物联网

中国制造企业双创发展联盟专家委员会委员赵敏: 工业互联网发展面临五大难点

作者:徐恒来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-05-07 22:32我要评论

“这两年,工业互联网发展可谓顺风顺水,不断成长。本月初,工业互联网被国家列为‘新基建’项目之一,点名要加快建设,充分表明国家对工业互联网的重视。工业互联网生逢其时,前景无限。”中国制造企业双创发展联盟专家委员会委员赵敏在接受《中国电子报》记者采访时表示。

在2017年国务院发布的《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中指出:“工业互联网是以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命的关键基础设施,加快其发展有利于加速智能制造发展,更大范围、更高效率、更加精准地优化生产和服务资源配置,促进传统产业转型升级,催生新技术、新业态、新模式,为制造强国建设提供新动能。”这句话说明,工业互联网是发展智能制造的关键基础设施,同时阐述了工业互联网的重要作用。

赵敏认为,工业互联网在国内刚刚起步,与之相适应的标准、规范有待健全,工业互联网平台上的数万工业APP数量尚未达到百万级的生态程度,尤其是工业互联网的局域性限制等,工业互联网的发展仍是一条漫长的道路。

赵敏表示,在公布的新基建项目中,新材料、新工艺、核心零部件等内容并不在其中。他认为,新基建的赋能作用要想完全发挥出来,这些核心工业技术也需要高度重视。

工业互联网重在联接工业要素

一个“互联网”词汇的背后,有着相当不同的解读。

社交/消费互联网(社消互联网)是以商用以太网为主体的网络,主要联接电脑、手机、平板、服务器等各种计算机类设备。遵循IPv4或IPv6协议的上述终端,无需开发接口程序,都可以“即插即用”入网,沟通数据信息,以消除信息不对称的新模式,来产生巨大效益。

工业互联网是以工业物联网、工业以太网为主体的网络,主要联接设备、物料、人、信息系统等各种工业要素,实现工业数据的感知、传输、分析与科学决策,以提升生产效率与设备运行质量,形成新兴业态和应用模式,来推动中国工业转型升级。

赵敏认为,二者虽然都冠之以“互联网”后缀,但是内涵区别很大。建设工业互联网,必须基于工业要素,遵循工业规律,聚焦工业应用,提供工业价值。基于工业要素,工业互联网必须要把企业的人、机、料、法、环、信等工业要素全部联接起来,其前提是做好这些工业要素的数字化工作。遵循工业规律,是指在工业领域,天量身躯,巨大空间,绵长时间,合格材料,持续能源,机理模型,适用软件,耐心沉淀,反复迭代,是工业的基本属性。因此工业规律就是要反复打磨与沉淀,不会出现一夜“爆款”的短期行为。聚焦工业应用,是指在工业互联网上,传输的是工业数据,承载的是工业知识,控制的是工业设备,解决的是工业问题,优化的是工业资源配置。

据介绍,提供工业价值,可以从三个方面体现:一是超越时空限制,打破原有相对封闭、僵化固化的工业系统格局,以相对离散的形态,更灵活广泛地联接各种工业要素,展现跨领域、大系统级的联接价值;二是打造支撑制造资源泛在联接、弹性供给、高效配置的工业互联网平台,构建基于海量工业大数据采集、汇聚、分析的服务体系,形成新型价值链;三是基于对工业大数据的分析结果,洞察物理世界过去一直发生、但是无法观测到的物理活动细节,挖掘隐藏的信息价值,做好研发、生产、服务与管理决策。

产业发展面临五大难点三大痛点

工业互联网已经在国内轰轰烈烈推进了两年多,有了广泛的参与方(开发、应用、管理等)和社会认知度。但是当前工业互联网的发展水平还处于刚刚起跑的阶段。

工业系统联网涉及工厂、油气、电力、矿山、物流、汽车、大型设备、楼宇等工业系统的联接与采集数据。缺乏联接和有效数据量的工业互联网没有实用价值。

赵敏认为,工业要素的联接有五大难点:

一是设备本身不“生产”数据——某些早期的物理式机器设备,或者在最初设计时认为不需要添加数字化模块的设备,大到工业锅炉、港机等,小到工业缝纫机、电熨斗等,这些设备中既没有传感器,也没有计算内核。如果加装这些器件,机器空内部狭小无法安装,机器外部安装会影响操作运行等。

二是数字模块不开放——某些工业设备本身有数字化模块,但是这个模块不开放,数据只是封闭、隐藏在设备内部使用,没有任何可以读取内部数据的物理接口。暴力拆解有可能损坏设备。

三是数字模块被做手脚——某些工业设备本身有数字化模块,也有可以读取内部数据的接口,但是被原设备厂商做了手脚(如多台设备设置成同一个网址),事实上封死了多台设备同时联网的可能性。

四是数字模块被加密——某些工业设备有可以读取内部数据的接口,但是数据被加密处理,如果没有解密程序模块,根本无法识别数据的格式。

五是不同的总线和协议——历史原因造成中国的工业设备是“万国牌”,各种总线和协议的“存量”设备比比皆是。所有的存量设备全部联接起来需要5000多种驱动协议。

此外,联网后数据采集会遇到三大痛点:

一是数据采集问题——因为不能影响工业现场的生产进度,通常在工作现场经常遇到调研进展慢、开发难度大、验证维护周期长等实际问题,严重影响了数据采集项目的开发与实施进度,特别是在验证与维护方面还存在很多的隐性成本,在意想不到的地方还会冒出问题。

二是软硬件适配问题——传统数据转换单元只能解决串口数据的转发,且采集频率较低。主要应用于供水、供热等低频数据采集场景,可以接受1-2秒延时的场景。工业网关可以解决串口、以太网链路的数据转发,但所支持协议有限,且很难形成完整的解决方案。传统SCADA软件支持的驱动多,可以对外转发,有完整的解决方案,但上位机(直接发出操控命令的计算机)部署成本比较高。

三是怎么用好数据——面对既有数据,如何实现设备物联网数据的共享、分发、分析与协同,如何挖掘海量实时/历史数据的价值,如何从远程监视、远程配置参数,提升到在较大范围内协调配置资源、改进制造工艺、优化排产计划、完善质量追溯体系等,并由此而为企业创造价值。


责任编辑:赵强
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