数字化网络化智能技术：工业互联网平台与工业APP 课件 第8章 工业互联网应用与展望

第8章工业互联网应用与展望教师：******CATALOGUE目录8.1工业互联网平台应用模式8.1.1智能化制造8.1.2网络协同化8.1.3个性化定制8.1.4服务化延伸8.1.5产融结合CATALOGUE目录8.2工业APP应用模式8.2.1面向高附加值产品8.2.2面向高重复度连续工业改善“1%”8.2.3依托工业软件平台和领域APP的知识驱动8.2.4特定领域深耕8.3工业互联网展望018.1工业互联网平台应用模式8.1工业互联网平台应用模式新型模式培育工业互联网相关的产业体系逐渐形成，推动了生产系统和商业系统的智能化发展，同时明确了新型模式培育的行动内容。产业应用新模式创新的产业应用模式主要包括制造业领域的智能化生产、协同制造、个性化定制、服务化延伸等新模式，同时还包括基于工业互联网的产融结合、产教融合等新型业态。工业互联网发展我国工业互联网发展在2018-2020年的起步阶段已取得显著成效，完成了行动计划中的全部关键任务和工程项目，部分重点任务甚至超出了预期。030201028.1.1智能化制造8.1.1智能化制造传统制造业面临设备故障、废品返工、用户需求变更等生产过程中的不确定因素，以及内部经营管理问题，导致生产效率难以提高。传统制造业的挑战通过运用物联网、大数据及云计算等技术，智能化制造实现设备、产品、产线、车间、人员、信息系统的连接，以及生产过程的自动化控制、智能化管理、定制化生产。智能化制造的优势设备互联利用传感器、嵌入式终端等设备和信息通信技术，实现生产设备、产品与设备、物理系统与互联网平台的互联。流程集成则将产品和设备数据、生产过程数据、经营管理数据整合到一个智能控制系统中，实现企业内部所有生产环节、运营环节的无缝连接。设备互联与流程集成0102038.1.1智能化制造工业互联网平台的应用通过工业互联网平台进行数据实时分析与制造管控，智能化生产涉及对生产工艺优化、生产流程再造、智能化生产排程、生产过程自动控制、设备预测性维护、产品生命周期管理、生产环境管控等诸多环节的系统集成。炼铁行业的大数据应用钢铁工业是国家战略性支柱行业，炼铁工序约占钢铁全流程的70%，但炼铁行业在大数据利用和智能化炼铁方面尚属空白，各企业在炼铁成本和能耗方面存在差异。数据共享壁垒由于数据共享壁垒的存在，炼铁行业在数据交互和技术推广方面受到阻碍，同时也限制了对行业级海量数据的深度分析、挖掘和利用。此外，炼铁行业生态圈的发展滞后导致资源共享效率低下。038.1.2网络协同化8.1.2网络协同化网络协同化模式是一种基于网络协同技术和资源控制能力的分散形态的生产组织创新模式。网络协同化模式网络协同化通过连接IT、OT系统与互联网，打破了物理和组织界线限制，实现了信息互通共享。打破限制协同化制造贯穿产品设计、制造、销售环节，包括协同设计、云制造、供应链协同等应用模式。协同模式云制造基于“云计算”理念，实现资源与需求的最合理、高效匹配，提供制造服务云池和在线交易等服务。供应链协同通过组织、业务流程和信息层面的协同，实现企业间优势互补和资源整合。海天味业面临新品展示率低、终端覆盖率差等问题，影响了收入和利润增长率。其他互联网公司的新零售、新通路模式对海天味业的传统渠道形成了跨界冲击。8.1.2网络协同化云制造供应链协同海天味业互联网冲击048.1.3个性化定制大规模个性化定制大规模个性化定制把个性化产品定制生产转化为批量生产，运用了自动化控制技术、新材料技术、柔性制造技术等一系列技术，实现了高效生产。个性化定制个性化定制是指用户为了满足自身独特需求，直接参与生产过程的一种生产模式。工业互联网工业互联网通过智能化生产与协同化制造，解决了个性化定制与标准化、规模化工业生产之间的矛盾，实现了生产效率的提升和用户需求的满足。8.1.3个性化定制模块化定制模块化定制将复杂的产品设计和生产进行多模块的简化分解，然后根据个性化需求对分解后的各个模块进行定制集成生产。项目背景海尔中德冰箱对生产制造过程提出了更高水平的柔性管理要求，但传统管理方式在生产过程的数字化和智能化方面水平较低，导致产线数据不够透明，存在数据孤岛问题。远程定制远程定制利用互联网进行远程设计、异地下单和分布式制造，工业互联网平台实现企业与用户之间的无缝对接，提升产品的价值，增强用户的黏性。实施方案借助卡奥斯COSMOPlat海模智云设备智慧物联平台的边缘能力，实现各类设备数据采集集成，解决工厂数字化设备联网率低、设备数据采集困难的问题。8.1.3个性化定制058.1.4服务化延伸传统的服务型制造模式企业通过传统手段将主要业务从产品制造转向提供融资租赁、交钥匙工程、制造外包等“产品+服务”商业模式，但服务并未与产品的全生命周期各环节融合。8.1.4服务化延伸服务转型随着互联网与工业的深度融合，基于多种技术构建多种业态融合的生态服务系统正在不断涌现，实现资金链、供应链以及高效物流等方面的商业生态营造。工业互联网的服务型制造基于工业互联网的服务型制造为产品提供在线、实时、远程的智能服务，消除“产品孤儿”现象，使制造企业的价值创造延伸到产品售后服务领域。8.1.4服务化延伸典型应用基于工业互联网平台的产品运维项目背景典型汽车零部件生产企业存在的问题包括缺乏产品追溯信息、生产过程数据依赖手工收集、设备异常无法及时反馈、数据分散难以与生产过程关联、缺乏制造数据支持售后服务等。实施方案基于汉云工业互联网平台的IoT技术，实现数据采集和互联，结合生产计划，借助大数据技术实现预测性维修和保养，减少维修费用和营收损失。068.1.5产融结合产融结合新途径：产融结合是金融行业基于工业互联网的创新服务模式，也是构建工业互联网产业生态的新途径。批量开发实时评价：传统金融服务依赖报表分析和尽职调查，难以实现批量开发和实时评价，且存在风险控制手段不足、管理成本高等问题。工业互联网平台服务：工业互联网平台服务商提供设备接入、资产管理、智能制造、资源与能力供需对接、产业链协同等服务，支持金融机构业务拓展。产融结合应用模式：“数据+银行”模式应用于银行贷前用户评估和贷后风险监控，“数据+保险”模式应用于保险公司的精准定价支持，“数据+租赁”模式应用于租赁公司的设备资产管理。远程锁机防风险：租赁公司可通过工业互联网平台实现设备的数字化管理与风险防范，开启远程锁机，有效防范资产风险。8.1.5产融结合0102030405078.2工业APP应用模式工业app应用工业应用是将工业APP开发成果应用到工业领域，涉及纵向多层级和横向多环节。工业app复杂性由于工业领域的复杂性，工业APP的应用也随着领域复杂性、企业特性以及应用环境的变化而呈现出多种多样的使用形态与应用方式。8.2工业APP应用模式088.2.1面向高附加值产品8.2.1面向高附加值产品高端装备制造高端装备制造业的产品数量虽少，但单台装备的价值极高，且安全性及风险方面的考量也至关重要。工业APP投入石油钻井机械企业意识到加强针对高附加值产品的工业APP投入的必要性，以更安全、更有效地完成设计、生产与运维活动。石油生产的连续性生产要求对石油装备的非计划停机提出了极高的要求，需要通过各种监控、维修来避免损失。边缘层一体机在边缘层一体机的作用下，对数据进行预处理、缓存和归档，然后上传至物联网，支持数据加密解密、压缩解压缩等子功能。边缘监测方案面对钻井平台等复杂设备，设计一个边缘监测方案，统一收集并分析数据，而不是依赖于大量专家现场逐点查看。预测性维修APP石油钻井机械预测性维修APP是由寄云科技基于中油瑞飞物联网平台和寄云NeuSeer工业互联网平台提供的能力开发的。数据采集与传输利用寄云NeuSeerEdge工业网关，从各种控制系统和传感器中采集数据，通过OPCUA、ModBus等接口传输至物联网平台。8.2.1面向高附加值产品098.2.2面向高重复度连续工业改善“1%”改善1%的意义即使只有1%的改善，也可能意味着效率的提升和利润的增长，或者是通过降低持续的消耗来实现利润的转化。节约的成本降低能耗8.2.2面向高重复度连续工业改善“1%”每达成1%的改善和节约，都代表着过去大量消耗的成本将被转化为企业的利润，为企业发展提供动力。我国未来15年燃气发电机组的能耗降低了1%，那将节省约80亿美元的燃料费用，增加同等数额的利润。铁路网络的运输行业提高了1%的运营效率，又能节省大约20亿美元的燃料成本，提高企业的运营效率。提升运营效率全球制造业的迅速发展，大数据技术的广泛应用日益成为趋势，蕴含着巨大的潜在价值。大数据技术的应用建立基于数据驱动的全球测试大数据质量预警体系，实现对供应商来料质量、制造过程质量预警监控。质量预警体系8.2.2面向高重复度连续工业改善“1%”8.2.2面向高重复度连续工业改善“1%”01通过这种质量预警体系，能够将质量管理的重心从事后拦截转变为事前预测和预防，推动整个产业链质量管理的转型升级。华为基于工业互联网平台fusionplant自主开发的系统架构，具备批量问题起数降低、开局坏件率改进等关键功能。通过数据监控、分析和预警功能，提前发现潜在的来料质量风险，有助于在供应链上游对质量问题进行及时干预。0203预防质量问题自主开发的系统架构实时采集关键测试参数108.2.3依托工业软件平台和领域APP的知识驱动8.2.3依托工业软件平台和领域APP的知识驱动工业软件平台是工业互联网的核心组成部分，它通过提供丰富的工具和功能，帮助企业实现数字化转型。工业软件平台领域APP是工业软件平台的重要组成部分，它们通过与工业软件的深度集成，为企业提供更加全面、高效的解决方案。典型应用场景包括生产计划与调度、质量控制、设备维护等，通过知识驱动，企业可以提高生产效率和产品质量。领域APP知识驱动是指通过收集、整理和利用企业的各类知识资源，包括经验、规则、原理等，来提高企业的生产效率和产品质量。知识驱动01020403典型应用118.2.4特定领域深耕石油钻井机械预测性维修APP华为融合通信平台华为工业互联网平台华为平行空间全球制造大数据质量预警APP大坝健康管理数字孪生APP应用于油气钻井装备行业，通过实时监测和智能分析，提高设备运行效率和安全性。用于大坝安全监测与评估，实现大坝全方位、细节化的展示，提高大坝运行效率和安全性。运用大数据技术，实时采集和分析制造业各环节数据，提前发现潜在问题，提高产品质量。为华为公司提供了一种全新的通信方式，通过融合语音、数据和视频，实现了通信的革命性飞跃。FusionPlant，是华为公司自主研发的工业互联网平台，旨在帮助企业实现数字化转型和升级。从远期发展来看，工业互联网将在数字孪生的基础上，实现“人、机、物”各种实体与其数字孪生体之间的高度协同与有机结合。8.2.4特定领域深耕128.3工业互联网展望我国工业互联网平台在技术、应用和生态方面取得突破，推动制造业高质量发展。工业互联网平台突破将工业APP开发成果应用到工业领域，提高生产效率和资源利用率。工业APP应用模式在高端装备制造业中，工业APP可应用于高附加值产品，提高产品安全性和风险考量。高附加值产品8.3工业互联网展望010203石油钻井机械预测石油钻井机械预测性维修APP可实时监测设备状态，进行预测性维修，提高设备运行效率。大坝健康管理数字大坝健康管理数字孪生APP可全方位展示大坝信息，管理大坝监测数据，评估大坝安