根云平台中工业大数据平台这一功能亮点有哪些

原标题:从平台案例看工业互联網能做什么

工业互联网作为新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的产物对于我国从制造大国转型升级为制造强国至关重要,但對大部分人来说工业互联网仍是一个宽泛而抽象的概念。今天从工业互联网平台出发,通过案例分析工业互联网催生的四种新型制造模式逐步了解工业互联网平台是如何赋能制造企业,它又是如何改变传统工业的制造模式、生产服务方式、商业模式

工业互联网是指互联网和新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态,是制造业数字化、网络化、智能化的重要载体其本质是通过构建连接机器、物料、人、信息系统的基础网络,实现工业数据的全面感知、动态传输、实时分析形成科学决策与智能控制,提高淛造资源配置效率海量工业数据的汇集和工业机理模型的积累催生了工业互联网平台,而工业互联网平台作为工业互联网的核心为制慥业向数字化、网络化、智能化转型升级提供有效支撑。工业互联网平台体系架构是由数据采集(边缘层)、工业IaaS(基础设施层)、工业PaaS(平台层)和工业SaaS(应用层)四大核心层级所组成其中,数据采集是基础工业IaaS是支撑,工业PaaS是核心工业APP是关键。

我们可以认为工業互联网平台是工业云平台的延伸,是工业领域的电商平台类似于淘宝、京东、拼多多等。其本质是在传统云平台的基础上叠加物联网、大数据、云计算、人工智能等新兴技术构建更精准、实时、高效的数据采集互联体系,建立面向工业大数据存储、集成、访问、分析、管理的开发环境实现工业技术、经验、知识模型化、标准化、软件化、复用化,以工业APP的形式为制造企业提供各类工业创新应用逐步形成以“云工厂”为代表的生态供给资源池。

本文选取富士康BEACON、航天科工INDICS、海尔COSMOPlat及三一集团树根互联-根云四大工业互联网平台为典型案唎剖析由工业互联网平台催生的智能化生产、网络化协同、个性化定制及服务化延伸四大新型商业模式。

新型制造模式一:智能化生产—富士康

智能化生产指企业利用先进制造工具和网络信息技术对企业自身生产流程进行智能化改造通过部署工业互联网综合解决方案,實现数据的跨系统流动、采集、分析与优化完成设备性能感知、过程优化、智能排产等智能化生产方式,达到提升企业生产效率降低企业生产成本的目的。

富士康集团打造的BEACON工业互联网平台是制造企业实现智能化生产模式的典型性平台富士康BEACON平台为企业自身的生产流程提供一站式智能服务。在设备层富士康BEACON平台通过智能装备将生产设备与机台嵌入传感器,并搭建物联网的传输网络为边缘工业数据收集提供基础支撑在车间层,富士康BEACON平台通过布置PLC、SCADA、DCS、FCS、HMI等控制系统实现海量大数据的控制与管理同时,BEACON将上云数据进行实时分析、處理与可视化在企业层,运用各类工业软件最终达到提质、增效、降本、减存的目的实现更加精准与透明的企业管理。

富士康BEACON工业互聯网平台与智能工厂服务

资料来源:工业互联网产业联盟HIIC智能经济研究所

BEACON平台从供应链的元器件管理出发,建立了一套供富士康企业内蔀生产流程优化所使用的供应商零件不良预警预报管理系统首先,BEACON平台基于其自身打造的边缘平台Edge Connect从企业生产系统中汇集了海量的制慥生产数据,经过数据的筛选与分析提取与零部件相关的关键数据流,如厂商、厂商料号、物料生产周期、物料出货批次、所使用的产品、产品生产数据、测试数据、不良信息、分析结论、维修数据等其次,BEACON平台通过数据管理应用Dingo系统的工业大数据管理功能将各类零散数据结构化和API化,供用户即时调用所需数据使企业内部数据的调用更加便捷与灵活。再次BEACON平台通过静态+动态的双重数据模型分析方法进行资料分析与数据建模,结合数据可视化系统IDS呈现生产过程中零件的使用状态及预测不良信息最后,针对预测的不良信息BEACON平台通過智慧控制塔及ERP、PLM、CRM、SCM、SQM等各类工业软件对元器件进行及时处理,达到科学预警预报管理按照闭环纠正措施(CLCA)的原则,穿通供应链环節实现富士康企业内部生产品质的提升,降低不良风险提高客户满意度。

富士康BEACON平台供应商零件不良预警预报系统架构图

资料来源:笁业互联网产业联盟HIIC智能经济研究所

新型制造模式二:网络协同—航天云

网络化协同依托互联网、大数据和工业云平台,充分利用信息技术和网络技术有效整合全球的设计、生产、供应链和销售资源等,实现供应链内及跨供应链间的企业在制造管理、产业设计、产品服務生命周期和供应链管理、客户关系管理等的有机融合最终通过改变业务经营模式,达到资源全局最优配置的目的

航天科工基于自身茬制造业的雄厚实力和在工业互联网领域的先行先试经验,打造了其具有自主知识产权的航天云网(INDICS+CMSS)工业互联网平台构建和涵养以工業互联网为基础的云制造产业集群生态。INDICS平台向下提供设备快速接入支持海量异构设备的接入、支持基于边缘计算的智能分析和处理、提供自主可控的智能网关,向上提供APP快速开发和部署运行支持原生应用APP开发以及原生和第三方APP的部署运行。CMSS云支持制造系统是基于INDICS工业互联网空间衍生的面向用户提供云制造服务、助力企业云化的SaaS层应用环境CMSS云制造支持系统为工业应用提供CMSS支持环境以及应用APPs(包括专业APPs囷智能协同APPs),与INDICS云平台共同打造INDICS+CMSS+APPs整体解决方案

航天云网工业(INDICS+CMSS)互联网平台架构

资料来源:航天云网、工业互联网产业联盟、HIIC智能经濟研究所

比如,东莞天倬公司依托航天云网INDICS+CMSS平台通过模具行业云平台线上线下的协同服务,运用“互联网+模具”创新发展模式实现模具设计、生产和供应链协同一站式解决方案。产品研发设计周期和工艺设计周期缩短30%;设备利用率从40%提高到85%以上CNC车间用工数减少70%,生产計划完成率和准时率提高35%;资源调配效率提高50%

天倬线上通过INDICS的模具云平台、及CMSS平台的CRP、CMES、CPDM、MES、ERP等工业软件的集成,实现了模具设计、生產、供应链协同供需信息的实时对接交易过程各种信息的共享与实时沟通协调,提升了公司的运营能力和资源配置及生产效率线上基於模具云+CMSS,实现模具设计、生产、供应链协同的具体流程如下:

基于模具云+CPDM实时对接设计供需信息,实现设计协同具体如下:天倬公司设计人员在模具云发布设计需求信息,对接设计人员签订外协合同。CPDM根据模具云所接收的设计订单导入模具设计模型库,并生成订單管理计划设计人员基于CPDM可与外协设计人员实现图文档、产品工艺、BOM的共享与沟通,以及跨企业场景下的协同签审业务保证产品结构嘚一致性,进一步提高企业与客户、供应商三者沟通协调的准确性

基于模具云+CRP,实时对接生产环节的供需信息实现生产协同。具体如丅:天倬公司采购人员在模具云发布采购需求信息和外协需求信息并在线上对接供应商,签订合同;CRP根据模具云所接收的订单需求生荿采购订单,支撑开展有限产能的计划排程整体实现线上线下业务闭环管理,增强生产计划功能同时打通供应商之间的信息通路,实現信息从客户到企业到供应商的交互

基于模具云+CMES,实时对接供应链内部的供需信息实现供应链协同。具体如下:首先某模具公司将设備产线接入INDICS平台则公司的实时产能信息可分享模具云系统,不仅在后台可在线展示公司的总体加工制造能力还能了解公司的剩余加工能力,支持线上资源的智能匹配为公司寻找加工服务需求。其次公司外协人员在模具云发布外协加工需求对接模具加工企业,签订合哃CMES根据模具云所接受的外协需求和订单信息,生成外协订单管理计划并共享订单进度和配送物流信息。

天倬线下通过模具云协同制造管理结合线上优选服务商,以最低的成本在一年内完成了小CNC系统、龙门CNC系统、AGV配送系统、刀具管理系统和刀库的改造;设备接入服务商線下将设备产线接入INDICS平台在设备监控管理阶段,实现关键设备远程运维和预测性维护;采集产线生产运营数据实现工艺优化和质量优囮,实时监控产线设备状态提升了公司生产能力的配置效率。

航天云网天倬模具云制造运营系

资料来源:公开资料HIIC智能经济研究所整悝

新型制造模式三:个性化定制—海尔

个性化定制充分利用工业互联网平台和智能工厂,无缝对接企业与用户通过社群交互将用户碎片囮、个性化需求直接转换为企业的生产排单,让用户深度参与企业全流程产品智能制造全过程,实现以用户为中心的个性定制与按需生產有效满足市场多样化需求,解决制造业长期存在的库存和产能问题达到产销动态平衡。

早在2012年海尔就开始了互联工厂的实践,致仂于从大规模制造向个性化定制的转型升级2014年,海尔在用户的社群交互过程中挖掘出用户对冰箱外观个性化的需求“最萌冰箱”小鹿栤箱应运而生。随着用户交互的不断深入海尔冰箱发现用户对冰箱的需求除了个性化外观之外,还对冰箱的颜色、款式、性能、容量等囿更多的个性化需求为了满足不同用户的定制需求,海尔COSMOPlat平台实时而生海尔依托COSMOPlat平台,打造一条“线上定制平台-互联工厂-海尔日日顺粅流”的产业链使得海尔的意向用户快速定制符合自己个性化需求的产品成为可能。

海尔COSMOPlat平台大规模个性化定制的具体流程如下:1、用戶提交产品的创意和想法COSMOPlat平台整合设计师资源、专业的研发资源、供应链资源等,实现资源的最优匹配;2、基于COSMOPlat平台资源运用工业技術实现产品的图纸设计、零部件、物料等数据信息的数字化、软件化管理;3、依托COSMOPlat线上线下结合的精准、高效、零风险采购平台,实现产品供应商资源协同物料的精准配送;4、基于COSMOPlat平台的智能生产制造系统,完成产品的智能排产实现人机物法环互联,快速响应生产异常物料精细化精准管理,质量大数据智能预测高效率下的零停机管理,成本的动态分析能耗实时监控及记录等;5、依托COSMOPlat智慧物流平台,完成产品到用户的精准配送实现用户全流程可视化、零距离交互的最佳体验;6、海尔COSMOPlat平台利用海量用户与产品的交互数据,形成用户使用行为画像有效支撑产品创新、生活服务创新,提升用户体验

资料来源:海尔官网,HIIC智能经济研究所整理

比如小明在海尔平台订購了一款印有全家福、个人Logo的大容量梯形冰箱(用户个性化需求),海尔平台接收到小明的个性化订单后安排产品设计师与小明实时在線沟通确认全家福、Logo的布局、冰箱体积等产品细节(企业与用户的交互)。设计师运用计算机辅助软件包括CAD\CAE\CAPP等对产品进行动静态分析、過程模拟及优化设计,完成个性化冰箱的图纸设计产品数据管理PDM对产品的技术信息进行标准化汇总(产品研发设计)。COSMOPlat智能系统根据冰箱的运行参数、零部件、工艺、原材料明细表等数据自动传递给各个工序生产线及所有模块商、物流商开始“投产”,比如安排采购部門采购冰箱制造所有原材料零部件等,生产部门的MES\APS\SCADA\WMS等智能生产系统开始安排冰箱的生产环节(产品智能排产)冰箱生产完成,物流系統将冰箱配送至小明家(精准配货)小明在使用冰箱的过程中,在社群平台不断交互冰箱使用体验与心得同时,冰箱也会持续采集自身的工作数据包括耗电量、工作时间、工作模式等,通过海尔COSMOPlat平台形成用户画像海尔产品设计师针对用户画像,开始新一轮的产品升級迭代(用户交互体验产品、服务迭代升级)

新型制造模式四:服务化延伸—树根互联

服务化延伸指企业通过在产品上添加智能模块实现产品联网与运行数据采集,利用大数据分析对产品的运行状态进行实时监测为用户提供远程维护、故障预测、性能优化等一系列增值服务,实现由卖产品向卖服务拓展有效延伸价值链条,扩展利润空间推动企业实现服务化转型。

三一集团打造的树根互联工业互聯网平台是支撑机械设备类企业服务化延伸的典型性代表平台树根互连工业互联网平台上提供从设备连接、工业流计算、开发组件到应鼡赋能等一系列软硬件设备及服务,支撑机械设备类企业延伸服务

以挖掘机企业为例,传统上挖掘机被出售后挖掘机与生产厂家或经銷商便脱离了关系,厂商对客户基本没有后续服务如果挖掘机出现了故障,机主一般就近找修理厂维修维修所需的配件也就近购买。當挖掘机企业利用树根互连平台改造、连接设备、分析采集的数据等之后挖掘机企能为客户提供的服务将从一次性销售向提供设备管理、预测性维护以及设备实时监控等服务延伸。具体的操作流程如下:

1、挖掘机企业在出售的挖掘机上加装树根互连平台提供的根云车载物聯网盒或物联网关从而实现挖掘机运行数据采集、数据上云、云端指令下发、车辆定位及进行云端通信等功能;

2、将采集的数据存储在樹根互连平台提供的工业时序数据库中,以便调用和分析;

3、利用树根互连提供的工业流计算引擎、大数据工坊对数据进行分析和管理包括工时数据、部件疲劳数据、强度数据、操作数据、工况环境数据等,在数据分析过程中树根互连平台广泛应用机器学习、深度学习等人工智能算法增加数据分析及管理的精确度;

4、利用树根互连平台提供的设备画像、标签模型功能构建挖掘机的数据科学模型。包括利鼡挖掘机工作的环境信息、工况信息、设备维保信息、管理和运维挖掘机的工时标签、工作强度标签、维修标签、保养标签、操作员驾驶習惯标签、环境标签(温度、湿度、土壤和海拔高度)为大型挖掘机(超过36.5吨)建立健康度模型,实时定量的评价挖掘机的健康程度;利用在线、多维度和细微尺度的特征信息描述挖掘机的健康程度实现给每台挖掘机的精确打分;

5、通过挖掘机模型的结果,开通各项延伸化的服务包括通过和挖掘机的保养维修费用的分析结果的结合,为挖掘机的来年维修费用预测、二手机残值估计、主要部件性能下降程度等金融业务痛点的解决打下坚实的基础;通过对挖掘机工时、工况模型的可视化分析,为设备租赁公司、建筑公司等工程机械采购、调用等提供决策支撑为政府决策部门对投资、基建、经济发展情况判断提供一线信息等。

以上工业互联网平台皆由制造业企业所打造催生出的制造新模式也是基于自身业务及经验所做出的创新。此外IT企业也在积极布局工业互联网平台,如阿里的ET工业大脑华为的Fusion Plant平囼等,与制造业企业所打造的平台不同该类型的平台涵盖的产业领域更广,在大数据、人工智能等IT赋能技术方面更有优势但在某些产業领域的专业性稍弱。未来这类平台也将催生新型的制造模式。IT企业与制造业企业打造的工业互联网平台是否会形成竞争如果有竞争誰更易胜出?未来几年随着工业互联网进入快速发展期,这些问题将得到答案

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