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【精品文章】解读工业互联网——智能制造新前景

2016-04-12 14:43
科技潮人
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  (2)智能系统

  智能系统包括许多传统的网络化系统,同时也包括在机队和网络间广泛部署且内置软件的机械装置的组合,随着加入工业互联网的机床和设备增加,机械装置在机队和网络间的协同效应就可以实现。智能系统有几种不同的形式:

  网络优化形式

  智能系统中的互连机床可以协同运行,实现网络级的运行效率。智能系统还适合在运输网络中进行路线优化,互连的运载器(如车辆)会知晓它们自己的位置和目的地,而且系统中的其它运载器也会得到提醒,从而实现进行路线优化,找到最高效的系统级解决方案。

  维修优化形式

  智能系统可以促进机队中进行最优的低成本机器维修。跨机器、组件和单个零件的总视图提供这些设备状态的可视信息,以便在正确时间、正确地点运送最适当的零件,这就降低了零件库存要求和维修成本,提升了机器可靠性水平。智能系统维修优化可以与网络学习和主动分析相结合,让工程人员实施预先维修程序。

  系统恢复形式

  智能系统建立系统范围的智能信息库,可以在遭受冲击后快速和高效地辅助系统恢复。比如,在发生自然灾害时,智能仪表传感器以及其它智能设备与系统可用于快速探测并隔离最大的问题。地理信息和运行信息可以结合起来支持功能恢复工作。

  学习形式

  网络学习效果是智能系统中机器互连的另一个好处。每台机器的运行经验可以集合到单个信息系统中,加速各台机器的学习。比如,从飞机上收集的带有位置和飞行历史的数据可以提供在各种环境下飞机性能的大量信息。数据挖掘结论可以用于让整个系统变得更智能,从而推动知识积累和结论实施的持续进行。

  (3)智能决策

  工业互联网的威力将在智能决策中实现。做出智能决策时,足够的信息从智能设备和系统中收集并促进以数据驱动的学习,使得部分机器和网络级运行职能从操作人员那里转移到可靠的数字系统。智能决策是工业互联网的长期愿景,它是工业互联网的元素按设备、按系统组合的过程中所收集知识的顶点。

  上述三个数字元素有递进的意味,将其相互串起来的是智能信息。智能设备产生并交互智能信息,智能系统通过智能信息实现系统间智能设备的协同,具备知识学习功能的智能决策处理智能信息并实现整个智能系统的全方位优化。

  四、工业互联网的现实意义

  从创造价值的角度来看,工业互联网的价值可以从三方面体现:第一,提高能源的使用效率;第二,提高工业系统与设备的维修和修护效率;第三,优化并简化运营,提高运营效率。比如对于航空业来说,到2027年,工业互联网就能够助其实现节省300亿美元燃油成本的目标。

  GE公司还为工业互联网描绘了美好的经济前景,据其2012年的预测,如果工业互联网能够使生产率每年提高1%~1.5%,那么未来20年,它将使美国人的平均收入比当前提高25%~40%;如果世界其它地区能确保实现美国生产率增长的一半,那么工业互联网在此期间会为全球GDP增加10万亿~15万亿美元。

  回到智能制造上来说,“工业互联网”的意义在于提出了三大智能制造的数字元素:智能设备、智能系统、智能决策,并描绘了三者集成的未来。通过这些元素的集成,工业互联网将把“大数据”与基于机器的分析方法结合在一起。管理和分析高频实时数据的强大能力让系统对运行状态的洞悉上升到新台阶,基于机器的分析方法给分析过程带来新的维度,让先进分析与“大数据”工具集相结合,使工业互联网能够同时利用历史数据与实时数据。在数字的智能设备、系统和决策与物理的机器、设施、机队和网络完全结合之后,工业互联网将发挥最大威力,释放全部潜能。届时,生产率提高、成本降低和废物排放的减少所带来的效益将带动整个工业经济发展,所谓美国版“工业4.0”也将从这一点上助力美国实现智能制造的美好愿景

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