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数据接入,打破工业自动化数字化转型

时间:2022-07-21

自动化技术与应用_唐山开元焊接自动化技术研究所_工业自动化

工业自动化_唐山开元焊接自动化技术研究所_自动化技术与应用

工业自动化_自动化技术与应用_唐山开元焊接自动化技术研究所

庞行健

施耐德电气高级副总裁,中国工业自动化业务负责人

庞建兴先生自2018年10月起担任工业自动化业务中国区负责人,全面负责公司在离散、混合和过程工业自动化领域的业务。庞行健一直致力于推动产业数字化转型,推动IT与OT的融合。基于施耐德电气在自动化和能源管理领域的深厚经验,他用绿色智能制造解决方案推动中国工业的韧性、效率和可持续发展。张谈

总经理兼总工程师,中国第一款具有自主知识产权的工业操作系统supOS创始人

谭章先生是浙江省151工程一级人才,浙江省软件行业杰出人才,工业互联网产业联盟理事,中国工业软件APP联盟副理事长,浙江省软件产业联盟理事。边缘计算产业联盟,浙江省智慧城市促进会常务理事;国家科技部专家库专家,浙江大学特聘研究生联合导师。“数字经济”对话今日头条II 工业自动化

在经济发展进入数字经济阶段的今天,工业和制造业高质量发展是我国经济高质量发展的重中之重,也是现代化强国必不可少的重要方向。在当今消费升级的时代,中国工业企业的核心竞争力是创新能力。所以这个时代的创新必然离不开信息技术的应用。数字经济的本质在于信息化,而信息化的发展在于数据的自由流动、高效管理和安全使用。随着数据的快速增长,数据在商业营销、产业发展、社会治理等方面的作用越来越明显。数据逐渐演变成各行各业非常重要的生产资料。以新冠疫情为例,尤其是在工业界,对每一个大中小型企业都是一次大考,让企业从过去追求高速发展的快车道上慢了下来。面对这些挑战,数字化是唯一的出路。

《数字经济》杂志:数字经济已成为不可逆转的趋势,当前疫情加速了数字经济。多年来一直走在工业领域的前列。您认为当今企业面临哪些挑战?

庞行健:对于行业来说,这次疫情是对每一个大中小型企业的一次大考验,这让我们从过去追求高速发展的快车道上放慢脚步,重新思考企业的核心竞争力是什么?对于未来的发展工业自动化,我们认为企业需要共同面对三大挑战:

首先是韧性。疫情让我们看到了市场、供应链、资金链、人员安全等方面发生剧变的可能性。面对如此剧烈的动荡,企业要做的第一件事就是生存。公司如何以数字化和远程方式运营工厂?如何快速调整生产线以应对市场需求变化?如何快速协调全球供应链布局?特殊时期如何不放松信息安全保护?这些都是对企业弹性的挑战。

二是效率。在确保韧性的基础上,效率仍然是核心主题。在过去的几年里,层出不穷的新技术、新概念充斥着我们的视听,但很多这些技术和概念却是舆论多、雨少。和概念真的可以帮助工业公司提高效率。

然后是可持续发展。疫情提醒我们,人与自然息息相关,加速了全球化和城市化的可持续发展。

根据《地球系统科学数据》杂志的一份报告,2020 年全球温室气体排放量比 2019 年下降了 7%,是有记录以来的最大降幅。主要原因是工业生产和能源消耗的减少,以及交通运输的重大变化。未来,无论是企业还是个人,都将更加关注可持续发展。

谭章:总体而言,中国产业门类齐全,产业链体系健全,产业发展极为迅速。但仍面临海外制造业回流、制造业大而不强等问题。随着数字化转型的深入和产业结构的进一步优化,企业高质量发展取得了良好成效。同时应该看到,在数字化转型的背景下,数据孤岛、核心工业软件和流程缺失等问题一直困扰着数字化转型的进一步推进。2020年伊始,突如其来的新冠疫情一度影响企业的正常生产经营,

通过新一代信息通信技术与制造技术的深度融合,打造数字化、智能化工厂,做强产业链与产业链互补,特色产业集群协同发展是应对这些挑战的重要方向。目前,在工信部和地方政府的规划下,工业互联网平台、解决方案提供商、制造企业等进行了卓有成效的探索,形成了一大批领先的跨行业、跨领域的平台和建设良好的产业生态。

2021年将是工业互联网“换挡提速”快速发展的一年。工业互联网与制造业的融合发展也需要持续推进数据融合,聚合生态,充分发挥数据的价值。建设数字化、智能化工厂,需要实现人、机、物的全面连接,让数据全流程、全生命周期畅通无阻。但是,我国存在设备类型和型号复杂,工业现场接口、协议、驱动程序复杂,生产涉及信息系统和异构系统多等问题。

更大的问题是生产设备的产能往往没有得到充分利用,生产资源和能源消耗还比较粗放。如何通过数据优化生产经营?这就需要建设数据库,解决数据的综合整合,围绕平台汇聚生态力量,开发丰富的工业软件和APP,实现智能制造和特色产业集群的高质量发展。我们的supOS工业操作系统就是这样一个帮助企业数字化转型的数据库。

《数字经济》杂志:面对诸多挑战,很多企业都在向数字化转型。但是,不同的公司有不同的数字化路径和不同的收益。您对此有何看法和建议?

庞行健:面对这些挑战,数字化是唯一出路。各行业数字化发展迅速。在工业领域,与数字化相关的项目已经加速或提上日程,因为越来越多的人看到了数字化的重要性。

无论是离散行业、混合行业还是流程行业,都应该实现数据的四维整合。

融合的第一个维度是能源与自动化的融合。因为要想节约能源,就必须改变生产流程,充分利用厂房的所有可用面积,充分利用所有采购的生产设备,将能源使用系统与生产连接起来流程系统。打通协同效应,实现资源节约和能源节约。

二次元的融合是从终端到云端的垂直维度的融合。从工业现场到控制运营中心,无论是机器的运维人员,还是公司的管理决策人员,都能看到实时的关键数据,让各级人员都能履行职责并使用数据做出决策。

三维的融合是数据全生命周期的融合。对于工业项目,三分之二的成本是在工厂建成后产生的。如果在设计和施工阶段可以使用数字孪生进行设计和模拟,那么物理工厂和虚拟工厂就可以在施工时进行链接。后续运维阶段产生的生产数据、管理数据、能耗数据等可以实时反馈到虚拟工厂,进行修正和优化。

第四维度的整合是指企业管理从分散管理走向综合管理。大多数企业,无论是经营企业还是公司,都是分开分散管理的,但集团总部需要进行跨厂跨界一体化管理。企业管理,需要将所有工厂数据整合到一个平台上进行管理。

此外,工业流程和流程的复杂性决定了工业客户的数字化转型不能简单复制。要根据企业自身的生产经营场所,量身定制转型升级的“路线图”。企业要按照“先药后药、后软后硬、小步快跑、效益先行”的原则,逐步推进数字化。施耐德电气提供端到端的绿色智能制造整体解决方案,涵盖从咨询到实施的全供应链和全价值链。它通过顶层设计促进各个子系统的规划和部署,进而实现从数字化到软硬件的软硬件融合。解决方案的有效实施。

谭章:首先,不同行业的特点决定了企业对数字化的不同需求。从流程工业的角度看,流程工业的生产经营模式具有突出的特点。例如原料变化频繁,生产过程涉及物理化学反应,机理复杂;生产过程中的任何问题都可能影响整条生产线和最终产品质量,甚至造成安全隐患。因此,流程工业的数字化转型将更加注重生产计划管理和过程控制。提质、降本、增效、安全、环保是企业共同关心的问题。

离散行业具有多品种、小批量的特点。产品的工艺经常变化,趋于定制化;产品本身的利润空间越来越小,但服务在制造过程中所占的比重却越来越大,逐渐形成了制造与服务相结合的新产业形态——服务型制造。我们可以帮助企业打破数据烟囱,实现质量追溯,提高设备利用率,准确交付生产计划和高效协同,帮助企业从生产型制造向服务型制造转型。

不同规模的企业,数字化转型实践的深度不同。对于龙头企业和大型企业,将搭建自己的工业互联网平台,满足企业的数字化需求,可以对上下游供应链进行集团化管控和联动。此外,还可以向外部客户、供应商和上下游合作伙伴输出自身的经验和能力,带动产业链整体数字化。

对于目前还没有足够能力自建平台的中小企业来说,更多的是“上云上平台”。兰卓从中小企业和特色产业集群的共同需求和特点出发,构建生态系统,搭建产业集群平台,让企业的管理水平和应对市场的灵活性都得到了提升。

企业在不同的发展阶段也会有匹配的路径。信息化基础比较差的企业,还在信息化的补充课程中,针对企业生产经营中的具体问题,通过软件实现各个生产环节的信息化、流程化。信息化基础较好的企业已经开始思考如何优化企业原有的生产方式,探索在统一的数字化平台上打造全厂。比如我在实际工作中遇到的一个典型案例——京博石化。在信息化进程中,京博石化先后建设了100多套信息化系统,基本实现了业务全覆盖,但逐渐暴露了传统烟囱建造模式带来的弊端。根据企业实际需求,搭建统一一、标准的基础平台,方便企业自主开发、扩展和维护。兰卓supOS工业操作系统不仅集成了晶博石化原有的所有系统,还提供了统一开放的平台,让晶博石化可以根据自身需求自主拓展新的应用。目前,整个京博石化已经构建了一条基于supOS实现全面数字化转型的完整路径。方便企业自主开发、扩展和维护。兰卓supOS工业操作系统不仅集成了晶博石化原有的所有系统,还提供了统一开放的平台,让晶博石化可以根据自身需求自主拓展新的应用。目前,整个京博石化已经构建了一条基于supOS实现全面数字化转型的完整路径。方便企业自主开发、扩展和维护。兰卓supOS工业操作系统不仅集成了晶博石化原有的所有系统,还提供了统一开放的平台,让晶博石化可以根据自身需求自主拓展新的应用。目前,整个京博石化已经构建了一条基于supOS实现全面数字化转型的完整路径。

《数字经济》杂志:数字化转型以数据访问为基础。但是,自动化层面的标准不一致仍然存在一些障碍。您对此有何评论?

庞行健:现阶段,工业运营领域正在发生颠覆性变革,得益于机器学习、增强/混合现实、实时分析、工业物联网(IIoT)、大数据等各种技术的进步,和人工智能。.

但在企业发展过程中,不利于多元化自动化系统的集成,升级维护成本高。工业部门一直受到缺乏适应性、模块化和互操作性的困扰。

2020年,施耐德电气推出以软件为中心的全新工业自动化系统开放自动化平台,引领行业发展。它是基于标准的开放式自动化产品,开创了软件驱动自动化和可互操作的工业自动化新时代。

开放自动化平台的发布既是一种举措,也是一种实践。通过软硬件解耦,推动工业自动化领域“即插即用”,有效解决厂商间应用软件的可移植性、可配置性和互操作性问题,提升工程设计和运行效率。跳。

开放自动化平台以三种关键方式重组自动化:

首先,自动化应用程序与硬件的分离将带来前所未有的灵活性。将这种革命性的方法与基于事件的跨平台网络相结合,意味着用户可以快速适应不断变化的业务需求,而无需担心停机时间和财务成本。

其次,IT应用、工具和工业技术更容易集成。这种原生 IT/OT 融合使用户能够将新技术无缝集成到控制系统架构中,而无需繁重的工程工作或引入高度耦合、非内聚的系统设计技术。

最后,开放自动化平台本身支持以资产为中心的设计方法。基于现成的资产模型创建应用程序,消除低价值的重复性任务,轻松封装和重用便携式自动化对象,大大提高工程效率。这让工程师可以专注于高价值的工程应用和创新。

借助开放自动化平台,用户可以实现以下目标:

·迈向100%的工程效率

· 实现100%的运营效率

·迎接100%的未来挑战

目前,开放式自动化平台已在众多行业中展现出非凡的价值。本次面向中国市场发布的同时,开放自动化平台除了通用应用库外,还为食品饮料和物流自动化两大快速发展行业提供细分行业库,提供总包商、设备制造商, 和系统。集成商和最终用户带来工程和运营效率的优化。例如,在乳品行业,将仓储、传送带、灌装等环节的资产容纳在动态资产模型中,可以实现各个项目整体设计的相互连续性、一致性和便利性;在物流行业,工程师行业功能块,如输送线,

我们认为,现在正是在工业自动化领域大胆行动的时候,希望全行业的工业用户、制造商、OEM、系统集成商和总承包商(EPC)共同拥抱开放式自动化。

谭章:其实这是一个长期的历史问题,主要涉及自动化和智能化在不同发展阶段的技术、利益、联盟等问题。首先,我们要正视这个问题,从技术入手,解决自动化层标准和协议多样性的问题。比如兰卓就诞生在工业自动化和智能化领域。我们积累了近30年的工业自动化技术,这是兰卓的强项。在工业互联网领域,目前很少有企业具备全面的自动化协议接入和数据互联技术能力。兰卓还开通了自动化协议驱动开发平台。各种设备制造商,

《数字经济》杂志:疫情之下工业自动化,中小企业面临诸多困难。您如何看待中小企业在整个数字经济中的作用?

庞行健:数字化转型涉及软件开发、软硬件集成、系统集成、数据分析、智能控制等环节,也需要在具体应用场景中落地。这需要产业链上下游企业的共同努力,而不是单个企业。力量可以做到。在这个过程中,不仅大企业,中小企业也是至关重要的推动力。

但通常,由于缺乏技术、资金和生态支持,中小企业很难自发开发应用场景并实现大规模复制。中小企业需要一个软硬兼备的中间平台、对市场的充分了解、开放的生态系统来帮助他们提升技术实力,从而有效解决问题,最终形成数字化解决方案来推动整个行业的数字化转型。

在数字化转型方面,中国中小企业可分为供需两类。

第一类是中小企业作为“用户”。他们对自己行业的熟悉程度往往是外人无法比拟的,但他们可能对数字经济准备不足,资金和技术不足,无法真正解决问题。发现了问题。

第二类是中小企业作为“供应商”。这类企业往往有创新技术,无论是OT还是IT领域,但缺乏用户市场覆盖,无法解决大规模复制的问题。缺少平台和对工业用户的访问。

解决这些问题,必须依托产业生态,这也是施耐德电气、AWS、联想集团、清华大学全球产业研究院于2020年3月共同发起“绿色智造制胜计划”的初衷. 其首要任务是凝聚生态系统的力量,赋能中小企业,帮助他们开发有创意、有价值、有前景的数字化解决方案,从而推动相关行业的数字化转型。

经过8个多月的入围筛选、线上线下培训、深度整合客户需求、PoC(Proof of )方案开发,绿色智造优胜计划产生了一系列可复制的共创方案,如作为基于AI技术的智能分拣码垛系统、融合MR混合现实工程经验的产线检测与品控辅助系统、针对离散工业规划调度优化的先进调度解决方案等,让这些中小企业成为不可或缺的一员数字化转型的“最后一公里”。

谭章:中小企业是我国规模最大、创新能力最强的企业集团。它们在促进经济增长、促进创新、增加税收、吸纳就业、改善民生等方面发挥着不可替代的作用。但我国中小企业目前面临接单难、融资难、信息化基础薄弱等问题。因此,中小企业能否实现数字化,是中国制造业整体高质量发展的重点。

数字经济对中小企业的影响是双重的,挑战和机遇并重。尤其是疫情之下,中小企业的综合竞争力和抗风险能力相对较弱,但另一方面,数字经济的快速发展也为企业带来了诸多新机遇。随着数字经济产业的不断推进,许多新技术也被应用到交通、医疗、物流等行业的发展过程中。许多以新技术为基础的中小企业抓住机遇,在引领技术变革和提高生产力的试验和创新方面发挥关键作用,并成为我们正在经历的数字经济转型中不可或缺的一部分。中小企业可以充分发挥其管理体系的灵活性、创新性和高效性,以及数字经济中采取的有针对性的市场战略,激活中国制造体系的创新活力。这些企业可以推动市场结构发生根本性变化。.

此外,工业互联网为中小企业提供了一条低成本实现数字化转型的路径,获得与大企业同等的参与市场竞争的机会。

《数字经济》杂志:贵公司在赋能企业数字化转型领域已经有很多实践。有哪些成功经验可以分享?

庞行健:前面我们讲了四个维度的融合,实现企业的数字化。我们可以举一些实际的案例来看看四维融合能给企业带来的好处。

一是能源与自动化的融合。伊利集团作为中国领先的乳品企业,考虑对工厂所有生产线的能源效率进行优化。通过能源管理软件,单个工厂的能源效率提高了20%,能源成本降低了5%。每年只有一家工厂可以减少二氧化碳排放量。种植2.5公顷阔叶林。

二是终端到云端垂直维度的融合。8年时间,从单纯的设备供应商转型为设备生产+生产服务的供应商,逐步成长为拉链染色领域的领跑者。日协主要采用施耐德电机解决方案,并借助AVEVA系统平台和机器顾问的结合实现数字化转型。通过完整的解决方案,Rixy 建立了强大的拉链染色配方数据库,使整个生产过程更加透明和信息丰富。改造后,日协染色一次合格率提高30%,材料损耗降低12%,能耗降低20%,整体生产效率也提高了10-20个百分点。信息沟通的透明性和及时性降低了原材料的库存,同时降低了生产成本,订单的高效下达也带来了设备利用率的提升。

然后,融合全生命周期数据。在其超大型60万吨乙二醇项目中,借助施耐德电气的端到端数字化交付解决方案,包括AVEVA工业软件、安全仪表系统、中低压变频器和中低压配电系统,生产管理和项目开放。运维全生命周期的数字化转型之路。借助AVEVA资产信息管理软件,可以将项目建设阶段产生的工程信息、生产过程中产生的实时数据信息和管理信息整合到数字孪生体中使用,优化生产运营管理。基于PI的实时数据库打通了从设计阶段到施工阶段再到运维阶段的实时数据,将生产控制系统和信息管理系统无缝对接,大大提高了实时性数据,提高管理者的决策效率。. 结果,该项目实现了 25% 到 30% 的工作整合,同时将能源效率提高了 5%。

最后,从分散管理到企业综合管理。位于中东海湾地区,所有钻井平台、炼油厂、游轮,甚至全产业链的活动都可以在一个数据运营管理平台上进行整合和管理。这个全景指挥中心集成了153个软件应用,拥有20万个工艺和生产参数,采用全集成的企业级综合控制中心,实现16家运营公司端到端的全价值链可视化,大大加快和提高公司的决策管理水平。通过优化供应链,每年可节省约 8000 万美元的成本。

如今,施耐德电气正在帮助各种规模和细分市场的公司从离散、混合和流程行业所有细分市场的数字化转型中受益。然而,没有一棵树能造就一片森林,也没有一家公司能在数字化转型浪潮中幸存下来,这需要一个开放的生态系统。2019年,施耐德电气携手26家合作伙伴,发布绿色智能制造生态系统。该系统的合作伙伴规模还在不断扩大。我们相信,只有与生态中的合作伙伴携手合作,才能帮助更多的行业用户借用数字化带来的价值,提升企业的韧性和效率,实现可持续发展。施耐德电气将一如既往,以开放的心态,与中国工业共创绿色智能制造,

张覃:在从信息化到智能化、从工业3.0到工业4.0的过程中,制造业需要一个统一的数字化基础,即工业操作系统。兰卓supOS是国内首个工业操作系统,“连接前与后”的通用平台,向下连接海量工业设备、仪器和产品,支持开发丰富多彩的工业智能APP,助力数字化转型的制造业。. 兰卓的使命是打造中国自主可控的工业版“”操作系统,与合作伙伴一起为中国的产业转型升级赋能。

工业操作系统应该是一个去技能的平台。它不是由具有特定专业技能的人使用,而是应该让生态伙伴和客户加入,共同构建创新体系。supOS工业操作系统使生态伙伴能够快速接入平台,基于平台快速开发和迭代APP,赋能客户基于统一平台快速创新,让客户更专注于自身业务运营。

打造极致体验的平台,不仅好用、好用,还要让客户觉得好用、好依赖这个平台。兰卓snpOS的稳定性、易用性和赋能是第一,不断增加平台的厚度。平台除提供工业大数据集成、工业知识模型库、算法库、流程库等通用能力外,持续投入关键技术研发,将应用与5G、AI等新技术融合,让用户获得极致体验。

不同规模的企业有不同的数字化路径策略。兰卓为大企业打造产品化的snpOS私有化平台。平台就像一颗种子,随着企业的数字化进程一起成长。兰卓为产业集群特别是中小企业提供基于云的产业链工业互联网平台,以SaaS的方式降低中小企业的初期投入,快速实现数字化。

我们认为,工业互联网一定要姓“龚”。制造业数字化转型和高质量发展需要充分发挥产业“Know-how”的作用。兰卓有先天优势。兰卓出身于国内自动化系统龙头企业,兼具深厚的行业背景和“工业基因”,让我们比别人更了解行业,更了解客户的真实需求。

在生态建设方面,兰卓围绕独特的“平台OS+APPs”模式,将软件开发商、开发商、集成商、工程服务商加入到supOS工业操作系统生态系统中,构建了一个“从引进、集成进入推广、实施、商业成功”的完整生态管道。只有让生态像流水线一样自动运转,让生态“活”起来,才能持续为客户提供价值,生态才能从中受益,平台才能更好更快落地。

目前,蓝卓与合作伙伴正在构建区域、产业、园区、企业四个层次的工业互联网平台。他们正在为大中型企业打造企业级互联网平台,为化工园区、小微园区等打造园区级工业互联网平台。包括浙江在内的区块经济、中小企业集聚产业正在打造行业级工业互联网平台。同时,兰卓还与地方政府合作,建立区域级运营主体,建设区域级工业互联网平台。