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數據互聯創造無限可能

來源:中國有色金屬報 日期:2019年06月04日 08:20 人氣:

有人說這是一個最好的時代,因為有很多數據,有人說這是一個最壞的時代,因為我們有太多的數據。如何讓數據真正實現生產力價值,如何助力企業最大化競爭優勢?

5月15日~16日,羅克韋爾自動化全球路演天津站活動在美麗的海河河畔舉行,中國工程院院士李培根、微軟中國全渠道事業部創新技術總經理崔宏禹、羅克韋爾自動化亞太區總裁蘇澤灝、羅克韋爾自動化大中華區總裁石安在內的多位自動化領軍人物、專家,及來自全國各地的1000多名業內人士共同交流探討如何通過數據和互聯實現智能制造,深度解決行業關鍵訴求,幫助企業實現“安全、環保、節能、高效”,并公布了全新的品牌承諾——Expanding Human Possibility。新品牌宗旨是將人類智慧與機器智能聯系起來,讓世界更智能、更高效,聯接更密切,拓展未來無限可能。

礦山數字化遭遇瓶頸問題

論壇上有統計資料顯示,礦山行業有85%的數字化項目都失敗了。這是一個令人吃驚的數字。與此同時,麥肯錫的一份數據報告顯示,礦山行業只有不到1%的數據被用于指導決策,那么其余99%的數據都去哪里了?業內人士分析,一部分數據是沒有被采集,另一部分數據是沒有被很好地利用,比如沒有很好的數據關聯算法支撐,導致數據間不關聯。即使所有的數據都能被采集,也會面臨過量數據,數據爆炸等問題。

石安表示,在工業領域里“大數據”的概念很重要,但真正發揮作用的是精準數據和有效數據。互聯企業運行的關鍵主要有兩點,一個是數據,另一個是互聯。穩定的數據來源及其數據分析,有效的標準平臺,這是智能制造的根基。

羅克韋爾自動化(中國)有限公司冶金行業經理張浩表示,鋼鐵行業倡導智能化,但國外企業基礎自動化工作比國內企業做得更扎實,國外鋼鐵廠若干年前就已經完成了一級自動化、二級自動化,再做智能化、工業互聯網時就很容易采集數據,但國內除了一部分先進的冶金企業具備這個能力,很多企業還存在基礎自動化短板,采集不上來相關信息。一些國內企業在規劃了很好的互聯網平臺、物聯網平臺之后,卻發現數據采集不上來了。


羅克韋爾自動化大中華區總裁石安作主旨演講

一部分業內人士表示,雖然有很多礦山看上去很自動化,但仍然無法實現效率目標。這是因為雖然單體的系統或設備已經具備了足夠的自動化能力,但是設備與設備之間、系統與系統之間的數據沒有實現互聯互通,形成創新孤島。

另有業內人士表示這些問題主要表現為以下幾個方面:很多數據還停留在紙張上,成為沉睡的數據“資產”; 使用技術卻并不考慮其是否能解決問題,在需求不清晰的情況下過度使用技術;很多數字化項目缺乏可擴展性,無法在公司層面上進行復制;整合傳統IT業務系統困難,在業務系統、制造運營、操作和監控、過程自動化控制等環節,面對新老系統的混合、繁多的供應商、復雜性高、缺少協同性等挑戰,表現為割裂的設備和數據,不同層級間獨特的數據結構等問題。

讓互聯礦山落地有實效

羅克韋爾自動化(中國)有限公司礦業及水泥行業經理姜曉紅介紹,互聯礦山的提法來自互聯企業在礦山的落地,是將傳統意義上獨立的信息技術(IT)和運營技術(OT)系統整合到一個統一的網絡平臺中,通過EtherNet/IP網絡架構幫助礦山企業采集分析數據,并將數據轉化為可指導的信息,從而實現企業之間無縫連接和信息共享,提高生產過程的安全性、可預測性及可持續性。羅克韋爾自動化提出的互聯企業,更加關注IT(信息技術)和OT(運用技術)的融合,其核心就是解決最后一公里的問題,更好地落地,確實提升效率,實現看得見的效益。

她認為,大多礦山地處偏遠地區,利用互聯網及FactoryTalk InnovationSuite信息化軟件可幫助企業減少對人的依賴。目前采礦廠通常采取常規檢修,就是預防性檢修。以破碎機為例,破碎機是礦山的核心關鍵設備之一,一旦破碎機在生產過程中發生意外停機,嚴重影響生產效率,但通過羅克韋爾自動化互聯手段,實時采集數據,通過云技術和大數據分析平臺,幫助企業預判潛在的故障,提前預警故障發生的部位,在合適的時間備好合適的器件,進行預測性維護,可以提高設備效率,保證安全生產。

據了解,羅克韋爾自動化的預測性維護系統已有很多應用案例,在澳大利亞設備狀態監測系統已成為礦山設備的標配,有效幫助企業預測故障。

運行維護不僅對礦山企業重要,對冶金行業同樣重要。

李培根認為,設備互聯不能脫離企業目標。酒鋼以大數據和智能化服務于綠色發展理念,應用煉鐵大數據平臺,降低煉鐵異常工況及燃料消耗,降低二氧化碳排放,實現節能減排。通過物聯網接入約200座高爐的數據,每座高爐分別安裝800多個傳感器和800多個熱電偶,數據采集頻率為每分鐘一次,每座高爐產生的數據量約為288萬點/天、200Mb/天,行業大數據平臺接入的數據量約為5.76億點/天、40G/天。通過采集數據、分析數據,實現高爐“黑箱”的可視化,通過機理研究、大數據與機器學習相結合,建立知識庫和推理機制,推行數字化、智能化、標準化煉鐵。煉鐵廠通過應用該系統平均提高生產效率5%,降低噸鐵成本15元,單座高爐每年創效2400萬元。如果全行業推廣該系統,每年直接經濟效益可達70億元。

石安介紹,2018年,羅克韋爾自動化有限公司實現全球銷售額67億美元,利潤率是行業平均水平的兩倍。其擁有兩個核心品牌,分別是AB和FactoryTalk。AB是硬件平臺品牌,包含自動化控制、智能電機控制以及各種解決方案。FactoryTalk是包括設計、工業執行軟件套件、維護維修套件平臺及InnovationSuite創新平臺套件的整體升級后的軟件系統。羅克韋爾作為行業智能制造的領頭羊,通過與PTC、微軟公司的合作,在IoT領域搭建成完整的基礎框架,共同營造良好的生態圈。同時還與很多行業企業合作,以高科技持續深化解決行業核心問題,為客戶提供優質的解決方案。2019 年2月19日,羅克韋爾自動化與全球領先的油氣鉆井開采和加工技術提供商斯倫貝謝公司達成合作協議,共同創辦合資公司(Sensia),將成為全球首家油氣行業全集成自動化解決方案提供商,致力于智慧油田建設,涵蓋了從生產制造到后端服務的整體自動化流程,并將在不久之后正式投入運營。

對于礦山企業所擔心的投入產出比,姜曉紅直言礦山企業可以自己算一筆賬。以球磨機為例,磨得過細耗能,磨得過粗影響金屬回收。球磨機是多變量非線性系統,通過對球磨機建模,上專家系統,專家系統能有效調節磨礦細度,實現節能增產;浮選工藝的優化控制直接影響到金屬回收率,羅克韋爾自動化的Pavilion8優化控制系統,擁有160項專利技術,具有世界領先水平,能降低氧化鋁生產的30%波動,降低波動也就意味著減少能耗。此外,他們在水泥行業通過優化控制回轉窯,實現控制游離氧化鈣的百分比,確保水泥質量。羅克韋爾自動化有限公司還與美卓礦機等合作伙伴共同解決了破碎機的故障預測,避免了破碎機4個月的停機,按照每臺破碎機每天500噸的礦石處理量計算,經濟效益非常明顯。

在國內開展智能化礦山建設的多是國企、央企,同時他們也承擔著就業等社會責任,姜曉紅認為,企業減員的目的是提質增效,應該減少井下作業的工人數量,特別是危險區域的作業人員,朝無人化自主作業方向發展,增加懂大數據、信息化和智能化的人員,就像無人超市一樣,雖然超市里沒有服務人員了,但是后面的技術人員一定是要有的。

互聯礦山未來商機與發展方向

最近一家知名汽車公司CEO表示:“在不遠的將來,汽車可能會成為一個軟件產品。”這在一定程度上也說明了未來影響汽車核心競爭力的不是硬件,而是軟件。

對此,李培根認為,今天數據對經濟社會的影響不亞于100多年前“電”的影響。軟件定義世界,數據驅動未來。

他分析,早期的自動化主要處理結構化、確定性的問題,技術較為成熟,現在的自動化能處理非結構化、模式的問題,未來的自動化基于對整體系統的認識,實現對非結構化、非固定模式、不確定性問題的控制。現代制造涉及效率、質量、成本,還有綠色、服務等方方面面的問題,存在大量的不確定性,欲清晰認識乃至駕馭制造過程,非模式、不確定性問題是其中最大的困擾,這涉及到很多影響因素,影響因素之間的關聯性,及相互影響到何種程度。大數據、人工智能等技術為進一步駕馭不確定性及非模式問題開啟了另一扇大門。

李培根表示,智能制造的本質是利用先進技術(如數字化、網絡化、大數據、人工智能等)認識和控制制造系統中的不確定性和非固定模式的問題,以實現更高的目標,這對未來的發展非常重要。日本早期的智能制造計劃之所以沒有取得明顯成效,恐怕與當時缺乏解決不確定性問題的技術有關。

石安則認為,現在很多年輕人不愿意進入生產制造等工業領域,制造業企業面臨員工老齡化的壓力越來越大;IT-OT技術的融合不僅包括從售前、過程及售后的整個完整的服務鏈,從技術的角度也包含了產品研發制造創新的階段;現在不同數據互連的成本大大降低,企業家可以更低的成本實現智能制造。在工業保持強勁上行的勢頭下,很多設備使用時間已經超過20年,需要下一輪的更換。這些都為智能制造帶來了巨大商機。

姜曉紅表示,一個礦山數字化項目可能需要幾百人參與,就像科研項目一樣,開始投入大,但成功后可復制到100家工廠,從長遠看,前景不可估量。所以,任何一家企業做智慧礦山都是先做試點,通過試點做好標準,然后所有企業去做對標。目前,國有大型企業都已經做了比較多的智能化探索,有的示范項目已初具成效,但同時也面臨著諸多挑戰,實現智能制造還需要相當長的時間。

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