本站点使用cookies,继续浏览表示您同意我们使用cookies。Cookies和隐私政策>

智能制造:以物联网构筑新的竞争力

2018年01月27日 文/张明威 周亚灵 毛飞翔

近年来,与移动互联网行业的蓬勃发展相对应的是,传统工业增速放缓,制造企业的生产成本高企,效率低下和创新能力不足的问题日益凸显。

2011年到2015年,全球工业生产率年均增速由之前20年的4%下降到1%;制造业的人力成本在不断上升,以中国为例,2014年的劳动力成本比起2004年增加了2倍,同期生产力的增长远低于成本的增加。同时,传统制造企业的创新主要聚焦在业务产品延展,如自身产品的性能指标等,整体创新乏力。

新工业革命浪潮来袭

制造业是立国之本。主流制造强国根据自身在全球产业链中的位置,纷纷推出产业政策,推动制造业的数字化转型,以保持竞争优势。如2013年,德国提出“工业4.0”战略,建设高端智慧工厂和智能制造创新中心;法国提出“新工业计划”,计划孵化34个项目,从新一代高速列车到电动飞机,从智能纺织到未来工厂;美国提出“制造业创新网络计划”,建立45个创新中心,孵化智能制造创新技术;日本发布“制造白皮书”,提出“社会5.0”计划,发展机器人、新能源汽车、3D打印等;2015年,中国提出“中国制造2025”战略,加速制造业转型升级;英国推出“制造2050”战略,推进制造和服务融合,提高技术工人数量。

在推动智能制造的创新过程中,德国、美国和中国发展最快,分别成立了德国工业4.0联盟、美国工业互联网联盟(IIC)和中国工业互联网产业联盟(AII)。德国工业4.0平台已孵化130多个创新项目,涉及的领域包括个性化生产、自适应工厂、自组织及自适应物流、人机接口技术、智能化产品研发及生产等;美国IIC发布30多个测试床以及60多个项目,涉及能源电力、工业制造、交通、医疗、农业、智慧城市等多个行业的创新应用;中国AII会员数量已达404家,发布20多个测试床、17个工业互联网优秀应用案例、8个工业互联网大数据应用案例,测试床覆盖离散制造、能源与公共事业、港口物流和基础医疗等领域,在智能化生产、个性化定制、网络化协同、服务化延伸、生产过程监控与优化和设备远程运维方面有众多优秀的应用案例。

物联网助力智能制造

为帮助传统制造企业迅速开展数字化转型,华为依托强大的ICT技术能力,联合合作伙伴推出智能制造整体解决方案,从终端设备/传感器、接入/传输网络、能力开放平台和上层应用四个方面助力工业企业实现智能制造。

在终端设备和传感器层,华为与工业合作伙伴联手,推动传统制造哑终端的智能化改造,实现设备数据上报和指令接收。改造有两种方式:

增加无线芯片:在制造终端上增加eLTE芯片或NB-IoT芯片,终端产生的数据通过芯片直接接入eLTE或NB-IoT网络,实现制造数据采集和指令下发。

LiteOS操作系统:制造终端嵌入Huawei LiteOS物联网操作系统,简化了设备与云端互通的开发工作量。

在接入/传输网络方面,华为提供有线和无线结合的网络接入方式,确保制造设备的稳定接入。

有线接入:华为提供EC-IoT(边缘计算物联网)网关,支持多种接口和协议,方便不同类型的制造设备接入,通过网关提供的边缘计算功能,可以便捷地进行应用开发和部署,实现对设备的实时管理和维护。

无线接入:提供eLTE和NB-IoT两种方式。在企业内部,企业通过自建eLTE专网,可以实现宽带、窄带、集群等功能的统一接入,实现AGV调度、摄像头接入、生产设备信息采集、资产盘点、能耗监控、气体监控和集群通信等功能,帮助企业实现一网多能,减少内部网络数量,降低管理和维护成本;在企业外部,华为提供的NB-IoT芯片可以嵌入到设备中,通过运营商的NB-IoT网络进行数据传输,实现设备信息的上报。

在平台方面,基于华为云提供一站式的云服务组合,涵盖物联网平台、IaaS、数据库、大数据分析、安全、应用等,并且针对IoT场景给出典型参考架构和各领域云服务的优化特性。其中,OceanConnect物联网平台能够实现IoT设备的连接管理、统一接入、可视化设备管理、大数据分析和能力开放。

一站式连接管理:向个人和企业提供设备管理、运营管理、管道管理、故障诊断、 Dashboard、自动化监测等M2M连接管理能力,同时通过API,向外部应用开放集成能力。

海量设备统一模型、快速接入:OceanConnect物联网平台对于南向接入大量丰富的设备,提供统一快速的接入能力,具备屏蔽接入协议的差异性,应用与设备解耦,为北向应用提供统一的模型使用设备数据。OceanConnect物联网平台对于不同协议的适配,通过云网关、终端侧Agent/SDK来实现。

可视化设备管理:为物联网设备提供升级、诊断、远程操作以及可视化管理的能力,实现远程配置、设备信息状态查询、远程诊断及升级更新,和基于标准LWM2M的设备管理。

大数据分析:OceanConnect物联网平台提供二次开发,支持新业务的实时和离线分析及数据开放。通过建立大数据分析模型,进行行业数据统计,为企业提供基础信息资源使用、企业业务数据、用户行为、地理位置等各类大数据信息和分析统计服务。

能力开放:把网络能力、连接能力、设备管理、大数据应用等统一开放给企业,支持企业快速构建应用。

在应用层面,华为通过与合作伙伴合作,把制造相关的MES、CAD、CAE、ERP和其它制造业应用构筑在华为的OceanConnect物联网平台和公有云上,方便制造企业进行业务系统的构建。同时,华为积极联合行业ISV、IoT生态伙伴,构建场景化物联网解决方案,加快垂直行业的IoT应用创新。

智能制造实践案例

华为松山湖工厂

华为在东莞松山湖工厂部署了基于eLTE技术的智慧工厂解决方案,支持的业务有视频监控、AGV控制、机器人状态数据回传、设备数据采集、设备能耗监控、资产盘点、人员和关键资产定位等。其中设备能耗监控、资产盘点采用eLTE-IoT窄带物联方案,其余业务采用LTE-U宽带技术。方案部署后,生产效率提升30%,运营成本降低20%,能耗降低10%。

汽车制造业

华为联合机器人制造商KUKA在某汽车制造厂测试基于eLTE-U的智能工厂解决方案,主要用于机器人状态信息上报。未来,该合作项目将通过增强网络连接性,使能更多无线业务,譬如移动机器人、AGV、边缘网关,以验证更多基于LTE和5G的Use Case,并优化现有生产线,提升生产效率,缩短产品发布周期。

电梯行业

华为联合工业巨头GE为某电梯厂商提供售后智能化服务,利用EC-IoT网关采集电梯运行过程的数据,通过大数据分析,实现对电梯的预测性维护,电梯故障时间降低90%,运维成本下降50%。

石油化工行业

九江石化通过部署基于华为eLTE的智能工厂解决方案,实现炼化的智能巡检和危险气体的智能化监控。智能工厂建设完成后,九江石化在安全环保、节能减排、降本增效、绿色低碳等领域都有新的突破。

扫描体验移动阅读