物聯網的制造業實踐

丁海驁

“在我們工廠里有一個設備叫空氣壓縮機，耗電量非常大。以往每年生產旺季來到之前，設備經理就很緊張：雖然他已經有十臺空壓機，但是他還是會覺得十臺可能不夠，所有就會申報再購買兩臺。但是總經理覺得一臺空壓機的價格上百萬人民幣，申請的理由又不夠充分，所以就沒有立刻批準。”潘進杰，中集集團CIO日前談到在其企業當中應用物聯網的經歷：正在設備經理和總經理對采購設備問題難以決策的時候，中集集團的物聯網項目開始了。通過傳感器接入物聯網平臺后，所有的空氣壓縮設備的能耗和生產計劃、生產節拍進行了關聯，以可量化的方式反映在物聯網實時監控分析平臺，得到的結論是：現有的設備完全能夠符合生產高峰的需求，而且經過優化，運行其中的八臺設備就能滿足要求。

物聯網之所以能夠引起整個工業領域的關注，一方面是因為在傳統的企業業務流程當中，的確有非常多的環節存在顯而易見的應用場景；另一方面的原因，是在工業企業的業務流程優化過程中，往往存在行業經驗與IT知識進行融合的難度——因此如何將物聯網應用到工業企業的核心業務場景，并不是一個容易回答的問題。

中集集團應用物聯網從2017年開始。當時，已經在企業內部推動精益生產10年的中集集團，在企業內部建立了非常完備的業務優化機制，具有非常強的自身業務優化能力。只是，在持續的優化過程中，中集集團越來越發現，他們需要一個更有效的工具，發現并解決更深層次的業務痛點。用潘進杰的話說，數字化和精益生產就像是闖蕩江湖所需要的內功和招式，只用通過數字化開持續推動精益生產，才能從本質上為企業的業務優化和管理提供進一步的動力。從而支持中集集團從傳統的離散型制造企業向智能制造轉型，向產品+服務的業務模式轉型。

從解決工廠對動力設備的監控和管理開始，中集集團在旗下兩家工廠開始試著實施PTC的ThingWorx物聯網平臺：一個是青島的集裝箱工廠，一個是蕪湖瑞江的特種車輛廠。兩個工廠分別用了3個月和2個月，并且很快融入到了企業的核心業務當中。“物聯網平臺與傳統的IT系統不同，它既不是一套裝軟件，也不是一個大而全的系統。所以既不需要做產品選型，也不需要全員動員的系統設施：我們并不是把全套的產品一次性推送給終端用戶，而是從業務痛點為出發，先解決這個痛。”潘進杰強調，在制造業工廠實施部署物聯網平臺，就是從安裝傳感器開始，“把物聯網平臺鋪上去，在部署相關的工業APP，讓企業用戶能夠理解解決業務痛點，可見到業務價值，從而，再進一步突進物聯網平臺融合核心業務的能力。”

以本文開始的應用場景為例，實際上除了幫助工廠迅速決定要不要多采購兩臺空氣壓縮機以外，ThingWorx物聯網平臺通過接入所有的設備，也對工廠的能耗也進行了集中的管理和優化，僅憑這一項，該工廠的單件生產能耗就可以節省13.2%。如果將這個應用推廣到整個中集集團，即便是以平均10% 的能耗降低計算，每年能夠節省的電費也將超過10億元人民幣。

“現在物聯網的落地場景基本可以分為三類，”劉強，PTC全球資深副總裁兼大中華區總裁在接受采訪時強調，按照工業企業將物聯網系統與業務實質進行融合的深度，第一場景是SCO（Smart Connected Operation，智能互聯運營），通過數字化企業工廠的業務過程，提高工廠的運營，這在制造業、汽車行業、高科技行業和軍工等傳統工業領域當中應用比較多；第二應用場景是SCP（Smart Connected Product，智能互聯產品），通過把智能互聯的產品鏈接起來，從而為企業提供更多的創新式服務；第三場景是跨行業的SCS（smart control systems，智能互聯系統）。“SCO是IOT產生市場需求第一場景，據我們的統計：2018年大概70%的物聯網應用來自SCO場景，現在SCP和SCS也明顯有增長的趨勢，所以我們相信這是一個把物聯網不斷推向深化應用、跨行業應用的過程。”劉強說。

從中集集團的應用看來，如果說能源管理是SCO，那么實際上它也正是在從SCO向SCP深入。

“青島集裝箱工廠的產品是冷式集裝箱，就是在兩層鋼板中間要注入化學藥劑環戊烷。其中，在兩層鋼板中間做發泡處理的發泡工藝，由于缺乏足夠的精準的工藝參數和數據支持，一直是整個行業最大的痛點：因為如果發泡工藝處理不好，整個集裝箱的冷藏效果就會變差，集裝箱的性能就達不到要求。以往，這些最關鍵的工藝環節都只能靠老師傅的經驗。”潘進杰同樣以青島集裝箱工廠應用物聯網平臺為例，強調隨著物聯網深入應用到企業的核心業務、關鍵工藝，其對企業核心業務價值的提高正逐漸成為企業持續深化應用物聯網平臺的動力。在解決集裝箱工廠發泡工藝業務痛點的過程中，中集集團通過PTC公司，邀請各種行業專家和、技術專家和數學家，基于發泡工藝涉及到的上百個參數，經過實驗、建模，最終對加工環境、灌輸壓力等30多個關鍵參數的控制，最終實現了對該項關鍵工藝的改善。通過ThingWorx物聯網平臺對生產過程的監管和控制，最終產品的保溫率提高了7%。

從一個單點的試用，到深入解決工業企業各個業務環節的痛點，物聯網平臺的價值實際上是在實踐當中被逐漸放大。這不僅符合工業企業應用IT系統的習慣，最大程度降低了實施IT系統對正常業務的影響，而且從另一個角度看，也完全符合整個行業由表及里、由淺入深的業務優化升級規律。

“現在中國市場，對于工業物聯網的應用已經不再只是停留在概念和討論了，而是實實在在擺在眼前，可以幫助企業在兩個方面——提升效率和創新服務、產品創新——得到極大的能力提升。”劉強透露，目前的中集集團正計劃在整個集團內部的百余家企業工廠實施ThingWorx物聯網平臺。而面對越來越多的用戶，劉強正計劃將PTC全球的開發者社區全面引入中國市場：通過試用的方式，一方面讓更多的企業用戶可以嘗試應用物聯網平臺的價值，另一方面，也可以將全球的物聯網應用開發者聚在一起，形成更利于深入應用物聯網的生態環境。“一位學者說過一個理論：平臺和陽臺的區別。陽臺，只能自己家用，例如有些號稱自己是工業互聯網平臺，但是其是利用全開源的界面做出來的，是不可復制的，所以只能自己家用。PTC要做的是平臺，我們希望拿出去給所有的人用，給所有的企業用。”秦成，PTC售前技術總監如是說。