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★艾默生自動(dòng)化解決方案陳鵬

艾默生自動(dòng)化解決方案資深行業(yè)經(jīng)理陳鵬

工業(yè)互聯(lián)發(fā)展趨勢(shì)

工業(yè)互聯(lián)不是某種單一技術(shù)，而是一個(gè)服務(wù)于工業(yè)制造企業(yè)，提升工業(yè)制造企業(yè)的運(yùn)營效益的基于萬物互聯(lián)的完整生態(tài)系統(tǒng)。它既是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)也是互聯(lián)網(wǎng)、AR、VR、數(shù)據(jù)、人工智能等尖端技術(shù)深度融合的應(yīng)用模式，是一種新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，它將重塑工業(yè)制造企業(yè)的運(yùn)行模式、維護(hù)模式、供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。

工業(yè)互聯(lián)在OT和IT技術(shù)的積極探索，技術(shù)創(chuàng)新以及落地場景的實(shí)踐和價(jià)值論證下不斷發(fā)展壯大。時(shí)至今日，已經(jīng)形成數(shù)據(jù)采集、安全傳輸、分析平臺(tái)以及增值服務(wù)四大業(yè)務(wù)方向，在提升工廠的生產(chǎn)效率、設(shè)備可靠性、安全生產(chǎn)、環(huán)保合規(guī)以及減少能源消耗，降低排放等維度起著至關(guān)重要的作用。

在今后很長一段時(shí)間，工業(yè)互聯(lián)的業(yè)務(wù)還會(huì)不斷增長，同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)呈現(xiàn)下列發(fā)展趨勢(shì)：

（1）數(shù)據(jù)集成需求促進(jìn)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)的逐步統(tǒng)一

工業(yè)互聯(lián)通過自主感知數(shù)據(jù)采集、學(xué)習(xí)、分析和決策閉環(huán)，必須將工廠內(nèi)各種相關(guān)數(shù)據(jù)采集過來，這既包括工廠內(nèi)生產(chǎn)、設(shè)備、能源、人員、環(huán)境等各要素的數(shù)據(jù)采集，以及廠內(nèi)智能裝備及智能產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集，也包括各種系統(tǒng)接口集成數(shù)據(jù)。對(duì)于這些不同的場景，應(yīng)用采集數(shù)據(jù)所采用的各類底層協(xié)議，海量的不同通訊設(shè)備和傳感器，數(shù)據(jù)維護(hù)難度可想而知。

實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的途徑有兩個(gè)，一個(gè)是逐步完善單一協(xié)議下的應(yīng)用生態(tài)，逐步減少工廠里數(shù)據(jù)采集所采用的協(xié)議數(shù)量。另一個(gè)就是建立OT層的數(shù)據(jù)中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)面向IT的統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）用于工業(yè)互聯(lián)的終端的體積小型化，功能智能化和功耗最低化

隨著技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)互聯(lián)應(yīng)用的差異化需求，互聯(lián)網(wǎng)終端不斷采用小型化，低功耗和高度集成的芯片，具備了初步數(shù)據(jù)處理、自診斷、自校正和自補(bǔ)償?shù)裙δ埽杉臄?shù)據(jù)不斷豐富，功能不斷強(qiáng)大，同時(shí)功耗降低，在移動(dòng)場景下的應(yīng)用也成為可能。同時(shí)邊緣計(jì)算與傳感器集成成為可能。如以前需要專家進(jìn)行振動(dòng)頻譜分析的振動(dòng)傳感器就集成了邊緣計(jì)算功能，除了常規(guī)的三軸健康值、PeakVue沖擊波值、速度、加速度外，還可以直接向上位系統(tǒng)輸出初步分析結(jié)果，如齒輪故障、軸承故障、潤滑不足等原先需要專家通過頻譜分析才能得出結(jié)論的動(dòng)設(shè)備故障。相信會(huì)有越來越多的傳感器集成邊緣計(jì)算功能。

（3）分析平臺(tái)采用機(jī)理模型和數(shù)據(jù)模型結(jié)合

對(duì)于工廠中的不同場景、應(yīng)用對(duì)象、建模范圍、使用人員等不同情況下，采用機(jī)理模型和數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的方式能夠快速實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)平臺(tái)分析平臺(tái)的部署可應(yīng)用，并可取得事半功倍的效果。其原因在于工廠中海量的設(shè)備是按照機(jī)理模型設(shè)計(jì)的，多年的使用經(jīng)驗(yàn)也積累了直達(dá)根源的豐富的FMEA模型。對(duì)于一些簡單的已知設(shè)備，完全沒有必要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

在工廠，通常使用機(jī)理模型進(jìn)行分析，這樣可以快速便捷地定位根本原因，而在少數(shù)復(fù)雜情況下采用數(shù)據(jù)模型分析，可以彌補(bǔ)機(jī)理模型的不足，更好地分析不同工況下同類設(shè)備運(yùn)行地特殊性，對(duì)輔助采取個(gè)性化決策起到重要作用。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型需分步實(shí)施、逐步推進(jìn)

Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)是艾默生公司工業(yè)互聯(lián)市場上的旗艦產(chǎn)品和服務(wù)系列，艾默生一直在不斷完善，整合和拓展其中的內(nèi)涵。艾默生的工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，在油氣開采、石油化工、精細(xì)化工、長輸管線、食品飲料、生命科學(xué)、船舶、汽車制造、采礦冶金、電力、紙漿和造紙、水和廢水處理等行業(yè)均有成熟應(yīng)用。

經(jīng)過多年的推廣和應(yīng)用，用戶接受程度越來越高獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。值得一提的是，采用艾默生的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)并非為智能化而智能化，而是有ROI的典型的雙贏模式，不少用戶借助于艾默生的工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)品，獲得了可觀的效益提升，成為同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)。如某化工企業(yè)采用了艾默生整體智能化解決方案以后，總體生產(chǎn)效率提升17%，運(yùn)營成本降低9%，產(chǎn)品研制周期縮短11.3%，產(chǎn)品不良率降低60%，單位產(chǎn)值能耗降低6%，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其實(shí)質(zhì)是不斷采用創(chuàng)新數(shù)字化手段，采集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，提供決策輔助，其核心是以自動(dòng)采集、自動(dòng)傳輸、自動(dòng)分析、自動(dòng)結(jié)論等方式代替人工，減少人工輸入、人工傳輸、人工分析，從而使決策更及時(shí)，更精準(zhǔn)。

在用戶采取數(shù)字化手段提升企業(yè)價(jià)值創(chuàng)新能力時(shí)，艾默生建議圍繞以下步驟實(shí)施和推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型項(xiàng)目：

（1）設(shè)定目標(biāo)

需明確數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最終目標(biāo)，工廠內(nèi)部人員達(dá)成共識(shí)，各部門分拆最終目標(biāo)為若干小目標(biāo)。

（2）描繪愿景

描繪數(shù)字化解決方案實(shí)施后的愿景，達(dá)到的功能以及帶來的改變。

（3）現(xiàn)狀認(rèn)知

調(diào)研工廠現(xiàn)場的狀況，遵循從數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，再到數(shù)據(jù)分析的方式從下到上進(jìn)行工廠現(xiàn)狀的分析和認(rèn)知。

（4）鎖定差距

從國標(biāo)到企業(yè)都有不少數(shù)字化成熟度評(píng)估模型，艾默生的4+2模型是基于智能制造國家標(biāo)準(zhǔn)（GBT39116-2020）工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型等級(jí)對(duì)應(yīng)5級(jí)模型。

（5）基礎(chǔ)先行

在被識(shí)別的差距中，存在基礎(chǔ)設(shè)施不全無法直接實(shí)施解決方案，這時(shí)需要先構(gòu)筑基礎(chǔ)。和“想致富，先修路”是一個(gè)道理。

（6）技術(shù)選擇

數(shù)字化解決方案多種多樣，量身定做是適合自己的方案的最佳選擇，選擇技術(shù)時(shí)應(yīng)充分考慮技術(shù)的先進(jìn)性，實(shí)施的便利性，以及供貨商的經(jīng)驗(yàn)和執(zhí)行能力。

（7）搭建構(gòu)架

數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要有一個(gè)執(zhí)行框架，以便后續(xù)解決方案始終圍繞既定框架實(shí)施，使各類方案的最終目標(biāo)一致，使數(shù)字化轉(zhuǎn)型項(xiàng)目取得最佳效果。

（8）試點(diǎn)項(xiàng)目

項(xiàng)目落地不宜一下子全面鋪開，應(yīng)進(jìn)行試點(diǎn)，逐步解決瓶頸（如人員、制度、裝備等），以盡最大可能獲取成功。

（9）總結(jié)收益

成功后應(yīng)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算收益，評(píng)估推廣的價(jià)值。

（10）復(fù)制推廣

值得推廣的解決方案擇機(jī)推廣，使工廠獲得更大的收益。

圍繞四大維度的智慧工廠解決方案

艾默生根據(jù)用戶的需求為用戶提供量身定制的智慧工廠解決方案所涉及的相關(guān)產(chǎn)品、工程和服務(wù)。此外還提供覆蓋智慧工廠轉(zhuǎn)型前期規(guī)劃，中期部署執(zhí)行，后期維護(hù)的各種增值服務(wù)解決方案，包括工廠數(shù)字化現(xiàn)狀評(píng)估咨詢，數(shù)字化轉(zhuǎn)型項(xiàng)目和規(guī)劃咨詢、數(shù)字化項(xiàng)目實(shí)施效果評(píng)估、專家分析咨詢、數(shù)字化大修（大修計(jì)劃、大修范圍等）咨詢服務(wù)等。

艾默生在客戶進(jìn)行智慧工廠的頂層設(shè)計(jì)時(shí)，幫助客戶兼顧工廠當(dāng)前的數(shù)字化軟硬件基礎(chǔ)和人員能力方面的提升。艾默生的智慧工廠解決方案圍繞著工廠運(yùn)營效益的四大核心維度：生產(chǎn)效率、設(shè)備可靠性、能源效率和安環(huán)合規(guī)。根據(jù)艾默生的數(shù)字化解決方案最終提升的效果來分，可以歸結(jié)為兩大支柱和四大維度。

兩大支柱是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型必不可少的，包括：

基礎(chǔ)設(shè)施：工廠實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)硬件和軟件以及他們的構(gòu)架和互聯(lián)方法集合，包括智能儀表、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、系統(tǒng)扁平、基礎(chǔ)控制、數(shù)據(jù)治理、平臺(tái)應(yīng)用等六個(gè)子維度。

人員賦能：提升使用這些基礎(chǔ)設(shè)施的人員的數(shù)字化能力的解決方案集合，包括咨詢服務(wù)、技術(shù)服務(wù)、技能培訓(xùn)、數(shù)字大修、協(xié)同運(yùn)維和遠(yuǎn)程專家等六個(gè)子維度。

四大維度是在兩大支柱基礎(chǔ)上構(gòu)建的數(shù)字化轉(zhuǎn)型增值服務(wù)：

生產(chǎn)效率：提升降低成本、增加產(chǎn)能、減少人工、提高收益率等有利于提高生產(chǎn)效率的優(yōu)化生產(chǎn)解決方案集合，包括測(cè)量優(yōu)化、控制優(yōu)化、操作優(yōu)化、維護(hù)優(yōu)化、儲(chǔ)運(yùn)優(yōu)化和報(bào)警優(yōu)化等六個(gè)子維度。

設(shè)備可靠：提升儀表和設(shè)備可靠性和可利用性，改變被動(dòng)維修和按計(jì)劃維修的落后維護(hù)方式，提供預(yù)測(cè)維護(hù)和主動(dòng)維修的解決方案集合，包括儀表管理、儀表診斷、設(shè)備管理、設(shè)備診斷和設(shè)備運(yùn)維等五個(gè)子維度。

安環(huán)合規(guī)：提升安全以及環(huán)境保護(hù)等工廠可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化解決方案集合，包括人員安全、生產(chǎn)安全、數(shù)據(jù)安全、環(huán)境安全、設(shè)備安全和儲(chǔ)運(yùn)安全等六個(gè)子維度。

能源排放：有助于提升能源績效和監(jiān)控排放的數(shù)字化解決方案，包括能源計(jì)量、能源管理、能源績效、能源優(yōu)化、排放監(jiān)控等5個(gè)子維度。

憑借艾默生在工控領(lǐng)域領(lǐng)先的核心技術(shù)以及范圍廣泛的產(chǎn)品覆蓋和服務(wù)，艾默生有能力基于用戶的數(shù)字化需求，提供一整套較為完整的從數(shù)字化規(guī)劃、技術(shù)選擇、提供產(chǎn)品、解決方案部署、實(shí)施效果評(píng)估和生命周期服務(wù)的一條龍模式，為工業(yè)制造企業(yè)，尤其是流程行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供有效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年7月刊