【云驻共创】云平台如何释放工业生产力新潜能

码农爱学习 发表于 2021/08/25 23:23:17 2021/08/25
【摘要】 本文主要讲解工业云互联网云平台的相关知识,包括全球工业数字化转型的现状与发展趋势,工业云平台的解决方案以及目前已经进行实际应用的工业云平台案例。

        本文整理自华为云直播课——“2021中国(重庆)国际物联网创新大赛直播交流”,由华为云中国区工业互联网解决方案的总监周师兄来直播讲解,直播内容主要是关于云平台技术释放工业生产力的新潜能的技术分享。


1.  工业数字化转型现状与趋势

        生活的进步离不开科技的发展,从18世纪的第一次工业革命,人类进入了蒸汽时代,出现了以蒸汽机为动力的火车、轮船以及各类机器,生产力得到了大幅提高;19世纪的第二次工业革命,人类进入了电气时代,出现了电灯、电动机等电力设备,生产力又得到了质的飞跃;20世纪,随着互联网的兴起,出现了第三次工业革命,人类进入信息时代,因特网将整个世界连接在了一起;21世纪,以互联网为基础,物联网的应用继续改变着我们的生活,全球制造业发展正进行着基于信息物理系统的第四次工业革命,人类进入万物互联的智能时代

        近年来,世界主要工业大国都在推进制造数字化转型,如德国工业4.0计划、我国的中国制造2025、美国的先进制造工业互联网等。

        中国国务院、工信部等国家机构大力推进工业互联网发展,加强互联网基础设施建设,打造5G+互联网标杆,加快大数据中心人工智能等领域的发展,建设制造强国和网络强国

        就目前的情况来看,中国大部分制造企业仍处于传统工业的生产模式,未能将网络化、智能化、数字化融入到工业生产环节中,因此,中国制造业亟需加快工业互联网转型,进一步提高生产力。

        中国制造业数字化转型主要愿景是:企业希望通过大数据、云计算、AI等心技术,来支持工业生产是数字化转型,从而实现提质、降本、增效的效果。

        通过云平台,可以实现全球工厂的集中管控,方便的进行产生数据等的分析对比,提高管理优化决策,将各园区的资源数据共享,又可实现资源优化配置,通过对设备的整理信息管理,可以检测跟踪机器设备的使用情况。

        因此,企业要依托云平台,进行数字化转型,制造企业数字化转型实践,一般要通过三步走战略:

  • 数字化上云用云(第一步)
  • 网络化协作协同(第二步)
  • 智能化共享共赢(第三步)

        这三步的具体细节如下图:

        工业互联网平台在制造企业数字化转型中,扮演着工业全要素链接枢纽和工业资源配置核心的重要角色。以数据驱动的工业智能的工业互联网平台,正从多方面变革工业生产:

  • 打通制造与互联网,全面连接设备、软件、人员等各类生产要素,实现与互联网的对接
  • 驱动工业智能,基于海量工业数据分析,形成智能化的生产与运营决策
  • 打造开放创新生态,通过平台数据和功能的对外开放,支持开发者开展工业APP创新
  • 变革生产制造体系,实现各类制造资源的优化配置,重构生产组织模式和制造方式

        那具体要如何构建工业互联网平台呢?我们来看一下工业互联网的平台架构。

        工业互联网平台架构可分为三大核心层级:应用层(工业SaaS)、平台层(工业PaaS)、边缘层。

  • 应用层是关键,应用层能形成满足不同行业,不同场景的工业SaaS工业APP,形成工业互联网平台的最终价值。
  • 平台层是核心,平台层基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新能力,构建可扩展的开放式工业操作系统
  • 边缘层是基础,边缘层通过大范围、深层次的数据采集,以及异构数据的协议转换与边缘处理,构建工业互联网平台的数据基础

 

2.  工业互联网云平台解决方案

        下面来看一下,工业互联网云平台是怎样的一个平台,如何使能制造业向数字化、网络化、智能化升级。

        下图中,下面部分是数字化工厂平台,实现工厂生产信息的设备采集、协议准换、数据存储等。上面部分是工业应用平台工业AI平台,通过应用平台来进行实际的研发管理和生产管理等,通过工业AI平台,辅助应用平台进行大数据的分析与处理,提供智能决策。

        工厂的数据需要采集到云端,一般数据量比较大,某些数据还有实时性的要求,而云端进行数据分析建模等,需要是有价值的数据,因此,这种情况下,就要在企业内部建立一个边缘的服务器,用于云边缘侧的协同。边云协同将服务延伸到本地,并持续进化。

        在数据管理方面,云平台关于数据的集成和IoT平台是使能,整体可以实现企业跨源数据的融合,无论是传统的数据库数据,还是应用类的数据、IOT的数据,都能进行跨厂区、跨应用、多协议的数据集成,再借助AI和大数据实现数据智能,实现数据在平台全生命周期提供服务。

        工业智能体也叫工业AI平台,通过AI平台强大的算法与算力,进行数据建模与训练,最终形成能够应用于实际生产的智能化模型,然后可以将优化的模型发布到边缘侧进行执行,实现工业智能体的工业机理模型和AI深度融合

        生产管理比较的一种方式是为企业的生产管理呈现出一种直观可视化的数据看板,查看工件生产进度,进行数据对比,设备异常信息的查看等,实现生产管理云平台生产透明化管理

3.  工业互联网云平台实际案例

        最后通过一些实际案例,来看一下工业互联网云平台在工业生产中发挥的巨大作用。

        下图是云平台助力某集团提升研发仿真效率,该集团在多个城市都有设计中心,通过云平台的帮助,可以实现异地开发任意的协同办公,实现设计仿真同源,极大提升模型的仿真效率。

        再来看某汽车零部件厂打造的设备生产监控和协同制造平台,该汽车零件工厂需要大量的机床设备进行运作,通过云平台的生产监控,可以方便高效地监控车床道具的磨损情况,高效率地管理耗材,提高产生的生产效率与生产质量。

        下面是云平台使能供应链协同,助力某电动车企业提升生产效率的案例,云平台提高改进SRM (Supplier Relationship Management)供应商关系管理、MES面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统和IoT物联网系统。

        再来看云平台的IOT工业仓储方案,助力某汽车厂实现货物流转数据全自动采集,针对工厂中纸质流转单以及人工扫码,生产信息无法联动的业务痛点,云平台给出高效的解决方案:资产RFID全标识,物流网络实现无纸化与自动化,业务数字化建模,实现生产动态的闭环。

        还有云平台+AI机器视觉实现钢品质等级精准分类,提升质检稳定性,有效代替传统的人工质检方案,避免了人工误检,极大提升检测效率与检测精度。

        这里也是云平台+AI智能切割算法,提升家具企业板材利用率,对于加工制造业,板材的合理规划切割和避免原料的不必要浪费,传统的人工规划的切割方案,费时费力且利用率还达不到最优,通过将待切割零件数据上传云平台,借助AI算法规划,可极大提高板材的利用率,为零件加工企业节约巨量的板材成本。

        最后再来看一个云平台+知识计算应用于合金配料的实例,该项目助力某不锈钢企业加速新钢种生产,通过机理模型与AI深入融合,基于历史大数据,寻求最优的合金配料比例,节省合金配料成本。

        总结:本文主要总结归纳了华为云直播课关于工业云平台的知识解读,包括全球工业数字化转型的现状与发展趋势,工业云平台的解决方案以及目前已经进行实际应用的工业云平台案例,通过本篇的解读,可以对工业互联网云平台有更深刻的了解。

本文整理自华为云社区内容共创活动:2021中国(重庆)国际物联网创新大赛直播交流 ——云平台如何释放工业生产力新潜能

查看活动详情:https://bbs.huaweicloud.com/live/education_live/202107161430.html

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