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工业与互联网结合后,效率提高或原材料节省1%,都可以带来几十亿甚至上百亿美元的收益或成本节约。更有业界把这种趋势定义为——即将到来的第三次工业革命浪潮。
但是,当工业与互联网结合,工业老大哥的传统思维能否融合互联网的创新精神?机器与机器之间如何打破企业壁垒,建立统一平台?如何防止智能机器产生的安全隐患?这些都成为“革命”成功必须要解决的问题。
机器也疯狂
机场,一架飞机刚刚降落,尽管旅客已经全部离开机舱,但机师的任务并没有结束,他们还必须把飞机送到指定位置,让已经等候在那里的机械师们对飞机进行彻底的检查和维修。这是每一次飞行任务后,都必须完成的“指定动作”,因为只有这样才能确保下一次飞行的安全。
“对航空公司来说,飞行安全和成本管理非常重要。”海南航空控股有限公司董事长王英明说。据他介绍,为了让飞行更安全、更高效,海航从5年前就开始做各种尝试和探索——赋予飞机智能,让飞机具备计算、分析、自主学习,甚至“社交”的能力。
首先在飞行效率上,为了节省燃油,海航通过传感器收集飞行期间的碳排放数据,并加以分析和整合。为了做到实时和实际,系统一天会产生近6000万条的数据,经过分析,海航在过去的两年中,碳排放降低了1.1%。这意味着,每年可以节省3.1万吨燃油,减少碳排放9.7万吨,节省成本超过两亿元。
而在飞行管理中,飞机上至少有88个以上的传感器被感知和记录,同一种信号每秒被采集4次,每次有4组数据。飞机落地后会自动寻找合适的网络,上传数据,告诉维护人员哪个零部件需要更换,甚至在不远的未来可能会发生哪些故障。“我们在实际飞行中每一秒的状态都是由软件系统自动分析的,任何一个偏差,系统都会自动发出各种等级的警告,还会做长期的趋势分析,这将有效提高飞机的维护效率。”王英明说。
按照实际的数字,2011年商用喷气式飞机的飞行总时间为5000万小时,而一架双发动机商用喷气式飞机每个飞行小时的维护成本约1200美元,如果维护效率提高1%,全球一年就可以节省2.5亿美元。
不仅航空领域,这样的智能化生产还被应用在更多领域。
今年初,通用电气(GE)在美国纽约州Schenectady市新建了一家电池工厂。在18万平方英尺的生产厂区内,GE共安装了1万多个传感器,全部连接高速内部以太网。这些传感器有的用来检测电池制造核心的温度,有的用来检测制造一块电池所耗费的能源,还有的用来检测生产车间的气压。而管理人员可以手拿iPad,通过Wi-Fi来获取由传感器所收集的数据,监督生产过程。为了便于传感器进行识别,新工厂生产的所有电池上都标有序列号和条形码。
不仅如此,传感器产生的数据还有更多用途。比如,抽检的电池在某一环节出现了问题,就可以通过跟踪数据发现问题的根源,并及时解决这一问题;传感器和机器之间也可以有数据交换,当某一传感器发现流水线移动缓慢时,就会“通知”机器,让它们传输的速度慢一点。GE能源储存公司商业分析师、制造信息总监Randy T. Rausch说,“我从来都没有想过工业生产居然可以这样完成。”
产业联动发展
其实,网络技术在工业上的应用并不是新鲜话题,工业网络技术本身也已经是一门成形的学科,但是“工业互联网”这一概念却是由GE首次提出的,“所谓工业互联网,就是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术以及互联网的高度融合。”GE董事长兼CEO杰夫·伊梅尔特在近期于北京举办的“工业互联网——当智慧遇上机器”论坛上说。
更直白地说,工业互联网的目标是通过智能机器间的连接并最终将人机连接,结合软件和大数据分析,重构低迷的全球工业,激发生产率。但是否能达到如此高远的目标,现在还未可知。不过,工业互联网确实正在给传统工业制造和IT产业带来新的业务类型和商业模式。
“当GE在其生产的飞机发动机中嵌入无数的传感终端时,就给GE提供数据采集、分析能力成为可能。”GE全球软件和分析业务总裁鲁威廉说。从去年开始,GE在全球布局其“软实力”,2012年年末,GE与埃森哲合作成立了一个为航空业提供数据服务的合资企业Taleris,并于近日购买大数据分析处理公司Pivotal10%的股权。
2012年IDC公司指出,2005年由机器产生的数据占到数据总量的11%,而2020年这一数字将增加到42%。
在医疗领域,现在到医院看病都要用CT机,一个病人CT影像往往多达两千幅,数据量已经到了几十个GB。如今中国大城市的医院每天门诊上万人,全国每年住院已经达到了两亿人次,按照医疗行业的相关规定,一个患者的数据通常需要保留50年以上。“对这些由机器产生的数据的采集与分析将成为更多了解行业运作的IT企业的机会。”鲁威廉认为。而在医疗领域,CT机一旦接入互联网后,势必会产生更多基于个人健康管理的软件应用。通过对CT数据的分析而提供的在线健康管理应用,将如潮水般涌入市场。
再往产业链上层看,数据采集的基础是物联网技术的发展。据IDC预测,到2020年将有超过500亿台的M2M(Machine to Machine)设备连接到全球公共网络。物联网客户数将呈现超高的增长率,物联网将成为终端市场的新增长点,为集成电路商的发展提供无限商机。
而在电信领域,机会可能更大。原中国移动通信集团董事长王建宙认为:“物联网被分为三层,感知层、传输层、应用层。其中传输层会给电信业带来更大的机遇。全球70亿人口,当人与人沟通时,每个人把手机作为互联网的连接终端,就是70亿个;但是如果在工业互联网时代,我们把机器相互连接,平均每个人至少有10个机器,包括装置、仪器和车辆,这样全球来看700亿个接入将成为可能。想像一下,这是一个多大的市场份额。”
即使前景看好,但目前,无论在国际还是国内,这个概念还是很新的,并没有形成产业模式的成熟案例。
微软中国有限公司董事长张亚勤认为,工业互联网能否发展扩大,在于它本身是否有一个相对比较实质性的内涵。从云计算概念的发展来看,网格计算涉及的很多技术其实跟云计算相似,也在业界谈了很多年,但是,为什么网格计算没有像云计算一样成为IT市场的主流,就是因为网格计算是很多科研机构在推,而云计算是由Google、亚马逊、微软这样的公司去推的,研发后可以快速投入市场并进行应用,而这只是一个方面。
鸿沟难越
工业与互联网相结合已久,航空、医疗等领域也通过各种RMD应用,远程监管机器的运行情况等。但是,由于基因不同,工业与互联网的“联姻”也只停留在了这一步。
“互联网多是通过以人与人之间的信息交换来创造商业模式,并渐渐地向人与物的连接前进,如地理信息、电子商务等服务与应用。虽然下一场互联网产业的争夺战可能是物与物或物与人之间的交换,但物与人之间和人与物之间是两个方向,不是一回事。”资深互联网评论人、雅虎中国前任总经理谢文说,“工业互联网有可能是用传统制造业的工业逻辑去玩互联网,而不是反过来用互联网的逻辑、精神和创新力去重新定义制造业。”
而当工业与互联网深度融合后,势必会产生标准、接口开放等问题。第一个要面临的就是机器与机器之间、机器与人之间的通信协议、标准问题;还有伴随大机器而产生的应用接口准入问题。“无论在中国、欧洲还是美国,在工业互联网领域都有很多标准,各家意见不一,我们最不希望看到的就是很多零散的、基于地区或单独的标准出现,这给机器-机器、机器-人互联互通形成障碍,我们希望看到一个国际化的通信协议。”鲁威廉说。
而具体到工业产品,以航空公司的发动机为例,一家航空公司的发动机可能由GE制造,也可能来自普·惠公司(P&W)或者其他制造商,那么是否每个发动机都有自己的一套工业互联网?互联网的排他性要比传统工业弱得多,工业互联网是否能有这样一群公司,能将不同品牌的设备进行统一管理,并提供平台服务。“否则,工业互联网很难真正落地。”谢文说。这就跟上世纪90年代IT刚开始发展时,CIO在做信息化建构时不得不面临来自标准、型号不一的网络设备一样。
最后就是安全问题,工业生产与产品特性决定了在工业互联网时代,安全不只是网络杀毒那么简单。一位医疗机构的工作人员透露,现在很多医院的大型进口医疗设备都具备了智能化的功能,会自己寻找网络上网传病人的资料。以CT机为例,为了保护病人隐私,医院不得不每拍完一个病人就立刻刷空数据。
即使存在基因、标准、安全等问题,但当智慧遇上机器,全球工业看到走出低迷生产的曙光。