在全球經(jīng)濟(jì)低迷的大環(huán)境下,中國智能制造業(yè)的發(fā)展舉步維艱,急需一場轉(zhuǎn)型升級的工業(yè)革命,政府推出了“中國制造2025”戰(zhàn)略,并指定要重點(diǎn)發(fā)展新一代信息技術(shù)等十大領(lǐng)域。而新一代信息技術(shù)與工業(yè)智能化的融合,能否將為工業(yè)制造領(lǐng)域帶來極大的經(jīng)濟(jì)增長?如何借助IT與OT技術(shù),助力中國智能制造騰飛?看IBM、羅克韋爾、思科、皮爾磁等大枷們?nèi)绾味匆暪I(yè)互聯(lián)?
IBM:大數(shù)據(jù)分析到認(rèn)知智能之路
IBM大中華區(qū)認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)林旭光透露,目前IBM主推認(rèn)知計(jì)算概念,并于去年底成立了認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部,通過認(rèn)知計(jì)算技術(shù)切入到中國智能化領(lǐng)域的建設(shè)。IBM認(rèn)為認(rèn)知計(jì)算是通過與人的自然語言交流及不斷地學(xué)習(xí),從而幫助人們做到更多的系統(tǒng),是從硬件架構(gòu)到算法策略、從程序設(shè)計(jì)到行業(yè)專長等多個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的結(jié)合,能夠使人們更好地從海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)中獲得更多洞察,從而做出更為精準(zhǔn)的決策。IBM清晰地把認(rèn)知計(jì)算定義為——具備規(guī)?;瘜W(xué)習(xí)、根據(jù)目標(biāo)推理以及與人類自然互動能力的系統(tǒng)。在智能制造領(lǐng)域,不同工業(yè)國家提出不同的概念,比如美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國制造2025及德國工業(yè)4.0,其共性是物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略,在工業(yè)制造領(lǐng)域覆蓋物聯(lián)網(wǎng)的感應(yīng)器及自動化裝置,在這個(gè)過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。因此需要強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)分析能力,具備大數(shù)據(jù)分析能力并能通過數(shù)據(jù)信息洞察進(jìn)行預(yù)測的認(rèn)知計(jì)算技術(shù)成為核心的組成能力,林旭光認(rèn)為,認(rèn)知計(jì)算技術(shù)結(jié)合能源技術(shù)、物料技術(shù)、新材料技術(shù)及腦電波的研究等新科技新技術(shù),將對整個(gè)工業(yè)的產(chǎn)生的動力。當(dāng)然大數(shù)據(jù)分析只是認(rèn)知計(jì)算的一個(gè)維度,認(rèn)知計(jì)算除了具備洞察和預(yù)測外,更為強(qiáng)調(diào)人和機(jī)器之間自然的交互,這個(gè)是大數(shù)據(jù)不具備的,也更是認(rèn)知智能更為智能的地方。
IBM提出的以數(shù)據(jù)動車為核心能力的認(rèn)知智能概念,不但影響到產(chǎn)品本身,而且對整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)、管理應(yīng)用及設(shè)備運(yùn)行更有效,對產(chǎn)業(yè)的上下游供應(yīng)商及整個(gè)生態(tài)鏈的關(guān)系都有影響。認(rèn)知智能有三個(gè)核心的功能:1.通過與人的對話,或者通過語音、視頻、照片更多的了解客戶的需求,為智能化決策提供依據(jù)2.是一個(gè)推理過程。認(rèn)知智能不會當(dāng)時(shí)給你的一個(gè)建議及告訴你其準(zhǔn)確率,相反,會給出多項(xiàng)的選擇及每一項(xiàng)選擇的分析推理過程供你參考 3.學(xué)習(xí),通過專家的能力,把一些能用的技能通過數(shù)據(jù)的獲取來優(yōu)化。體現(xiàn)在工業(yè)制造中,認(rèn)知智能的創(chuàng)新之處在于可以更有效的把智能元素加到產(chǎn)品中去,包括怎么做到產(chǎn)品重用,增加準(zhǔn)確率;然后在生命周期內(nèi)持續(xù)不斷做驗(yàn)證,通過對事件進(jìn)行標(biāo)記追蹤,在問題沒有發(fā)生前,找出風(fēng)險(xiǎn)因素,避免不必要的損失;再一個(gè)就是提升交互能力,IBM公有云平臺,可以隨時(shí)免費(fèi)注冊試用,不僅提供物聯(lián)網(wǎng)的能力,并且可以把系統(tǒng)更有效接入,即有數(shù)據(jù)分析工具,又有可視化的方法。另外可以優(yōu)化運(yùn)營管理,預(yù)測事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),通過傳感器生成訂單,盡早做維修的工作。林旭光表示,IBM認(rèn)知智能技術(shù)具有70%的預(yù)測率。
羅克韋爾:互聯(lián)企業(yè)助力中國制造2025
目前中國制造業(yè)面臨著勞動力等生產(chǎn)要素成本上升、產(chǎn)能過剩、生產(chǎn)方式落后等問題。中國仍處于工業(yè)化進(jìn)程中,信息化水平不高,與工業(yè)化融合深度不夠。中國要邁向制造強(qiáng)國還需大力提升生產(chǎn)自動化水平,羅克韋爾自動化(中國)有限公司李仲杰先生分享羅克韋爾自動化集成控制與信息解決方案。
作為全球最大的致力于工業(yè)自動化與信息公司——羅克韋爾自動化提出了“互聯(lián)企業(yè)”這一概念,以信息技術(shù) (IT) 與運(yùn)營技術(shù) (OT) 的融合為核心,與中國制造業(yè)的發(fā)展需求完全契合。羅克韋爾“集成架構(gòu)”通過工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet/IP將PLC控制器、人機(jī)界面、工控機(jī)、I/O、變頻器、伺服、現(xiàn)場儀表、傳感器等設(shè)備連接在一起,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層、控制層、信息管理層的無縫對接。
李仲杰表示,中國制造2025戰(zhàn)略落地執(zhí)行,必須經(jīng)過兩步:第一步,需要更多的智能設(shè)備來實(shí)現(xiàn)自動化,第二步,用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把智能設(shè)備聯(lián)接起來。李仲杰認(rèn)為,對于一個(gè)工業(yè)制造企業(yè),要首先用互聯(lián)企業(yè)的概念,用有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng)),能使OT和IT系統(tǒng)能夠在同一網(wǎng)絡(luò)平臺來聯(lián)接,而且必須得有一個(gè)總控制系統(tǒng)即可以進(jìn)行自動化設(shè)備的控制,又可以完成信息化的集成,在基礎(chǔ)上有相應(yīng)的解決方案和服務(wù)來執(zhí)行,構(gòu)成互聯(lián)企業(yè)的系統(tǒng),幫助管理人員隨時(shí)了解企業(yè)各個(gè)設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)運(yùn)營情況,以使產(chǎn)品盡快上市,降低成本與風(fēng)險(xiǎn),提高資產(chǎn)利用率。另外在標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)上面,要用大量虛擬化技術(shù),在網(wǎng)終平臺,用很多信息化處理的工具包括IBM系統(tǒng),幫助企業(yè)進(jìn)行信息化的管理。工業(yè)企業(yè)開始用各種云解決方案,移動方面技術(shù)在工業(yè)自動化方面得到廣的應(yīng)用。
羅克韋爾自動化認(rèn)為在未來10年內(nèi)給工業(yè)自動化領(lǐng)域帶來的變化將遠(yuǎn)超其過去50年所帶來的變化,通過羅克韋爾自動化集信息、控制、動力與安全于一體的Plant PAx過程控制系統(tǒng)解決方案將有效減少開發(fā)時(shí)間和成本,更快速地響應(yīng)市場需求,減少維護(hù)成本和停工期,并方便從業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問工廠和生產(chǎn)數(shù)據(jù),以更好地進(jìn)行管理決策。
思科:智能制造藍(lán)圖和解決方案
智能制造源于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識和智力的總和,前者是智能的基礎(chǔ),后者是指獲取和運(yùn)用知識求解的能力。智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng),智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識庫,具有自學(xué)習(xí)功能,還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息,并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。
毫無疑問,智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。同樣,在工業(yè)4.0時(shí)代,工業(yè)聯(lián)網(wǎng)也是工業(yè)發(fā)展的趨勢。信息化深入到工業(yè)上的機(jī)器運(yùn)行、員工管理、物流配合等等方面。智能制造與信息化相結(jié)合,可以構(gòu)造出一個(gè)工業(yè)4.0時(shí)代的“無人工廠”。全球領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)解決方案供應(yīng)商思科公司物聯(lián)網(wǎng)合作伙伴發(fā)展總監(jiān)張凱旋認(rèn)為,智能制造加工業(yè)聯(lián)網(wǎng)可以解決工業(yè)上的這五個(gè)復(fù)雜要求:各個(gè)業(yè)務(wù)部門的需求,新的走向市場策略和供應(yīng)商模式,IT和OT緊密合作的需求,企業(yè)-工廠的整合,從固定資產(chǎn)管理到運(yùn)維管理。
皮爾磁:工業(yè)機(jī)械安全網(wǎng)絡(luò)SafetyNET p
隨著信息技術(shù)對工業(yè)制造領(lǐng)域的落地應(yīng)用,信息安全將是智能制造領(lǐng)域的重要議題,那么,如何才能建立出一個(gè)可靠安全的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?皮爾磁工業(yè)自動化貿(mào)易(上海)的傅達(dá)承將分享《工業(yè)機(jī)械安全網(wǎng)絡(luò)SafetyNET p——用于完整自動化的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)》,實(shí)時(shí)以太網(wǎng)SafetyNET p是專為完整自動化而設(shè)計(jì)的。該開放式系統(tǒng)能夠用于傳輸對時(shí)間要求比較高的安全相關(guān)數(shù)據(jù)以及標(biāo)準(zhǔn)控制數(shù)據(jù)。
近年來,隨著制造業(yè)自動化水平的不斷提高,對工廠安全和網(wǎng)絡(luò)化的需求也日漸增加。在大數(shù)據(jù),工業(yè)4.0等概念的帶動下,自動化生產(chǎn)線開始向著網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展。據(jù)瑞典工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家HMS發(fā)布的最新年度分析,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的銷售量正在快速增長。去年工業(yè)以太網(wǎng)增長了20%。EtherNet/IP的銷售量最大,占全球總網(wǎng)絡(luò)收入的9%,而Profinet則以8%的銷售量緊隨其后。
作為全球領(lǐng)先的創(chuàng)新型自動化技術(shù)企業(yè),皮爾磁不僅為自動化行業(yè)提供傳感器、控制和驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品與綜合服務(wù),還為機(jī)械設(shè)備開發(fā)了一套安全總線系統(tǒng)的開放式協(xié)議,SafetyNET p是一種用于工業(yè)環(huán)境的以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò),參考了SafetyBUS p的安全總線系統(tǒng)的技術(shù),可以滿足所有以現(xiàn)代以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)的技術(shù)要求。目前,SafetyNET p是自動化系統(tǒng)PSS 4000的支柱,使用1個(gè)系統(tǒng)就能對1臺設(shè)備所有的控制功能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。
傅達(dá)承介紹,皮爾磁在安全總線方面,以太網(wǎng)技術(shù)形成新型的結(jié)構(gòu),可以實(shí)施快速的響應(yīng),另外由于長距離光纖的接入,在某個(gè)交換機(jī)出現(xiàn)故障或網(wǎng)絡(luò)斷層時(shí),利用交換機(jī)的能力布置虛擬網(wǎng)絡(luò),把不同的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行互聯(lián),對現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制,以達(dá)到對安全數(shù)據(jù)的優(yōu)先處理。另外無論是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還是工電結(jié)構(gòu),必須提供雙層的保護(hù),不單單是一個(gè)電源失效了,采用一個(gè)可我垢電源后備來供應(yīng),在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中,物理以上的布線可能只有一條,但是實(shí)際形成互聯(lián)的過程中,發(fā)生的數(shù)據(jù)是雙向的,假如出任何一方網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)斷線或電源丟失,都可以依靠原有的發(fā)送數(shù)據(jù)的方向來執(zhí)行,這是基于物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際保障。另外傅達(dá)承強(qiáng)調(diào),假如是在不同的IP網(wǎng)址進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換,需要管理機(jī)的交換機(jī)把兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換,形成一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò),來進(jìn)行應(yīng)用安全控制,并且可支持開放性的安全控制與標(biāo)準(zhǔn),與工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制有一個(gè)聯(lián)接。并透露,SafetyNET p可以解決復(fù)雜離散式的控制,用PSS4000可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)城市工業(yè)性安全控制要求。
a&s小編總結(jié):目前中國制造業(yè)正處于升級轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期,新一輪工業(yè)革命的主要特征是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合,兩化融合正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革,不過中國制造業(yè)還沒有達(dá)到歐州發(fā)達(dá)國家的全自動水平,必須首先加速自動化控制技術(shù)的變革,然后在此基礎(chǔ)上,加速OT和IT的深度融合,從而提升工廠的自動化與信息化,真正實(shí)現(xiàn)智慧化的工廠。當(dāng)然未來真正工業(yè)4.0并不是要做到真正的無人工廠,最理想的模式是人機(jī)協(xié)作的智能制造模式,工業(yè)智能機(jī)器人無論如何智能,都無法完全替代人類,必須在人的操作下動作。在實(shí)現(xiàn)智能制造的過程中,需要具備感知并且能夠互聯(lián)的智能設(shè)備(包括工業(yè)智能機(jī)器人)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施及可以同時(shí)聯(lián)接OT和IT系統(tǒng)的總控制互聯(lián)企業(yè)系統(tǒng)。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)認(rèn)知、分析判斷是必要的關(guān)鍵技術(shù),而自動化信息安全控制技術(shù)則為工業(yè)信息化起到保駕護(hù)航的作用。