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AI時代的制造業數字化變革為什麼阿裡雲談制造?哪些技術能對數字化變革能産生影響呢?數字焦慮加速數字化變革制造業數字化變革模型中國制造業需要什麼樣的未來工廠?阿裡雲工業大腦工業大腦發展路徑——單點、複制、擴充、優化場景的微粒化

2018雲栖大會武漢峰會新制造專場,由阿裡雲研究中心進階戰略專家王嶽帶來了以“AI時代的制造業數字化變革”為主題的演講,談及數字化比那個能對傳統企業産生的影響,介紹了制造業數字化變革模型以及中國制造業的未來發展,最後介紹了阿裡雲工業大腦及相應的案例。

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為什麼阿裡雲談制造?

去年雙十一的交易額達到170個億,支付峰值達到了25.6萬筆/秒,交易峰值達到了32.5萬筆/秒,比2016年提高了一倍,攔截了15.03億次的網絡攻擊,95%的客服服務是由阿裡小蜜機器人來實作的。這些數字背後涉及了很多的技術。我們發現,相當一部分的電商服務具有平移和複制的能力,比如可以通過算法提升晶片的良率,也可以用來養豬。但是像生産類技術卻不能,比如生産汽車的公司就不能生産鞋。

比如Uptake是一家美國的一個大資料公司,Caterpillar是全球最大的工程機械公司,每天是由三百萬的裝置是在運轉的。Uptake通過對Caterpillar公司的裝置資料、環境資料和勞工資料,再加上油耗分析模型、故障診斷模型、研發設計模型和成本核算模型,可以很好地為該公司的工程機械使用者、工程承包商和操作工提供服務。目前現在Uptake的估值已經達到23億美金,是一個不折不扣的獨角獸公司。

哪些技術能對數字化變革能産生影響呢?

像TD基礎設施,比如網際網路,雲計算,大資料,人工智能;還有像實體世界的物聯網,VR/AR,機器人技術等;那麼TD技術和實體世界的融合,未來會孵化出新的模式,比如工業網際網路,共享經濟等。從下圖可以看出,工業化變革的每個階段,都會适時的産生新的技術,而且新技術和現有的技術會産生化學的反應,重新加速制造業的變革。是以,未來區塊鍊、無人駕駛這些技術落地的速度肯定會超過人們的想象。

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數字焦慮加速數字化變革

為什麼現在企業,都在談數字化變革呢?其實是因為數字焦慮。過去工業時代,發展就像是植物一樣,先生根,然後縱向的開枝散葉,是一種垂直的一種玩法。在數字時代,企業的發展更像是一個動物,需要跨界,需要找水源和新的食物。是以,在新時代轉型成功的一些企業中,它們的數字模糊能力比較強,更容易成為行業新的上司者。這過程中也會看到有一些企業被淘汰掉。

數字變革并不能一蹴而就,需要跨過四個門檻:

第一個門檻是資料的流轉。不同于數字原生、雲原生等企業,這些公司的資料本身就是跑在雲上面的。制造企業還有一個資料從線下到線上遷移的過程,這是轉型的第一步。

第二個門檻是觸達,直接觸達客戶。制造業一直講全生命周期管理,更多是指把産品傳遞給客戶後,生命周期基本上也就終結。

第三個門檻是知識的共享和傳承。這是制造業發展的一個瓶頸。過去行業的知識都會沉澱到在軟體和裝置裡面,然後再賣給使用者,而使用者很少能掌握這些知識。一位美國隻在發動機的企業從業人員告訴我,這家企業一年的企業流失率在30%~40%,無法實作傳承。是以企業應該把知識傳承下去。是以我們現在強調要打造百萬級工業的APP,一個核心的目的就是,希望能把知識沉澱在APP裡面,加速知識的流轉,

第四個門檻是靈活。因為企業還是比較謹慎的,變革按流程線性發展。但是在數字時代,如果企業不能做到小步快跑、疊代試錯的話,往往會錯過商機。

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制造業數字化變革模型

制造業數字化變革模型,分為五個次元:

第一個次元是數字加速器。數字技術很重要,它是扮演一個賦能的角色。

第二個次元就是生産營運變革。如何在工廠端從研發、供應鍊、生産等方面,加速企業的轉型。

第三個次元是商業模式。企業要打算什麼樣的智能産品,打造什麼樣的智能服務,如何做精準營銷。

第四個次元是平台的變革。未來的商業模式會是平台公司,包括内部供應鍊平台,生産平台,研發平台,也包括工業物聯網平台,工業網際網路平台等。

第五個次元是上司力的變革。我們看到我們所做的數字化轉型成功的項目,基本上都是一把手項目,這需要CEO和管理層有一個擁抱數字的心态。

中國制造業需要什麼樣的未來工廠?

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工廠的發展分為三個階段:

第一個階段是自動密集型工廠。在流水線能看到網際網路技術,機器人技術,AGV小車等,其核心的目的是盡量減少人為的幹預,通過生産的自動化,把人解放出來,讓人去做一些更為複雜的工作。

第二個階段是資料密集型工廠。這個階段所有的業務、生産流程都要軟體化,所有資料都要雲化。核心是為了加速企業的決策。因為一個産品的80%都是在等待。因為資訊的不對稱,效率大打折扣。比如說汽車的生産過程隻要一天,但是接到下單,到傳遞到使用者手裡,會需要一周的時間,這就是因為資料沒有實時的流轉。在這個階段我們可以通過資料的流轉,加快物流和資金流的流轉。

第三個階段是智能密集型工廠。未來工廠的核心資産不會是裝置,也不是數字技術,而是算法工程師,還有就是工藝師傅。他們能把資料抽象成知識,再把知識,沉澱到軟體和裝置中。

阿裡雲工業大腦

阿裡雲工業大腦,簡單來講就是包括四個拼圖:超強的計算能力、雲資料、算法和模型、工業知識。工業大腦是需要企業的工程師來進行賦能的。

下面分享幾個成功案例:

  • 天和光能是全球最大的光伏元件供應商,他們請阿裡雲的大資料團隊去幫助他們實作對良率的提升。我們在他們産線的核心工序中,收集了一千個不同次元的參數,然後做關鍵參數的識别,就是去看哪些參數會對品質影響最大。通過機器學習搭模組化型,去找30個關鍵參數之間的最優關系。最後得到一個藥方——參數的組合。當企業用了這個藥方之後,良率提升了7%。
  • 中策橡膠,是中國最大的輪胎制造企業,每年生産5050萬套輪胎。其輪胎的制作過程中需要使用不同産地的膠進行混煉,但是具體不同膠之間的比例,都是憑老師傅的經驗。這樣做并不能實作精确化。通過機器學習,我們使他們的A品率提升了5%。
  • 盾安集團,是中國民營風力發電領軍企業,其風機每故障一次都需要幾十萬。我們在風機上面布滿了溫度傳感器,來實時采集資料,做溫度曲線的模型。可以做到提前14天預測故障,使大修變為小修,使單次故障成本減少20-40萬。
  • 恒逸石化,全球領先的石油化工綜合服務商。化工行業是高耗能行業,每年光燒煤就需要4億噸。我們通過算法,動态的調整鍋爐的參數,可以提升燃煤效率4%,為公司節省上千萬成本。接下來,我們會改善他們整個工藝流程。

    無論是流程行業還是離散行業,都離不開圖像識别。如果去工廠就會發現,相當一部分人是在做質檢。比如發動機廠的20個生産工序中都需要質檢。一個紡織廠的3000人裡面有20%是在做質檢,是以每年光質檢的費用就達到幾千萬,還有人會是走神的。如果通過圖像識别技術,在秒級拍照,分析,預警,制定一套标準,能節省很大的成本。

工業大腦應用場景的三個尋找原則:

第一個是資料壓強最強的地方。資料越多,可發揮的空間就越大。。

第二個是資料采集強的環節。模組化的成功率就越高

第三個是價值密度,找到你們的痛點,能給企業帶來價值。

基于這三個原則,企業可以做一下嘗試。

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工業大腦發展路徑——單點、複制、擴充、優化

第一個階段是頭腦風暴。老工藝師傅,資料團隊和專家,集思廣益。

第二個階段是做減法。看哪個環境,能産生最大價值,實作單點的突破。

第三個階段是資料采集、資料清理、模組化。當我們在單點取得效益之後,要線上上去做延展、複制。

第四個階段是擴充這個産線,工業大腦全局的擴充。

第五個階段是朝着平台化發展。

針對工廠智能化發展的三個階段,我們可以從上到下倒逼進行。當企業看到資料能産生價值,能加速它們變革的決心,加速它們對智能化的投入。

通過做了那麼多的工業化的項目總結出,工業大腦有四個超能力:

暴力破解。基于資料,再加上老工藝師傅,可以把資料變化為知識。

跨行業複用。比如說我們在光伏行業做的工業大腦,也可以應用在光伏行業的上遊和下遊,做到産業化,也可以複制到做橡膠行業和鋼鐵行業等。

微創技術。我們沒有改動産線,隻是改動資料,風險是可控的。

知識沉澱。積累的知識一定是封裝在子產品或APP裡面的,可以賦能所有的中小企業。

場景的微粒化

我們看到行業的不同,或是細分行業的不同。相同細分行業,企業的不同,轉型的優先級是不一樣的。

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圖中深色是帶來價值比較高的,淺色的是比較低的。做服裝對的對C2M感興趣;食品和制藥行業對品質要求比較高;電商對倉儲比較關注;交通和機械行業關注3D模組化、虛拟仿真;機械行業還關注協同工藝鍊;鋼鐵,電力,石化等行業是流程化的,要花很多錢在裝置上,對裝置的預測性維護很關心;鋼鐵、石化等行業有很多的參數變化,希望利用算法來優化生産。可以看出不同行業的轉型場景一定是不同的。建議想轉型的企業要跟行業的專業人士聊聊,一起把把脈,設計一個有針對性的轉型路徑。

在轉型過程中,需要思考我是誰,要有一個明确的變革目标。轉型的戰略一定要和企業核心的業務戰略融合在一起。要打造自己的數字化轉型的夢之隊;打造适合自己的轉型路徑。随着轉型的深入,傳統的KPI已經失效,要打造針對數字化轉型的KPI。最後給大家一個建議,要單點突破,從小做起,小步快跑,迅速疊代。

本文由雲栖志願小組王朝陽整理,百見編輯。

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