http://m.sharifulalam.com 2015-04-14 16:04 來源:中國電子報
中國有類似GE公司工業互聯網的應用案例,如在大型鼓風機領域,陜西鼓風機、沈陽鼓風機等都在自己的產品上加裝了傳感器、在線監測裝置,通過互聯網在線實時監控設備的運行狀況,提供遠程服務。但中國工業互聯網目前也只是單點、小范圍的嘗試,距離整個工業應用互聯網還差很遠。
中國電子技術標準化研究院信息化中心副主任代紅認為,現在德國已經率先研制的工業4.0標準和美國國家標準技術院(NIST)提出的工業互聯網標準框架,都是將標準化作為快速推動產業發展、提高競爭力的重要手段,標準化是工業互聯網競爭的制高點。
工業互聯網存在三大障礙
從目前來看,中國各行業領域有一些類似工業互聯網的例子,不過都只是初具模樣。
北京機械工業自動化研究所首席專家蔣明煒透露,中國有類似GE公司工業互聯網的應用案例,如工程機械領域的三一重工、中聯重科、徐州工程機械,大型鼓風機的提供商陜西鼓風機、沈陽鼓風機等都在自己的產品上加裝了傳感器和在線監測裝置,通過互聯網在線實時監控設備的運行狀況,提供遠程服務。不過,這些系統都是專用系統,在大數據的分析應用方面有待提高。
而據記者了解,在光伏領域,陽光電源通過逆變器接入電力系統的遠程運維平臺,加入了云計算和大數據應用,是工業互聯網更進一步的嘗試。近兩年進軍光伏逆變器行業的華為公司也是如此,憑借在通信、網絡、軟件、云計算、大數據多領域的自主技術實力,構建了光伏用電遠程運維系統。不過,盡管有這些案例,中國的工業互聯網目前也只是單點、小范圍的嘗試,離全工業領域應用工業互聯網還差很遠。中國信息通信研究院政策與經濟研究所副所長辛勇飛認為,在中國,工業互聯網發展存在三大障礙:
一是標準不統一。發展工業互聯網的目的是實現工業生產全流程、產品全周期的扁平化和數據鏈打通,目前在工業不同層級、不同環節的信息系統間,軟硬件接口、協議、數據結構紛繁復雜,多種標準并存應用,難以實現數據的互聯互通。
二是創新要素分布不均。最突出的問題是缺少軟件人才,發展工業互聯網的關鍵在于和工業生產緊密結合的軟件創新,需要具有工業專業背景的高端軟件人才,但高端軟件人才較多集中在互聯網和IT企業,我國工業企業在這方面欠缺明顯。
三是安全可控問題。理念上工業互聯網希望實現從用戶到智能機器的連接和信息互通,為智能化生產奠定基礎;但公共互聯網盡力而為的特性和長期存在的諸多網絡風險與工業生產對安全性、穩定性、可靠性的嚴格要求不相符合,與工業控制風險相疊加,加大了問題的復雜性,成為制約工業互聯網發展的關鍵癥結。
在辛勇飛看來,目前工業互聯網最為關鍵的一步,是要盡快形成多方協同的推進機制,以消除融合壁壘、發揮市場機制作用、集聚并優化配置創新資源。
標準化是產業競爭制高點
不少業內專家表示,標準不統一是工業互聯網發展最大的障礙。代紅認為,現在德國已經率先研制的工業4.0標準和美國國家標準技術院提出的工業互聯網標準框架,都是將標準化作為快速推動產業發展、提高競爭力的重要手段。標準化是產業競爭的制高點。
蔣明煒也認為,由于中國裝備的智能化水平不高,形成事實上標準的可能性不大,在這種環境下,應該標準先行,讓企業按照標準開發裝備的集成接口。由國家出面組織通信、軟件、設備制造商、國內外標準化組織共同聯合開發。
賽迪智庫軟件和信息服務業研究所研究員安琳介紹,工業互聯網有三個必備的條件,一是數字化,二是標準化,三是流程化。數字化是指設備、工廠、企業三個層面通過信息化建設,實現生產過程監控的全程數字化。
標準化是指在企業內部以及產業鏈企業之間,建立統一的互聯規范和互通標準,其中互聯規范主要解決系統之間的兼容通信問題,比如福建中海創的IAP平臺就是解決不同工業控制器之間的兼容組態問題;互通標準主要建立數據結構和規范,使得數據不僅能夠通過互聯實現傳遞和交換,還能夠基于統一的結構化標準,能被有效地利用和分析,比如GE的Predix就是解決各類傳感器的數據集成和分析問題。流程化指企業固化、細化、標準化自己的生產流程環節,為工業互聯網的優化反饋提供對象。標準化無疑是工業互聯網的關鍵一步。
安琳還指出,如果我們把流程化也看作是一種流程標準化的過程,那么工業互聯網的發展就是數字化和標準化兩大步。標準化主要解決互聯、互通、有效反饋三個問題,其中互聯主要是技術標準層面,互通更多是市場標準、話語權。
生產執行面標準最難形成
不過,一說起標準,究竟哪些是最缺的、哪些其實已經解決的、哪些是能夠比較容易克服的?還得從工業互聯網的各個產業鏈環節、技術關鍵點說起。
工業控制系統層面的互聯互通在中國已有案例。福建中海創集團研究院院長鄭松表示,過去的互聯互通主要是在數據層面,而現在不僅是要實現數據層面的互聯互通,還需要實現系統控制層面的互聯互通。控制層的互通要求控制語言標準化,目前只有IAP控制平臺能夠做到這一點。而且,各個系統、人與人、機器與機器之間交流所需要的標準,是需要有可實現并且低成本的技術來做支撐。對于中海創來說,互通的標準沒有問題,只是互通的市場話語權還有待提升。
更具體更復雜更深入一點來解釋,需要從智能工廠的幾個技術層級來說。安琳解釋,智能工廠的技術解決方案包括4個層級。“層級一”是設備層面上的基本功能組件,比如流程工業的智能儀表、現場儀表、調試工具、各類控制閥門等;離散工業比如包括工業機器人、數控機床設備等。“層級二”是車間層面上的控制系統,比如包括安全儀表系統(SIS)、分散式控制系統(DCS)、組態監控系統(SCADA)、各類PLC控制系統等,它們的主要功能是把設備的監控信息集成,通過控制算法來實現自動實時控制的功能。“層級三”是工廠層面的生產執行系統(MES),它的主要功能是實現生產任務的調度和執行。“層級四”是企業層面的集成應用軟件,比如包括OA、ERP、業務管理應用平臺等。
安琳進一步解釋,“層級一”之間一般不互聯,而是直接接到“層級二”,然后在“層級二”的層面上實現互聯。“層級二”的互聯所使用的通信標準是工業以太網協議或者工業總線協議,已經標準化,從技術上講不存在障礙,所以像GE以及中海創等企業,才能夠通開發出相應的平臺產品,實現不同類型、廠家的傳感器、控制器的數據集成。“層級三”的互聯是打通制造層面和企業層面兩套信息化系統的關鍵橋梁,也是目前我國比較難實現的,因為MES系統通常是定制的,數據標準不統一,定制成本也很高。“層級四”的互聯基于計算機語言,基本不存在技術難題。
按照這樣的分析,目前我國工業互聯網最難形成統一標準和規范的環節,就集中在了MES系統層面。
代紅還補充說,標準化也面臨工業領域和信息技術領域兩個技術體制的協調問題,而且很多新興信息技術,例如物聯網、云計算、大數據等在工業領域應用并不成熟,也同樣成為標準化的難題。