數字華能 | 工業(yè)互聯網 大勢將至
消費互聯網風生水起之時,工業(yè)互聯網正呼嘯而來。
工業(yè)互聯網是張什么“網”?
2012年美國總統奧巴馬宣布實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略,通用電氣公司GE隨后提出了“工業(yè)互聯網”概念,為其向更加依賴數字化的轉型行動打造了一個全新的理念。
GE在2012年推出的“工業(yè)互聯網——打開機器與智慧的邊界”白皮書中,熱情洋溢地宣告工業(yè)互聯網開啟了工業(yè)經濟的新時代,智能儀表的優(yōu)化,可以使得單臺設備以最好的狀態(tài)運行;而相互連接的機器,則可以形成智能網絡。
工業(yè)互聯網是指全球工業(yè)系統與高級計算、分析、感應技術以及互聯網連接融合的結果。它通過智能機器間的連接并最終將人機連接,結合軟件和大數據分析,重構全球工業(yè)、激發(fā)生產力,讓世界更美好、更快速、更安全、更清潔且更經濟。
工業(yè)互聯網不是“工業(yè)的互聯網”,
而是“工業(yè)互聯的網”;
不是簡單的數據分析挖潛,
而是設備管理效能的深度升級;
不是用于工業(yè)的互聯網基礎設施,
而是一種產業(yè)思維、一個全新的生態(tài)體系。
在這個生態(tài)體系下,萬物互聯,人機融合。以前的機器忽然變成了一個偷懶的家伙:愛耍脾氣、愛生病、愛罷工。現在,它的健康情況被無數個神經網絡,無時無刻地被監(jiān)控起來——性能被逼到極致,故障的幾率和時間大幅度降低,能夠在能耗最低、性能最佳的狀態(tài)中持續(xù)工作。
中國華能已率先在央企系統建立生產經營實時大數據平臺(工業(yè)互聯網)
該平臺充分運用物聯網、云計算、大數據、人工智能等多領域先進技術,將電力行業(yè)專家、數據分析專家、IT基礎行業(yè)專家組成一個團體,通過對發(fā)電設備數據進行有效分析和挖掘,形成“特征指標”,實現數據價值的共享利用。該平臺能夠通過對電廠實時數據進行深入挖掘,完成電廠在設備早期預警、狀態(tài)分析、故障診斷方面的探索性技術突破。
華能的數字化歷程
2008年,華能通過了歷史上第一部《中國華能集團公司信息化規(guī)劃》,決定將以“五統一”原則建設集團“財務業(yè)務一體化系統”即集團級ERP(Enterprise Resource Planning)系統。
2015年,我們研制成功了能夠統一發(fā)電廠設備、傳感器編碼的生產實時數據采集平臺,可以低成本、相對快捷地實現發(fā)電企業(yè)數據采集。同年,我們將集團公司4個火電廠和4個水電廠的全部實時數據接到了這一平臺上,為后續(xù)實現集團公司層面整體數據計算與分析奠定了基礎。
2016年,我們開始嘗試將人工智能等技術引入工業(yè),用工業(yè)大數據加人工智能的算法來計算工業(yè)設備的模型,最終替代靠人來分析生產數據。
2017年,我們計算出了水電廠的設備模型,可以用這些算法模型判斷水電廠設備的健康狀態(tài)。我們發(fā)現國外企業(yè)所謂的“工業(yè)互聯網”與我們干的項目實際內容是一樣,于是將華能正在建設的“生產實時數據項目”更名為“工業(yè)互聯網”,并在多個信息化大會上倡導中央企業(yè)、地方國企及國內IT公司一起努力,共同建設“國家工業(yè)互聯網”。
2018年,《中國華能集團有限公司工業(yè)互聯網2018~2020年建設方案》正式印發(fā)。目前項目正在有序推進。
工業(yè)互聯網有多酷?
目前,工業(yè)互聯網最現實的應用場景是裝備制造企業(yè)利用其平臺來對已服役的產品進行遠程的狀態(tài)監(jiān)控,乃至預測性維護。
值得注意的是,電力生產是典型的流程制造業(yè),以大規(guī)模能源轉化為主,這大大增加了實現工業(yè)互聯網的難度——我們可以給最微小的零部件編碼,卻無法給每一塊煤炭編碼;可以優(yōu)化某條生產線的流程,卻不能把一套生產原理用在水火風光各個實體中。
如何解決這一問題?華能選擇了設備“特征值”在設備檢修或運行優(yōu)化的領域進行突破。例如,長期以來,電力行業(yè)一直沿用定期維護、檢修、人工巡檢等方式進行設備維護,來保障生產設備持續(xù)穩(wěn)定運行。現在,可以用“特征值”為基礎,應用人工智能運算,輔助判斷設備的健康狀態(tài)。在工業(yè)互聯網中,把握了“特征值”,也就掌握了設備的健康指征,如果“特征值”出現變化或波動超出一定范圍,則可以判斷設備出現了某種問題。
我們從生產實踐中,從長期生產管理的經驗中,通過專業(yè)、精準的選擇挖掘出設備“特征值”,并在一系列數據采集、算法和云計算技術的支持下,實現分析診斷或優(yōu)化建議。這種數據算法和工業(yè)知識機理相結合的分析模型,一旦應用到具體場景中,將直接降低傳統工藝所產生的成本,大幅度提高資源和能源利用率。可見,核心技術的較量,最后拼的是產業(yè)體系的高下。從工業(yè)經驗到數據算法,從傳統工藝到模型搭建,完整的產業(yè)鏈條構成了工業(yè)互聯網的根基。
重塑生態(tài)的未來暢想
“連接”是工業(yè)互聯網永恒不變的主題詞。
以華能為例,在整個工業(yè)互聯網生態(tài)中,華能是數據的“生產端”,又連接著設計、制造、電網、用戶等上下游不同主體,可以發(fā)揮關鍵節(jié)點的獨特作用,更好地匯聚資源、集成數據,實現設計、制造、施工、供應鏈等方面的精準對接和高效協同,還可以進一步拓展工業(yè)互聯網應用,開發(fā)數字產品、數字應用,催生出一些新的產業(yè)和新的經濟增長點。
從網絡架構上看,華能工業(yè)互聯網采用分布式部署、彈性邊緣計算模式搭建星云構架,實現數據互聯、設備互聯、企業(yè)互聯。該架構可隨著網絡基礎設施的不斷改進并靈活調整,為整體的工業(yè)互聯網實現“最終形態(tài)”打好基礎。所謂“最終形態(tài)”,就是可以實現各行各業(yè)的數據最大化的關聯,讓制造廠商、物流企業(yè)、金融保險、科研機構與個人共享有效的數據信息,共同建成工業(yè)互聯的生態(tài)圈。
從業(yè)態(tài)創(chuàng)新上看,隨著工業(yè)互聯網的應用,從現有產業(yè)領域中衍生、疊加出的新環(huán)節(jié)、新活動,將發(fā)展成為新的業(yè)態(tài)。過去,設備廠商僅僅關注產品的設計和生產,產品的賣出就是收益的結束;而現在,產品的賣出只是銷售的第一步,設備制造能夠通過獲取設備使用中的實時數據,提供技術遠程支持、維護、管理,開展全周期的運營模式,同時通過這些數據進行問題診斷、檢修,從而改進制造工藝。制造與服務融合的趨勢將加速重構產業(yè)價值鏈,互聯網金融、電子商務等應用都將發(fā)揮更大作用。網絡眾包、異地協同設計、大規(guī)模個性化定制、精準供應鏈管理等新型智能制造模式也將獲得更大發(fā)展空間。
我們對工業(yè)互聯網的思考和暢想還遠沒有結束——
比如,工業(yè)互聯網時代需要具備互聯網技術和一線操作技術的復合型人才,需要具備互聯網思維和行業(yè)管理經驗的復合型人才,那么未來的人才爭奪戰(zhàn),是否將在傳統工業(yè)與互聯網巨頭之間展開?
比如,工業(yè)互聯網具有較強的滲透性,可以從制造業(yè)擴展到其他行業(yè),帶動整個工業(yè)領域的轉型升級,實現工業(yè)強國的目標,那么華能已有的經驗和模式將以什么形式輸出與分享?
比如,能否建立一種市場化機制,讓制造業(yè)龍頭企業(yè)、掌握關鍵技術的ICT領軍企業(yè)以及深諳平臺架構的頂尖互聯網企業(yè)組成聯合攻關團隊,發(fā)揮各自優(yōu)勢能力,形成聚合效應、疊加效應和倍增效應?
中國制造的水平雖然還不算世界頂尖,但工業(yè)互聯網給中國提供了一次“彎道超車”的機會,而華能要爭取成為這場競賽的主力賽車手。互聯網預言大師凱文•凱利說:未來25年中,最偉大的產品今天還沒有被發(fā)明出來。
也就是說,我們還沒遲到。
(部分內容摘自《中國華能》雜志、“互聯網工業(yè)”公眾號)
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