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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)顛覆性創(chuàng)新 揭秘大數(shù)據(jù)實(shí)踐案例

2025China.cn   2015年12月17日

  什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?拋開(kāi)各種復(fù)雜的概念不談。它是機(jī)器智能,或者智能機(jī)器?

  也許更為準(zhǔn)確的是聯(lián)網(wǎng)的智能機(jī)器,是工業(yè)革命的機(jī)器和信息革命的智能網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)結(jié)合誕生的創(chuàng)新。

  最近,關(guān)于“克強(qiáng)經(jīng)濟(jì)學(xué)”的話題火熱,其核心思想有一點(diǎn)值得關(guān)注,就是變“產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)”為“服務(wù)經(jīng)濟(jì)”,強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整過(guò)程中服務(wù)和創(chuàng)新的推動(dòng)。事實(shí)上,我們觀察通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),機(jī)器運(yùn)維過(guò)程變成服務(wù)和價(jià)值累積過(guò)程,正如云計(jì)算將計(jì)算存儲(chǔ)硬件變成服務(wù),大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將終端,不管是手機(jī)、電腦甚至是汽車,都演變成更多服務(wù)創(chuàng)新的模式。

  1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的例子

  GE(通用電氣)最初提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念。事實(shí)上,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生,基于兩個(gè)基本前提,工業(yè)革命帶來(lái)的大量機(jī)器、工具或者設(shè)備資源,以及計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)革命帶來(lái)的隨時(shí)聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、隨時(shí)的數(shù)據(jù)采集,以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處置能力。

  可以看幾個(gè)GE提供的例子:

  案例1:

  我們的醫(yī)院擁有成千上萬(wàn)醫(yī)療件設(shè)備,大部分設(shè)備都是可移動(dòng)的。如何知道某設(shè)備放置的所有區(qū)域,并有一個(gè)系統(tǒng)可以提醒醫(yī)生、護(hù)士和技術(shù)人員注意狀態(tài)變化,并提供能夠提高資源利用率?通過(guò)GE的努力,類似系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始得以部署。

  通用電氣醫(yī)療集團(tuán)(GEHEALTHCARE)和美國(guó)退伍軍人事務(wù)部(VA)進(jìn)行合作,開(kāi)發(fā)出的一套智能系統(tǒng)能夠在少量監(jiān)督下進(jìn)行手術(shù)工具的定位、分揀、遞送和消毒,包括機(jī)器人系統(tǒng)、射頻識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)。夾鉗、手術(shù)刀等手術(shù)工具都將配備一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的ID編號(hào),這樣可以被機(jī)器人的不同部件快速識(shí)別。該系統(tǒng)可以執(zhí)行各種各樣的任務(wù),包括手術(shù)工具的配備、在消毒過(guò)程中的移動(dòng)以及傳入傳出手術(shù)室等,從而確保正確的無(wú)菌工具在正確的時(shí)間按照操作順序被遞送到正確的地方。

  通用電氣醫(yī)療集團(tuán)(GEHEALTHCARE)估計(jì),這些創(chuàng)新可以轉(zhuǎn)化為削減醫(yī)院15%至30%的設(shè)備成本,并使醫(yī)務(wù)工作者在每次換班能額外獲得一個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)力。這些方法還可以通過(guò)降低手術(shù)感染,提升患者安全、醫(yī)院質(zhì)量和性價(jià)比。由于手術(shù)工具配備的正確性提高以及器械清點(diǎn)時(shí)間減少,手術(shù)室日程安排效率提高;通過(guò)降低手術(shù)布置時(shí)間和手術(shù)室周轉(zhuǎn)時(shí)間,提高了醫(yī)院服務(wù)能力。另外,它還會(huì)可以解放出醫(yī)護(hù)人員的時(shí)間,以便他們從事更多與患者相關(guān)的工作。

  案例2:

  在美國(guó)加州圣拉蒙市的GE軟件研發(fā)中心,工作人員通過(guò)測(cè)試篩選2萬(wàn)臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)各種細(xì)小警報(bào)信號(hào),可以提供發(fā)動(dòng)機(jī)維修的前瞻性評(píng)估數(shù)據(jù)。包括能夠提前一個(gè)月預(yù)測(cè)哪些發(fā)動(dòng)機(jī)急需維護(hù)修理,準(zhǔn)備率達(dá)到70%。這套系統(tǒng)的另一個(gè)價(jià)值,就是可以讓飛機(jī)誤點(diǎn)機(jī)率大幅降低。因?yàn)?,每年航班延誤給全球航空公司帶來(lái)400億美元的損失,其中10%飛機(jī)延誤,正是源自飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等部件突發(fā)性維修。

  GE航空還和埃森哲成立了一家名為Taleris的合資公司,為全球各地的航空公司和航空貨運(yùn)公司提供該服務(wù)。通過(guò)云計(jì)算服務(wù),當(dāng)一架飛機(jī)落地以后,Taleris很快就可以把飛機(jī)數(shù)據(jù)用無(wú)線的方式傳遞出去,隨后為之量身打造一套專門的維修方案。航空公司因此也能夠?qū)︼w機(jī)上的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析,并對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè),從而避免飛機(jī)因計(jì)劃外的故障造成損失。

  GE的下一代GEnX引擎中(裝備波音787飛機(jī))將會(huì)保留每次飛行的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù),甚至?xí)娘w機(jī)實(shí)時(shí)傳輸回GE分析。這樣一臺(tái)引擎一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量甚至?xí)^(guò)GE航空業(yè)務(wù)歷史上所有的數(shù)據(jù)。海航是GE的合作伙伴,公司5年前就對(duì)飛機(jī)進(jìn)行了資產(chǎn)的數(shù)據(jù)管理,以節(jié)省燃油和降低碳排放。利用軟件分析數(shù)據(jù)后改進(jìn)系統(tǒng),使得海航在2012年和2011年節(jié)省了1.1%的燃油使用量,折合人民幣是2億多元,同時(shí)碳排放減少了9.7萬(wàn)噸。

  案例3:

  GE在美國(guó)紐約州斯克內(nèi)克塔迪市有一家氯化鎳電池工廠,在18萬(wàn)平方英尺的電池生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi),一共安裝了1萬(wàn)多個(gè)傳感器,并全部連接高速內(nèi)部以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這些傳感器有的用來(lái)檢測(cè)電池制造核心的溫度,有的用來(lái)檢測(cè)制造一塊電池所耗費(fèi)的能源,還有的用來(lái)檢測(cè)生產(chǎn)車間的氣壓。在流水生產(chǎn)線外,管理人員手拿iPad通過(guò)工廠的Wifi網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲取這些傳感器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù),監(jiān)督生產(chǎn)過(guò)程。

  在新工廠中生產(chǎn)的電池上都標(biāo)有序列號(hào)和條形碼,方便各種傳感器進(jìn)行識(shí)別;如果管理人員想知道電池組件的耗能情況或者一天的產(chǎn)能,只需要在強(qiáng)力的工作站上就能完成數(shù)據(jù)采集和分析。通過(guò)傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù),抽檢的電池如某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題,就可以通過(guò)跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的根源,并及時(shí)解決。傳感器和機(jī)器之間也有數(shù)據(jù)交換,當(dāng)某一傳感器發(fā)現(xiàn)流水線移動(dòng)緩慢時(shí),就會(huì)“告知”機(jī)器,讓它們傳輸?shù)乃俣嚷稽c(diǎn)。

  另外,GE還準(zhǔn)備將天氣預(yù)報(bào)加入到斯克內(nèi)克塔迪電池工廠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中來(lái),因?yàn)殡姵厣a(chǎn)受氣壓、濕度的影響非常大,加入天氣預(yù)報(bào)更有利于管理人員采取相應(yīng)的對(duì)策,保證電池生產(chǎn)的質(zhì)量和數(shù)量。

  根據(jù)GE的報(bào)告,在全球,即使5個(gè)行業(yè)(鐵路、航空、醫(yī)療、電力、石油天然氣)提效1%,就可在未來(lái)15年為世界貢獻(xiàn)2760億美元增長(zhǎng)。

  2、什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

  對(duì)于GE客戶而言,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前能帶來(lái)的好處至少有兩個(gè):一是降低設(shè)備故障的幾率和時(shí)間;二是實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理的優(yōu)化,讓設(shè)備能夠在能耗最低、性能最佳的狀態(tài)中工作。當(dāng)然通過(guò)持續(xù)的數(shù)據(jù)積累、深度學(xué)習(xí)和提高洞察力,他們未來(lái)還會(huì)收獲更多。

  根據(jù)CE提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理論,其中包括三個(gè)關(guān)鍵要素:“機(jī)器”、“數(shù)據(jù)”和“人”。

  智能機(jī)器:以嶄新的方法將現(xiàn)實(shí)世界中的機(jī)器、設(shè)備、團(tuán)隊(duì)和網(wǎng)絡(luò)通過(guò)先進(jìn)的傳感器、控制器和軟件應(yīng)用程序連接起來(lái)。

  高級(jí)分析:使用基于物理的分析法、預(yù)測(cè)算法、自動(dòng)化和材料科學(xué),電氣工程及其他關(guān)鍵學(xué)科的深厚專業(yè)知識(shí)來(lái)理解機(jī)器與大型系統(tǒng)的運(yùn)作方式。

  工作人員:建立員工之間的實(shí)時(shí)連接,連接各種工作場(chǎng)所的人員,以支持更為智能的設(shè)計(jì)、操作、維護(hù)以及高質(zhì)量的服務(wù)與安全保障。

  更通俗地說(shuō),就是智能傳感、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)人才。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來(lái),升級(jí)關(guān)鍵的工業(yè)領(lǐng)域,讓人對(duì)于機(jī)器、設(shè)備能夠擁有更加深刻、智慧的了解和掌控。因而,GE也得以重構(gòu)其商業(yè)模式,正如此前IBM從硬件到服務(wù)的轉(zhuǎn)型,蘋(píng)果創(chuàng)新性的將終端硬件和服務(wù)的價(jià)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換一樣,GE的轉(zhuǎn)型也將更強(qiáng)調(diào)“服務(wù)”,尤其是基于數(shù)據(jù)的服務(wù)。

  根據(jù)CE董事長(zhǎng)兼CEO杰夫·伊梅爾特的說(shuō)法:“GE是以資產(chǎn)為出發(fā)點(diǎn),我們是一家服務(wù)公司,優(yōu)勢(shì)是結(jié)合材料和分析帶來(lái)實(shí)在的結(jié)果?!币簿褪钦f(shuō)在提供設(shè)備之外,GE將更關(guān)注智能機(jī)器的運(yùn)營(yíng)和數(shù)據(jù)服務(wù),“數(shù)據(jù)”和“服務(wù)”將會(huì)成為GE未來(lái)重心。

  之所以GE要和埃森哲一道成立Taleris公司,正是為了補(bǔ)齊自己數(shù)據(jù)搜集、處理的數(shù)據(jù)的短板,提升自己的云計(jì)算能力。

  3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)

  2012年底,GE和大數(shù)據(jù)眾包平臺(tái)Kaggle一道發(fā)起了一場(chǎng)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)賽(IndustrialInternetQuests)”,邀請(qǐng)開(kāi)發(fā)者和數(shù)據(jù)科學(xué)家研究創(chuàng)建最好的算法并設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件,幫助航空業(yè)減少航班延誤,為醫(yī)療行業(yè)提供最佳患者體驗(yàn)。伴隨移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算浪潮,這類的創(chuàng)新和開(kāi)拓將會(huì)越來(lái)越普遍。工業(yè)革命創(chuàng)造的龐大的機(jī)器世界和信息革命的網(wǎng)絡(luò)、智能計(jì)算和數(shù)據(jù)搜集、處理能力結(jié)合,將催動(dòng)GE稱為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命(IndustrialInternetRevolution)的到來(lái),也就是一個(gè)機(jī)器智慧和人類智能聯(lián)通、融合的時(shí)代到來(lái)。

  GE認(rèn)為,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值總體上將從三個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)。第一是提高能源的使用效率,包括油、氣、電等等,而減少能源的浪費(fèi),并提高使用率,從側(cè)面也等于提高了GDP。第二,提高工業(yè)系統(tǒng)與設(shè)備的維修和維護(hù)效率,降低宕機(jī)的時(shí)間,減少故障,并縮短維護(hù)時(shí)間,這相當(dāng)于提高了生產(chǎn)力。第三,優(yōu)化并簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng),提高運(yùn)營(yíng)效率,這相當(dāng)于解放了更多寶貴的人力資源,讓他們可以進(jìn)行更有價(jià)值與富有創(chuàng)新的工作。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅將推動(dòng)制造業(yè)向服務(wù)業(yè)的轉(zhuǎn)型,還會(huì)徹底改變我們的工業(yè)發(fā)展與生活方式,促進(jìn)機(jī)器與機(jī)器、人腦與機(jī)器的互動(dòng)與融合,實(shí)現(xiàn)在機(jī)器、網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人或團(tuán)體之間實(shí)現(xiàn)共享促進(jìn)智能協(xié)作,以便做出更好的決策。當(dāng)然,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的成熟也需要一些必備的條件,也就是使得它此時(shí)能被提出的原因:包括移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及、隨手可得便宜的云計(jì)算能力,大規(guī)模數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和分析的可能。

  我們完全可以預(yù)見(jiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于生產(chǎn)效率、能源、環(huán)境等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題都會(huì)帶來(lái)很好的解決,當(dāng)然它也有可能帶來(lái)諸如失業(yè)、數(shù)據(jù)安全、控制等問(wèn)題,包括標(biāo)準(zhǔn)制訂以及安全、倫理方面的問(wèn)題需要全球統(tǒng)一來(lái)解決,包括政府、企業(yè)界和我們每一個(gè)人的努力。

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