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工业互联网是什么 与工业4.0有何区别

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  什么是互联网+?工业互联网的网速快吗?对工业行业没有太多了解的人,或许会提出这样的问题。虽然从字面上看它与我们常用的“互联网”有着紧密关联,但是它却是在“物联网” (Internet of Things,缩写IoT)的基础上发展而来。

  你应该早已经对物联网不再陌生。迪士尼乐园的My Magic+计划里,你只要佩戴上一个智能手环,那么乐园当中的每一个服务设置、工作人员都可以知道你是谁,比如当你走近一只米老鼠,它能立即喊出你的名字跟你打招呼——整个乐园成为了一个巨大的计算机,而里面的娱乐设施、餐厅与酒店都只是一个个传感器。你的家中或许也已经被“物联网”包围,通过你的智能手机,你同样可以控制卧室里空调的温度,客厅当中音乐播放器正在播放的曲目……它们知道你的喜好甚至可以自行做出一些决策。

  但你有没有想过,当这些场景被折叠到工业世界,当机器不再需要人类进行操控,而是足够聪明到可以相互“对话”并且自主作出决定的时候,我们的世界将会有怎么样的变化?

  “工业互联网”是什么

  正如物联网给人类生活带来巨大便利那样,工业互联网也将提高工业行业的效率,优化机器设备,让机器运行流程顺畅,从而释放更大的生产力。

工业互联网

  人类对这一天的幻想已经由来已久。从1968年,美国国防部高级研究计划局组建阿帕网,形成互联网雏形;到2020年全球将有500亿联网设备同时运行,它们可以自我定位,时刻保持最佳工作状态。在“中国制造2025”和美国制造业振兴计划中,也都提到了高度自动化,且可以主动排除生产障碍的智能集成感控系统。

  2012年11月26日,通用电气(简称GE)发布白皮书《工业互联网:打破智慧与机器的边界》,提出工业互联网的概念。GE也开始从传统工业企业,向数字工业企业转型,开始基于工业互联网的数字工业时代。

  工业互联网可以被看作是数据、硬件、软件和智能的流通与互动。从智能设备和网络中获取数据,然后利用大数据分析工具进行存储、分析和可视化。最终的智能信息可以供决策者在必要时实时使用或直接实现智能决策。

  那么,工业互联网是物联网概念的重新包装么?

  我们常用的交通卡,购物商场内的停车场空位导引系统,甚至肉禽公司的来源追溯系统,通常都是将传感器、仪器仪表嵌入机器并连入互联网。这是物联网最为基本的模式,也是“工业互联网”的基础。

  但是这些数据一般都存在于一个比较封闭的系统之内,而且从机器内传感器和仪器仪表收集数据与数据分析并不同步进行,对历史数据的分析无法满足决策的时效性。而在工业互联网的系统内,数据可以实现开源共享,并且实时进行数据分析,甚至包括社交网络等外部数据整合起来,给出最佳的机器运行方案。

  所以,工业互联网远远不限于把物联网的模式复制到工业行业,而是将物联网(IoT),运营技术(OT)及数字化完全融入工业世界的每个细胞当中,这将是脱胎换骨式的创新,也是数字工业的核心与根基。

工业4.0

  你可以从Predix平台的运作模式之中,感受到工业互联网与数字工业的本质。Predix是GE公司推出的全球首个专为工业数据分析开发的云服务平台,可以与各种云环境中的应用和服务进行无缝衔接,将其用于机器状态监控,捕捉更多的数据。无论是航空公司、医院、铁路、 油田还是风电场,都可以在这个平台上获得实时信息流,把不同设备连接起来,让设备恰当地“动起来”,出现在需要的位置,减少等待时间。最终,工业互联网将OT与IT结合起来,实现了设备与流程的优化。

  为了提供一个能够突出Predix平台功能的简单具体实例,我们来看一台风力发电机。Predix机器设备网关能够将任何供应商或任何年代的这类资产连接至Predix云端,能够收集并分析运营和历史数据,进而改善运营模式并具有释放改造业务价值的潜力。

  例如,就预测性维护来说,Predix允许客户利用Predix平台的所有组件预测潜在的问题,执行预防性维护,并减少非计划停机时间。Predix机器组件可以监控从传感器收集的数据,使用基于物理特性的分析方法,根据资产模型检测潜在的错误状态,然后平稳地关闭资产。除了这些设备端应用,Predix机器还可以将传感器数据传输至Predix云,云端可以存储并分析管理的所有类似机器的运营数据。随着时间的推移,数据科学家可以发现新的模式,并创建基于物理特性且经过改善的新分析模型。然后可以将新的分析方法倒推至所有资产,同时有效改善所有资产的性能。

  工业互联网和工业4.0,傻傻分不清楚?

  其实在位于美国的GE提出工业互联网概念的同时,在大洋彼岸的德国也提出了相似的工业4.0概念。工业4.0将建构出一个有感知意识的新型智能工业世界,能通过分析各种大数据,直接生成一个充分满足客户的相关解决方案产品,更可利用电脑预测如天气预测、公共交通、市场调查数据等等。

  但与“工业互联网”相比,“工业4.0”是一个偏生产过程当中的自动化概念,而“工业互联网”则更像是一种生态的概念,最终实现一种最优运行方案的输出。

  为什么要提出工业互联网?

  除了大数据、机器学习等技术的驱动作用之外,工业互联网是在经历了2008年经济衰退之后,对企业发展方式反思的结果。扩张、并购和整合的外放型增长方式逐渐退热,提高企业价值和利润的方式,重新调整为流程优化、资产利用率、成本节约、能效提高等关注内在的软实力方面。

工业互联网

  金融危机后,各国对制造业的发展都出现了一些新的动向,中国政府也提出了《中国制造2025》的计划,以应对全球新一轮科技革命和产业变革所需。而工业互联网在中国的落地,也将帮助其实现《中国制造2025》的目标。

  通过设备与流程的优化,“工业互联网”可以大大提高生产效率。工业的降低成本、提高能效与服务业不同,在工业领域成本降低或效率提升1%,都会给企业带来巨大的价值。目前,全球工业总产值将近32万亿美元,1%的效率提升就是3200亿美元,以航空业为例,一家中等规模的航空公司大约有70架飞机,每年燃料成本10亿美元,若把燃料消耗降低2%,即每年燃料支出减少2000万美元。

  成本或资产流转率虽然是企业利润的关键指标,但只是单个方面的问题,完全不需要工业互联网的庞大体系,工业互联网最终实现的目的是系统性的整体提升,从而提高社会生产效率,让工业行业释放更大的威力。

  那么工业互联网已经渗透到了哪些领域?

  如果以GE的工业互联网案例为例,你可以看到其实工业互联网已经不断应用于各个领域,并且开始潜移默化地改变我们的生活。

  能源领域

能源领域

  中国东部地区因煤的低效利用而带来的雾霾等空气问题,于此同时天然气产业每年因计划外停机而导致的上亿美元损失。数字工业则得以通过监控与数据分析,配合能源结构调整,提供最优的运作方案,将旧有设备数字化并支持清洁的风电来提供新能源和减少排放。以风力发电机数据监控为例,通过软件动态调整叶片转速和方向,可以将风机的能量输出提高3%到4%。可不要小看这几个百分点的提高,由一台机器扩展到整个风电网络将产生巨大的能量。

 医疗领域

医疗领域

  同样得益于GE的工业互联网,自2014年以来,武汉同济医院在不增加设备的情况下,医院设备开机率持续稳步攀升,CT和核磁的扫描量同比分别增加20%和23%。GE医疗通过互联网与机器设备的结合,利用对机器运转产生的大数据分析,提升机器的运转效率,减少停机时间和计划外故障,从而提高了病人看病的效率与医院的容纳量。在中国,用于临床的大型医疗设备CT、MR和X光机等的开机利用率数据业内普遍认可的是91%。而在数字工业时代,GE医疗帮助武汉同济医院开机利用率自95%提升至98.5%,缓解了中国医疗领域普遍存在的供需紧张问题。

  航空领域

航空领域

  数字工业能够让民用航空公司最大化地提高燃油效率。例如波音787搭载的GEnx发动机有1400多个监测点,在整个航程中不间断地采集数据,并进行分析预测,提高航空安全性。为抵消燃油成本的增长,基于数据分析的全程飞行增效服务够让航班燃料消耗降低2%,对于燃料成本占据总支出30%的航空企业,这一节省意义重大。

  发电领域

发电领域

  工业互联网同样能够让发电站实现资源最优配置。金陵燃机电厂是江苏省内最大燃气电厂,并作为国家“西气东输”工程下游配套项目之一,它扮演着多重角色——改善当地电网结构、带动相关产业发展、以及进一步优化区域能源结构、带动低碳经济发展等等。由此,在金陵燃机电厂之中,燃机运行的可靠性及经济性则至关重要。

  GE作为燃机项目设备的提供商和技术支持,将工业互联网及数字工业的概念及工业互联网模式注入机组运行管理之中,为其高效运行及资源优化配置提供全方位的解决方案。在GE数字化的运作模式下,金陵燃机电厂的机组运转能够按照各自机型进行即时数据分析,做出相应预警,提高了机组运作效率及可靠性。 在数字工业的帮助下,只要在国家层面将燃气发电效率提高1%,燃料支出就能够降低超过40亿美元。在15年内,累积节约成本可能超过660亿美元。

  互联网+如今在各种领域广泛应用,紧密相连我们的生活,不管是医疗、发电还是航空,这些领域的不断完善才能为大众创造一个良好的环境。以上就是工业互联网与工业4.0的区别,更多物联网相关资讯,关注厦门计讯了解。