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自動化企業擁抱工業互聯網呈現五大趨勢

2021-08-31
作者:韋肖葳
來源: 電子技術應用ChinaAET
關鍵詞: 自動化 工業互聯網

  進入21世紀以來,全球制造業面臨著產業結構調整帶來的機遇和挑戰。工業互聯網結合5G、大數據、人工智能等新一代信息技術,正在加速推進制造業轉型升級,重塑制造業生態。當前,全球先進制造業正走在由“制造”向“智造”轉變的道路上,其中的數字化轉型是一場“不進則退”的競賽,有些企業會在在時代的洪流中逐漸退出舞臺,而另一些企業則會在每一次挑戰后都變得更有韌性。因此對于制造業企業來說(例如自動化企業),要想提升效益,緊隨時代潮流,必須對數字化轉型盡早進行布局。

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  為了更好地了解自動化廠商在工業互聯網時代的轉型情況,《電子技術應用》雜志社進行了“自動化巨頭擁抱工業互聯網時代”專題采訪,通過對世界范圍內多家自動化企業、電子制造企業的約訪,筆者總結出自動化企業擁抱工業互聯網的五大趨勢:

  1

  以人工智能、AR/VR、預測性維護等技術為支撐,研發平臺解決方案

  一直以來,制造業都是國民經濟的主體,更是科技創新的主戰場。而受疫情影響,中國制造業也像坐過山車一樣經歷了巨大的起伏:企業訂單數量驟減、員工限制移動,工廠無法開工、產品無法按原計劃交付、全方面影響客戶的各類生產經營活動……不過,特殊的宏觀環境倒逼企業推動業務模式以及業務結構的轉型和升級,在帶來沖擊的同時,疫情也成為了制造業提升自動化和智能化水平的加速催化劑。

  羅克韋爾自動化就針對疫情影響下的核心痛點——“人員流動停滯”提出了“智能運維”概念。公司自主研發設計了由工業物聯網、人工智能、AR/VR、大數據分析、預測性維護等技術支撐的智能運維Rockii平臺解決方案,旨在幫助企業有效串聯起前端的創新與規劃,中間部分傳統制造業所需要的條件,以及后端的運營與維護。

  同樣地,為了應對、消抵疫情給業務帶來的不確定性,施耐德電氣研發了EcoStruxure開放自動化平臺,借助AR、遠程管理工具和預測性維護等創新技術,通過軟硬件解耦實現不同硬件、不同系統之間的互聯互通互操作、軟件可移植和復用,加速工業廠商數字化轉型,為進一步提升工業效率、數字經濟落地進行鋪墊,使工業領域中的成本控制、生產效率、業務價值以及投資回收擁有更多可能。

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  圖源:施耐德電氣

  2

  以“軟性制造”為制造業帶來更高價值

  軟性制造是新時代全球制造業轉型升級的大趨勢,軟件、服務和解決方案在未來制造業中的作用不斷凸顯,為制造業帶來更高的價值。

  百度百科對于軟性制造的定義是:以滿足軟需求為主要目的,軟投入或軟價值在產品總價值占比超過50%的制造模式。換句話說,軟性制造就是增加產品附加價值,拓展更多、更豐富的服務與解決方案。從發達國家發展先進制造業的戰略規劃來看,制造業的概念和附加值正在不斷從硬件向無形資產轉移,例如軟件、服務、解決方案等。對售后服務、客戶服務和應對解決方案業務的高度關注是發達國家制造業發展的重要趨勢。

  觀察國際自動化巨頭的發展沿革,我們可以發現他們中的絕大部分都是在所服務產品領域內從制造服務商逐步發展成為系統方案解決商及綜合服務商。例如,在應用材料公司的理念中,“服務”與產品同等重要。一直以來,公司不只以“滿足客戶需求”為標準,更多的還會考慮如何“幫助客戶創新”。應用材料公司開發的 Applied SmartFactory ?是制造業中全面的自動化軟件解決方案,通過提高制造流程的效率并大幅減少手動操作,旨在與工廠中的集成系統無縫協作,以改善運營狀況,提高產量和利潤。

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  圖源:應用材料公司

  環旭電子同樣十分注重并強調“解決”(Solution) 及“服務”(Service) 環節,不斷拓展優質客戶并與客戶建立更加緊密的合作關系。“全球5星級工業4.0智能制造”計劃的提出制定了公司未來五到七年的階段性發展規劃,以提高其全球工廠的自動化制造水平。

  在艾默生,公司早先發覺很多企業雖有數字化轉型遠景,但在實施具體的數字化方案時卻面臨諸多挑戰。因此,為了滿足其客戶對數字化轉型的需求,協助客戶開發和實施數字化的技術和程序,艾默生于2019年成立了新的“數字化轉型”業務部門,為客戶提供切實可行的解決方案。其中,PlantWeb數字生態系統通過全面感知及專家分析技術,提供有效的行動建議,幫助企業在安全環保、節能降耗、工廠運行的可靠性及效率方面得到顯著提升。

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  圖源:艾默生

  費斯托也因其卓越的數字化方案(包括公司戰略、智能產品和數字服務、以及所提供的數字化進修培訓)而在慕尼黑被授予“工業與技術”類別“2019年度最佳數字化轉型公司”獎項。其在全球首創的數字化氣動技術智能終端方案(命名為VTEM數字控制終端),順應了工業4.0數字化轉型升級發展趨勢,滿足了電子、汽車、機床、食品包裝、過程處理、生命科學等不同行業的智能制造需求。

  3

  用“互聯制造”催生新業態

  “互聯網+制造業”是新科技競爭和新經濟競爭的交融,二者碰撞擦出的火花勢必不斷催生新的業態和商業模式,促進制造業的發展。在新形勢下,傳統工廠也將通過互聯網實現內外服務的網絡化,向著互聯工廠的趨勢發展。

  例如,在應用材料公司看來,制造商總是希望更快速地傳輸數據,包括5G高效的數據傳輸,還包括對存儲更多數據、更快處理數據以及收集工廠行為分析的需求。隨著云、大數據、處理器和消息總線技術的日趨成熟,5G技術的應用成為市場主流。因此,公司致力于將這些技術集成到SmartFactory產品組合中,為離散式制造企業和流程式制造企業提供解決方案。

  信息通信技術是實現互聯網這些特性的一個基礎條件,也是制造業能夠智能化、綠色化發展的技術基礎。長期以來信息技術 (IT) 和操作運營技術 (OT) 是相互隔離的,但是在當下,IT、OT 融合成為大勢所趨,同時也是支撐智能制造的核心。羅克韋爾自動化認為,工業物聯網、工業5G等大量新技術的涌現不同程度地拓展著制造業的邊界,賦予企業新的生命力和競爭力。公司致力于推動IT與OT的融合,攜手各方伙伴構建覆蓋全產業鏈的數字產業生態圈,為客戶和社會創造SEEE(安全、節能、環保、高效)價值。

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  羅克韋爾自動化解決方案總覽 | 圖源:羅克韋爾自動化

  在費斯托,其產品線也因融合了先進的自動化控制系統技術、工業以太網技術、5G通訊等技術而變得愈發強大,公司的氣動與電氣自動化產品與軟件等方案都具備了數字化接口,能夠靈活接入 “5G﹢工業互聯網”的十大典型應用場景。

  4

  加碼信息安全

  工業互聯網是制造業數字化轉型的重要手段,其安全問題不容小覷。在傳統互聯網時代,人們對網絡安全習慣采取“事后補救”的措施,而這些措施往往不能全面徹底地解決問題,更無法滿足新型工業互聯網的安全需求。

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  圖源:http://www.xwlunwen.com

  在艾默生看來,再好的信息如果不能為人們所用,也是沒有價值的。為了應對指數級增長的運營數據管理需求,艾默生推出了Plantweb Optics數據湖,可滿足工業 4.0 的數據管理要求,實現從現場的傳感器、儀表和應用獲取數據,同時確保設備和網絡不受外界侵入和攻擊。另外,在控制系統安全方面,艾默生認為,工廠控制系統從封閉走向開放,網絡安全問題不可避免。控制系統是有別于普通IT系統的專用設備,IT部門無法了解控制系統專有通信和平臺機制,通用IT措施是無法完全保證控制系統網絡安全的,而過去10年也出現了非常多專門針對工業控制系統的病毒黑客事件,對工廠造成了嚴重后果。艾默生的控制系統對標中國等保2.0 和 IEC62443標準,以建立主縱深防護的安全策略,對抗控制系統中常見的可利用缺陷,保護控制系統的安全,進而確保工廠生產安全。

  在環旭電子,部署網絡分割和防火墻,實行盡職保護和職責分離以保護環境,制定全面的安全意識計劃等措施的采取也將公司的信息安全能力應用在OT環境中,以建立更強大和安全的環境。

  5

  加快工業互聯網跨界人才培養

  工業互聯網領域目前缺乏既懂IT、又懂工業、又懂制造的專業人才。隨著相關項目的不斷開展,工業互聯網人才缺口也在進一步擴大。在工業互聯網產業自身驅動力還不足的情況下,如果可以在跨界人才培養上助推一把,不僅有助于補上當下人才缺口,還能為未來加速發展打好堅實基礎。

  為支持中國工程人才的培養,施耐德電氣啟動了大學合作項目,與高校聯合為培養數字化人才提供支持。合作內容涵蓋實驗室共建,師資培訓,課程設置及教材編纂、共同研發創新,人才實訓等,在產學合作和產研合作中培養復合型人才。

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  施耐德電氣大學官網截屏 | 圖源:施耐德電氣

  羅克韋爾自動化也指出,目前工業互聯網領域缺乏專業人才,跨界人才尤為匱乏。對此,公司設立了智能制造創新研究院,將IT、OT、行業及精益生產等跨界人才整合在一起,從咨詢、頂層設計、精益價值流梳理、實施交付,一直到整個生命周期的各個環節,助力企業憑借易于部署的智能制造能力決勝市場。

  艾默生的Plantweb數字生態系統,在提供各類咨詢、服務的同時,也會為用戶企業提供數字化人才的培訓。

  得益于“工業 4.0” 、 “中國制造 2025” 、 “互聯網+” 等政策的持續推動,中國制造業轉型進入了全新的階段。中國工業互聯網的發展已取得一些成效,但依然處于較為初期的階段,目前還面臨通信基礎設施不夠完善,部分工業互聯網企業在工業領域沒有專業積累和知識沉淀,缺乏專業領域人才,缺乏占有絕對領先地位的平臺,在數字化與信息模型方面還存在很大盲區等亟待解決的諸多挑戰。但是,國家的積極推動及政策和市場的諸多支持將會持續推動工業互聯網的快速發展。而對于企業來說,也更應好好把握這一契機,搭載時代進步的快車,在自身擅長的領域繼續深耕,順勢而為的同時去擁抱變化,擁抱一個新的時代。

 


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