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工業(yè)互聯網

工業(yè)互聯網顛覆性創(chuàng)新 揭秘大數據實踐案例

2025China.cn   2015年12月17日

  什么是工業(yè)互聯網?拋開各種復雜的概念不談。它是機器智能,或者智能機器?

  也許更為準確的是聯網的智能機器,是工業(yè)革命的機器和信息革命的智能網絡、云計算、大數據結合誕生的創(chuàng)新。

  最近,關于“克強經濟學”的話題火熱,其核心思想有一點值得關注,就是變“產品經濟”為“服務經濟”,強調經濟結構調整過程中服務和創(chuàng)新的推動。事實上,我們觀察通過工業(yè)互聯網,機器運維過程變成服務和價值累積過程,正如云計算將計算存儲硬件變成服務,大數據、移動互聯網將終端,不管是手機、電腦甚至是汽車,都演變成更多服務創(chuàng)新的模式。

  1、工業(yè)互聯網的例子

  GE(通用電氣)最初提出工業(yè)互聯網概念。事實上,工業(yè)互聯網產生,基于兩個基本前提,工業(yè)革命帶來的大量機器、工具或者設備資源,以及計算和網絡革命帶來的隨時聯網、云計算、隨時的數據采集,以及數據存儲和處置能力。

  可以看幾個GE提供的例子:

  案例1:

  我們的醫(yī)院擁有成千上萬醫(yī)療件設備,大部分設備都是可移動的。如何知道某設備放置的所有區(qū)域,并有一個系統(tǒng)可以提醒醫(yī)生、護士和技術人員注意狀態(tài)變化,并提供能夠提高資源利用率?通過GE的努力,類似系統(tǒng)已經開始得以部署。

  通用電氣醫(yī)療集團(GEHEALTHCARE)和美國退伍軍人事務部(VA)進行合作,開發(fā)出的一套智能系統(tǒng)能夠在少量監(jiān)督下進行手術工具的定位、分揀、遞送和消毒,包括機器人系統(tǒng)、射頻識別和計算機視覺等技術。夾鉗、手術刀等手術工具都將配備一個獨一無二的ID編號,這樣可以被機器人的不同部件快速識別。該系統(tǒng)可以執(zhí)行各種各樣的任務,包括手術工具的配備、在消毒過程中的移動以及傳入傳出手術室等,從而確保正確的無菌工具在正確的時間按照操作順序被遞送到正確的地方。

  通用電氣醫(yī)療集團(GEHEALTHCARE)估計,這些創(chuàng)新可以轉化為削減醫(yī)院15%至30%的設備成本,并使醫(yī)務工作者在每次換班能額外獲得一個小時的生產力。這些方法還可以通過降低手術感染,提升患者安全、醫(yī)院質量和性價比。由于手術工具配備的正確性提高以及器械清點時間減少,手術室日程安排效率提高;通過降低手術布置時間和手術室周轉時間,提高了醫(yī)院服務能力。另外,它還會可以解放出醫(yī)護人員的時間,以便他們從事更多與患者相關的工作。

  案例2:

  在美國加州圣拉蒙市的GE軟件研發(fā)中心,工作人員通過測試篩選2萬臺噴氣發(fā)動機各種細小警報信號,可以提供發(fā)動機維修的前瞻性評估數據。包括能夠提前一個月預測哪些發(fā)動機急需維護修理,準備率達到70%。這套系統(tǒng)的另一個價值,就是可以讓飛機誤點機率大幅降低。因為,每年航班延誤給全球航空公司帶來400億美元的損失,其中10%飛機延誤,正是源自飛機發(fā)動機等部件突發(fā)性維修。

  GE航空還和埃森哲成立了一家名為Taleris的合資公司,為全球各地的航空公司和航空貨運公司提供該服務。通過云計算服務,當一架飛機落地以后,Taleris很快就可以把飛機數據用無線的方式傳遞出去,隨后為之量身打造一套專門的維修方案。航空公司因此也能夠對飛機上的各項性能指標進行實時監(jiān)測和分析,并對故障進行預測,從而避免飛機因計劃外的故障造成損失。

  GE的下一代GEnX引擎中(裝備波音787飛機)將會保留每次飛行的所有基礎數據,甚至會從飛機實時傳輸回GE分析。這樣一臺引擎一年產生的數據量甚至會超過GE航空業(yè)務歷史上所有的數據。海航是GE的合作伙伴,公司5年前就對飛機進行了資產的數據管理,以節(jié)省燃油和降低碳排放。利用軟件分析數據后改進系統(tǒng),使得海航在2012年和2011年節(jié)省了1.1%的燃油使用量,折合人民幣是2億多元,同時碳排放減少了9.7萬噸。

  案例3:

  GE在美國紐約州斯克內克塔迪市有一家氯化鎳電池工廠,在18萬平方英尺的電池生產廠區(qū)內,一共安裝了1萬多個傳感器,并全部連接高速內部以太網絡進行數據傳輸。這些傳感器有的用來檢測電池制造核心的溫度,有的用來檢測制造一塊電池所耗費的能源,還有的用來檢測生產車間的氣壓。在流水生產線外,管理人員手拿iPad通過工廠的Wifi網絡來獲取這些傳感器發(fā)來的數據,監(jiān)督生產過程。

  在新工廠中生產的電池上都標有序列號和條形碼,方便各種傳感器進行識別;如果管理人員想知道電池組件的耗能情況或者一天的產能,只需要在強力的工作站上就能完成數據采集和分析。通過傳感器產生的數據,抽檢的電池如某一環(huán)節(jié)出現了問題,就可以通過跟蹤數據發(fā)現問題的根源,并及時解決。傳感器和機器之間也有數據交換,當某一傳感器發(fā)現流水線移動緩慢時,就會“告知”機器,讓它們傳輸的速度慢一點。

  另外,GE還準備將天氣預報加入到斯克內克塔迪電池工廠的工業(yè)互聯網中來,因為電池生產受氣壓、濕度的影響非常大,加入天氣預報更有利于管理人員采取相應的對策,保證電池生產的質量和數量。

  根據GE的報告,在全球,即使5個行業(yè)(鐵路、航空、醫(yī)療、電力、石油天然氣)提效1%,就可在未來15年為世界貢獻2760億美元增長。

  2、什么是工業(yè)互聯網

  對于GE客戶而言,工業(yè)互聯網目前能帶來的好處至少有兩個:一是降低設備故障的幾率和時間;二是實現資產管理的優(yōu)化,讓設備能夠在能耗最低、性能最佳的狀態(tài)中工作。當然通過持續(xù)的數據積累、深度學習和提高洞察力,他們未來還會收獲更多。

  根據CE提出的工業(yè)互聯網理論,其中包括三個關鍵要素:“機器”、“數據”和“人”。

  智能機器:以嶄新的方法將現實世界中的機器、設備、團隊和網絡通過先進的傳感器、控制器和軟件應用程序連接起來。

  高級分析:使用基于物理的分析法、預測算法、自動化和材料科學,電氣工程及其他關鍵學科的深厚專業(yè)知識來理解機器與大型系統(tǒng)的運作方式。

  工作人員:建立員工之間的實時連接,連接各種工作場所的人員,以支持更為智能的設計、操作、維護以及高質量的服務與安全保障。

  更通俗地說,就是智能傳感、數據分析與數據人才。通過網絡將人、數據和機器連接起來,升級關鍵的工業(yè)領域,讓人對于機器、設備能夠擁有更加深刻、智慧的了解和掌控。因而,GE也得以重構其商業(yè)模式,正如此前IBM從硬件到服務的轉型,蘋果創(chuàng)新性的將終端硬件和服務的價值進行轉換一樣,GE的轉型也將更強調“服務”,尤其是基于數據的服務。

  根據CE董事長兼CEO杰夫·伊梅爾特的說法:“GE是以資產為出發(fā)點,我們是一家服務公司,優(yōu)勢是結合材料和分析帶來實在的結果?!币簿褪钦f在提供設備之外,GE將更關注智能機器的運營和數據服務,“數據”和“服務”將會成為GE未來重心。

  之所以GE要和埃森哲一道成立Taleris公司,正是為了補齊自己數據搜集、處理的數據的短板,提升自己的云計算能力。

  3、工業(yè)互聯網的未來

  2012年底,GE和大數據眾包平臺Kaggle一道發(fā)起了一場“工業(yè)互聯網挑戰(zhàn)賽(IndustrialInternetQuests)”,邀請開發(fā)者和數據科學家研究創(chuàng)建最好的算法并設計應用軟件,幫助航空業(yè)減少航班延誤,為醫(yī)療行業(yè)提供最佳患者體驗。伴隨移動網絡、大數據、云計算浪潮,這類的創(chuàng)新和開拓將會越來越普遍。工業(yè)革命創(chuàng)造的龐大的機器世界和信息革命的網絡、智能計算和數據搜集、處理能力結合,將催動GE稱為工業(yè)互聯網革命(IndustrialInternetRevolution)的到來,也就是一個機器智慧和人類智能聯通、融合的時代到來。

  GE認為,工業(yè)互聯網的價值總體上將從三個方面來體現。第一是提高能源的使用效率,包括油、氣、電等等,而減少能源的浪費,并提高使用率,從側面也等于提高了GDP。第二,提高工業(yè)系統(tǒng)與設備的維修和維護效率,降低宕機的時間,減少故障,并縮短維護時間,這相當于提高了生產力。第三,優(yōu)化并簡化運營,提高運營效率,這相當于解放了更多寶貴的人力資源,讓他們可以進行更有價值與富有創(chuàng)新的工作。

  工業(yè)互聯網不僅將推動制造業(yè)向服務業(yè)的轉型,還會徹底改變我們的工業(yè)發(fā)展與生活方式,促進機器與機器、人腦與機器的互動與融合,實現在機器、網絡、個人或團體之間實現共享促進智能協作,以便做出更好的決策。當然,工業(yè)互聯網的成熟也需要一些必備的條件,也就是使得它此時能被提出的原因:包括移動網絡的普及、隨手可得便宜的云計算能力,大規(guī)模數據采集、存儲和分析的可能。

  我們完全可以預見工業(yè)互聯網對于生產效率、能源、環(huán)境等現實問題都會帶來很好的解決,當然它也有可能帶來諸如失業(yè)、數據安全、控制等問題,包括標準制訂以及安全、倫理方面的問題需要全球統(tǒng)一來解決,包括政府、企業(yè)界和我們每一個人的努力。

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