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工業網際網路方興未艾,做好工業現場資料管理是破局關鍵

2018年被稱為工業網際網路的風口之年。随着國家針對工業網際網路行業未來發展的相應指南和一系列規劃的出爐,越來越多的企業開始進入工業網際網路的圈子。在這些企業中,除了有大批的工業網際網路技術、産品和服務的供應商之外,更有大量對工業網際網路和智能制造有着極高期許的使用者企業。

根據資料顯示,2017年我國工業網際網路直接産業規模約為5700億元。在2017到2019年期間,預計産業規模将以18%的年均增速增長,至2020年時将至萬億元規模。

1、工業網際網路和智能制造的三部曲

工業網際網路,并不是簡單的“工業自動化+網際網路”,而是一種實作深度兩化融合的工具或方法。工業網際網路的出現,代表的是一種普适性的工業資料開放、共享和交換的方法,而不是一個或幾個特定的行業應用。

目前對工業網際網路的認知普遍存在着一些誤區。例如,認為工業裝置的聯網就是工業網際網路,或者把所有的工業自動化控制系統“上雲”就是工業網際網路。實質上,要了解工業網際網路的本質,可以從了解網際網路的本質開始。

從表面看,網際網路無非是将全世界的計算機聯在一起,構成的一個通訊網絡。但是,這隻是網際網路的實體表征。網際網路實際的本質,是一個全球資料和資訊的開放、共享和交換的中心。正是有了這海量資訊的互聯互通,才造就了網際網路市場的繁榮,并催生出了越來越多以網際網路為基礎的新興商業形态。

是以,如果說網際網路是把以“自然人”或“自然人的社會活動”所産生的資料資訊進行“聯網”的話,那工業網際網路就是一個将工業現場的“物資料”(物資料,是指在工業現場裝置在其存續和活動期間,由其産生的所有資料的總稱。從橫向來看,它包括由裝置産生或與裝置相關的各類資料,主要包括生産資料以及裝置本體的運作/維護資料;從縱向上來看,它包括了資料的全生命周期中的所有資訊)從封閉的工業體系中解放出來,置入一個開放互聯的嶄新環境的革命性突破。

衆所周知,以工業自動化技術為代表的工業現場技術,是一種高安全性、高實時性、面向過程的封閉系統。在其運作的過程中,除了與人機互動及工藝控制相關的關鍵資料會進行記錄和存儲之外,大量的過程資料,都隻是作為每一個控制周期中各個生産環節進行有效性判定的依據,在每個控制周期的循環走完之後,這些資料都會被新的過程資料所替代,而不會被進行保留。但是,在進入智能制造的時代之後,越來越多的專家認識到,這些以往被“閱後即焚”過程資料如果能被持續不斷地累積下來,将成為實作工業智能化和智慧化的關鍵。

工業智能制造,簡而言之,可以分為三部曲,即數字化、數值化和智能化。

數字化:産線從老式的純人工手動操作,改變為帶有自動化系統控制的半自動/全自動産線;

數值化:将生産環節中的關鍵資料進行數值化和可視化處理,并與MES及ERP等管理系統進行對接,實作生産管理的透明化、可視化和可量化;

智能化:基于對海量生産過程資料和運維過程資料的積累和分析,進而得到針對産線不同環節進行優化和提升的政策,進而在自動化系統極限之上,進一步獲得“減負增效”的效果。

當工業智能制造進入智能化的階段時,單純的OT技術和IT技術已經無法滿足其智能化的需要,而工業網際網路,幾乎就是為工業智能制造最新階段量身定制的“最佳搭檔”。

2、工業網際網路市場格局的現狀

工業網際網路的價值核心在于通過對工業OT現場資料的完整擷取和分析,為制造企業提供從基礎到進階的各類IoT應用服務。其價值變現的核心在于通過提高企業生産能力(提升産量、良品率、降低次品率等)和降低企業生産運維成本來實作。

工業網際網路方興未艾,做好工業現場資料管理是破局關鍵

圖1 工業網際網路産業生态

縱觀整個工業網際網路産業的生态,目前呈現一個典型的橄榄型布局(見圖1)。在整個工業網際網路架構的最南側(工業現場裝置側/OT側)和最北側(進階應用側),對應橄榄的兩個尖端。在兩個尖端部分,目前相應的或者符合實際需求的産品和服務幾乎沒有,而在橄榄的中間部位,則集中了大量的目前的所謂“工業網際網路産品”。而在實際的工業網際網路項目之中,最北側一般是使用者最為關心的部分,也就是使用者所期望的工業網際網路價值變現的直接展現。而最南側,則是建構整個工業網際網路系統的基礎和難點,能否解決好南側的技術和工程問題,往往是決定工業網際網路項目能否成功實施的關鍵基礎。

3、工業網際網路市場混戰中的“破局” 建議

在上一節中筆者提到,在工業網際網路市場橄榄型的的結構中,位于中間的資料處理、清洗和應用準備環節中,集中紮堆了大量的供應商。

這些供應商,有很大一部分是從OT和IT兩個領域向工業網際網路領域進行擴充和滲透的傳統企業。例如做組态軟體或者SCADA軟體的,開始向工業網際網路中的雲平台和應用開發平台進行拓然;做雲計算和大資料分析的,開始向工業實時資料管理和工業海量資料分析進行滲透。這些企業在橄榄圖中的中部能夠很友善的找到其自身業務的切入點,再加上目前市場上這類成熟的企業非常多,這就直接造成這個環節成為了整個工業網際網路市場混戰中的核心戰場。

是以,要在這場混戰中突圍和破局,筆者建議從橄榄的兩個尖端進行突破。

  • 工業現場資料管理

所有工業自動化的從業者都知道,在工業現場,有着成千上百種不同的工業裝置。而這些裝置,又通過更多種類的通訊規約、工業總線,以不同的實體接口和傳輸參數提供對外的資料聯通服務。

是以,要完成工業網際網路在工業現場一側的核心基礎,将要面對的是一個十分複雜的場景,這個場景複雜到,目前尚沒有一家企業或者公司能夠100%地保證完成工業現場資料的完整擷取和管理——這無疑是一塊巨大的“硬骨頭”。

然而,挑戰也意味着機遇。如果能夠在這一領域進行深度耕耘,完成企業在這一環節的關鍵技術的産品化和服務化,那将意味着為該企業帶來一片極其寬廣的新天地。而且,在工業網際網路的項目中,幾乎所有的需要完成智慧化功能的系統,都離不開一套在OT側的高效、可靠、穩定的工業現場資料管理系統提供支撐。

  • 面向行業專家的輔助支援

要實作工廠特别是某種産線的智慧化提升,最終的話語權和決策權,往往在該領域的行業專家手上。隻有這些專家,才能敏銳地發現現場資料背後的規律,并發掘出具備極高價值的産線智慧化的提升政策。

但是,這類工藝專家往往獨立完成整個資料分析的模組化、實作和使用等步驟,也就是說,作為工藝專家的他們,往往是在資訊技術方面比較薄弱。

縱觀目前市場上所存在的工業網際網路大資料分析工具和模組化工具,都是從IT行業專家的視角進行設計和實作的,是以這些工具的入門門檻對于産線的工藝專家而言無疑高了一點。

是以,如果能夠搭建起工藝專家和工業網際網路平台之間的橋梁,補全這最後一公裡的工程,使廣大的産線專家能夠真正将工業網際網路作為一種趁手的工作工具來使用,那整個工業網際網路市場的發展無疑将迎來新的階段。

所謂“點石成金”,在“煉金術士”和“頑石”之間的那根“點金棒”的價值,是毋庸置疑的。

本文作者:

格創東智劉琦嵘(轉載請注明作者及來源)

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