備CT、MR和X光機等的開機利用率數據業內普遍認可的是91%。而在數字工業時代,GE醫療幫助武漢同濟醫院開機利用率自95%提升至98.5%,緩解瞭中國醫療領域普遍存在的供需緊張問題。





航空領域

數字工業能夠讓民用航空公司最大化地提高燃油效率。例如波音787搭載的GEnx發動機有1400多個監測點,在整個航程中不間斷地采集數據,並進行分析預測,提高航空安全性。為抵消燃油成本的增長,基於數據分析的全程飛行增效服務夠讓航班燃料消耗降低2%,對於燃料成本占據總支出30%的航空企業,這一節省意義重大。






發電領域

工業互聯網同樣能夠讓發電站實現資源最優配置。金陵燃機電廠是江蘇省內最大燃氣電廠,並作為國傢“西氣東輸”工程下遊配套項目之一,它扮演著多重角色——改善當地電網結構、帶動相關產業發展、以及進一步優化區域能源結構、帶動低碳經濟發展等等。由此,在金陵燃機電廠之中,燃機運行的可靠性及經濟性則至關重要。

GE作為燃機項目設備的提供商和技術支持,將工業互聯網及數字工業的概念及工業互聯網模式註入機組運行管理之中,為其高效運行及資源優化配置提供全方位的解決方案。在GE數字化的運作模式下,金陵燃機電廠的機組運轉能夠按照各自機型進行即時數據分析,做出相應預警,提高瞭機組運作效率及可靠性。 在數字工業的幫助下,隻要在國傢層面將燃氣發電效率提高1%,燃料支出就能夠降低超過40億美元。在15年內,累積節約成本可能超過660億美元。



互聯網+已經應用於不同的領域,跟我們的生活密不可分瞭,不管是醫療、發電還是航空,這些領域的不斷完善才能夠更好的服務大眾,營造更好的生活環境。

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