工業互聯網在流程行業的應用

丁翔

摘要：隨著工業互聯網技術的普及，在企業中傳統息系統的應用，工業自動化系統互聯互通，實現了生產業務的智能化。本文從工業互聯網應用著手，探討了流程行業部署的技術和方法，希望本文的研究能為流程行業在實施工業互聯網應用時提供幫助

關鍵詞：工業互聯網;流程行業;應用

工業互聯網是以互聯網為代表的新一代信息技術與工業系統深度融合形成的新領域、新平臺和新模式。與傳統工業IT架構解決方案相比，工業互聯網平臺解決方案實現了流程驅動的業務系統轉變為數據驅動的平臺應用，本文主要探討工業互聯網在流程行業的應用

一、工業互聯網平臺的主要應用和優勢

1、基于平臺協同能力的資源調配和模式創新

得益于平臺的“連接+數據可視化”能力，傳統的生產管理類信息化應用得到更為廣泛的普及。其中，在生產監控分析領域應用最為廣泛，在物料管理、排產調度等方面也有初步探索

2、基于平臺大數據能力的深度優化

以“模型+深度數據分析”模式在設備運維、產品后服務、能耗管理、質量管控、工藝調優等場景獲得大量應用，并取得較為顯著的經濟效益

3、基于平臺的信息化應用

借助平臺整合產業鏈資源，探索制造能力交易、供應鏈協同等應用，成為部分企業的實踐選擇

二、國內工業互聯網主要平臺

1、連接與邊緣計算平臺

聚焦工業設備和系統的接入管理和邊緣計算，為其他類型平臺提供“流量入口”

2、云服務平臺

由傳統云計算服務平臺延伸而來，以公有云、私有云、混合云形式提供存儲、計算和網絡服務

3、通用PaaS平臺

集成微服務、容器等基礎框架和軟件開發工具，在云端環境中實現IT資源分配、應用調度和開發部署管理

4、工業數據分析與可視化平臺

提供海量工業數據分析、發展趨勢預測及可視化呈現功能，提升工業數據價值洞察力

5、業務PaaS平臺

以設計仿真、生產優化、管理運營等領域經驗知識為背景，提供各類專業業務組件及預置解決方案模板，支撐快速構建面向特定工業場景的定制化工業APP

三、工業互聯網典型應用的分類

典型應用可以分為四大類：

1、管控工程機械、車輛、農用機械、隧道施工設備、礦井掘進設備、船舶、飛行器等移動設備

2、管控無人值守的固定設備，例如石油鉆采設備，風電、光伏等發電設備以及公共事業（水、電、氣、制造與傳輸等）的關鍵設備等

3、在物流運輸過程中，對物流車輛的位置、狀態（例如冷鏈物質需要保持低溫）進行監控，對運輸路徑進行優化等

4、管控在制造企業車間中部署的關鍵生產設備、檢測設備、物流設備和試驗設備，對生產績效、能耗、質量、設備、刀具、溫濕度和物料配送等關鍵指標進行監控，從而實現工藝優化、節能降耗、提升產能、提高設備OEE、防范安全事故、避免非計劃性停機等

四、流程行業的業務特點、普遍信息化現狀和痛點

業務特點：設備可靠性要求高、工藝流程復雜、原材料能源成本高、生產流程連續、安全風險管控要求高、管理面廣

普遍信息化現狀：工業自動化DCS、PLC等工業自動化基礎軟件應用成熟;傳統企業信息化ERP、OA等管理軟件已完善

痛點：借助大數據、人工智能優化工藝生產流程、輔助經營決策的應用欠缺

五、工業互聯網在流程行業應用的思考

主要思想：在基礎控制系統實現自動化、數字化的基礎之上，以MES系統為核心，各系統互聯互通，將人工智能技術應用于智能生產運行，實現生產業務的智能化

1、基礎控制系統實現自動化、數字化：以PID回路控制和先控為主

2、建設統一的生產管控平臺：實現從計劃、調度、操作、統計、分析、考核的一體化協同、精細化和閉環管理，提高生產管控效率

3、在實現MES生產管理和局部優化的基礎上，將人工智能技術應用于智能運行，重點實現企業計劃—調度—操作—控制—優化，變輔助決策為工業大腦，實現整個生產業務的智能化

4、人工智能技術：危化品倉庫的全面監管，電子標簽、物聯網應用、5G+等

六、工業互聯網在企業的部署

1、工廠云平臺的實施，即在工廠內部部署云平臺，匯聚工廠內部的各種數據，包括來自產線上傳各類機器、儀表等采集數據以及來自工廠信息系統和管理系統的數據，目標是實現對設備、產線、工廠等物理對象以及工藝、加工流程等的無損數字化映射與描述，同時還可以為MES、ERP等工業信息系統提供運行平臺環境

2、是工業云平臺的實施，工業云平臺部器在互聯網等公共網絡上，可以匯聚來自設計、生產、物流、市場、產品、用戶等工業互聯網價值鏈上的數據，目標是實現圍繞生產全生命周期、全價值鏈的全局數據分析和優化。

3、混合云的實施，即工廠云平臺與工業云平臺協同部器的方式。企業內部耦合緊密的信息或系統運行在工廠云平臺上，而將適宜對外提供的數據、服務或對外交互的系統運行在工業云平臺上

七、工業互聯網實現的意義

1、推動工廠管理軟件之間的信息交互，目前很多企業在工廠內部已經部署了—些管理軟件，如研發設計類軟件、生產管理軟件、客戶管理軟件CRM、供應鏈管理軟件SCM等，但有些企業的這些管理軟件之間缺乏有效的信息交互與集成，應推動這些管理軟件之間的數據流動

2、推進全面數據感知采集，包括采集機器、在制品等運行狀態信息，采集生產環境信息，并可以考慮從工業控制系統采集必要的數據

3、考慮部署邊緣計算節點，實現邊緣數據分析處理智能，同時構建邊緣數據控制閉環，滿足邊緣實時控制、數據安全等要求

4、利用云和大數據技術，推動工廠內部數據集成分析，同時構建決策反饋閉環，實現對工業生產的控制以及各種智能管理決策應用

5、構建綜合反饋閉環，在工業云平臺大數據集成與分析基礎上，建立從工業云平臺到企業級信息系統的綜合性分析反饋閉環，提升工廠內外的聯動

總結：經過多年發展，工業互聯網平臺核心關鍵技術加速成熟，大企業聚焦具體場景、圍繞特定需求、定制化的開發一套完整的平臺方案已經不存在無法克服的技術壁壘，但如何低成本、快速、靈活的向中小企業提供通用化平臺應用服務，依然是平臺技術體系中的核心難題。

參考文獻

[1]工業互聯網產業聯盟.工業互聯網平臺白皮書.P22

[2]金芹 丁璽霖.工業互聯網企業實例.機械工業出版社.P39