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工业互联网:1%的节省带来想象不到的威力

2016-06-11 10:59
科技那回事
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  GE公司作为全球工业领域的领导者,总是引领着工业技术创新的步伐,同时也以进取和务实着称。在今天工业互联网以及工业4.0概念被热炒的时代,GE所采取的方式依旧非常务实。

  2012年11月,GE公司发布了《工业互联网:打破智慧与机器的边界》白皮书,给出了自己的答案,那就是如果工业互联网的推广和实施可以为工业领域带来哪怕1%的成本或者资本节省,也就是从效率提升的角度带来一点点微小的进步,其成果也将是极其巨大的。

  人类的工业文明,经过近二百年的持续发展和完善,到今天,传统物理设备的效率提升和改进,已经基本达到了极限。但是如果我们采用互联网和大数据技术重新改造现有的机器和物理设备的话,依旧发现这里面有巨大的效率提升的空间,依旧有巨大的待挖掘的潜力。从这一角度入手,GE公司无疑找到了一个绝佳的切入点。

  根据报告的分析,在未来15年内,在几个关键的工业领域,1%的效率提高将带来巨大的收益:

  航空工业1%的燃料节约,将最终节约300亿美元;

  电力行业节约1%的燃料就意味着节约660亿美元;

  医疗系统的效率提高1%,意味着节约高达630亿美元;

  铁路系统的效率提高哪怕只有1%,将带来270亿美元的资本的节约;

  而在能源天然气领域,资本支出降低哪怕1%,也会带来高达900亿美元的节约。

  GE公司甚至给出了对中国市场效率提升的预计,在未来15年中:

  燃气发电机组能耗降低1%,将节约高达80亿美元的燃料,尤其在勘探开发领域,资本利用率如果提高1%,将节约70亿美元;

  而铁路运输行业,运输效率提高1%,又能省上20亿美元的燃料成本。

  从这个角度出发,GE公司建议开始务实的一步,那就是探索用工业互联网技术,如何达到真正意义上的1%的节约和原有系统的效率的提高。

  2013年2月,GE在美国加州圣拉蒙市,成立了软件开发中心,正是针对他自己提出的工业互联网战略,开始进行软件领域的集中突破,并且瞄准了航空、医疗和运输领域,希望通过软件技术达到第一步的效率提升。这一在传统工业产业中没有经历过的创新之举,在经过一系列的研究和产品验证测试之后,发现是真正找对了方向。

  GE首先瞄准的是航空业,这是GE公司最引以为豪的产业。GE公司生产的多达两万台的航空发动机占据着全球正在使用的4万多台航空发电机的将近一半,而且在技术上占据着这个行业的龙头地位,GE生产的GEnx发动机(GE Next Generation,双转子轴流式大涵道涡轮风扇发动机),是波音787以及波音747-8的首选发动机。虽然在互联网时代,这家老牌的工业公司经常被人质疑能否赶上新时代的创新步伐,GE公司的董事长兼CEO杰夫·伊梅尔特曾经公开反驳说:“当你坐在飞机上透过舷窗望出去,你能看到的那个发动机是GE造的,而不是谷歌造的。”

  但在工业互联网时代之前,对于航空发动机这一航空安全和持续运行的最关键的设备,原来的数据采集和维护信息的处理,却是不够完整的。虽然在航空发动机上已经安装了传感器,但是这些传感器通常采用被动模式,也就是发动机出现故障的时候,仪表盘才会亮起红灯,而且传感器平时也只保留三个平均值:起飞、巡航和降落数据,对于发动机可能出现隐患的关键数据,比如温度、压力和电压数据,则极少被保留,以及被研究。

  事实上,航空发动机的预维护,减少故障时间已经成为航班正点运行的重要因素。每年航班延误给全球航空公司带来多达400亿美元的损失,而其中10%的飞机延误正是源于飞机发动机等部件的突发性维修。于是,GE在加州软件中心的工程师们,开始着手设计一种新型的计算算法,并且开发一套航空智能运营服务系统,希望能够提前一个月预测哪些发动机急需维护修理,并且要使准备率达到70%,从而使得系统的维护时间大幅降低,最终降低飞机的误点概率。这套智能运营服务系统可以实时监控从飞机设备收集的各项数据,在飞机出故障隐患前做出诊断预测,提供预测性建议,优化飞机维护和航班运行管理。

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