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★艾默生自動化解決方案陳鵬

艾默生自動化解決方案資深行業(yè)經(jīng)理陳鵬

工業(yè)互聯(lián)發(fā)展趨勢

工業(yè)互聯(lián)不是某種單一技術(shù)，而是一個服務(wù)于工業(yè)制造企業(yè)，提升工業(yè)制造企業(yè)的運營效益的基于萬物互聯(lián)的完整生態(tài)系統(tǒng)。它既是工業(yè)標準化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設(shè)施，同時也是互聯(lián)網(wǎng)、AR、VR、數(shù)據(jù)、人工智能等尖端技術(shù)深度融合的應(yīng)用模式，是一種新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，它將重塑工業(yè)制造企業(yè)的運行模式、維護模式、供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。

工業(yè)互聯(lián)在OT和IT技術(shù)的積極探索，技術(shù)創(chuàng)新以及落地場景的實踐和價值論證下不斷發(fā)展壯大。時至今日，已經(jīng)形成數(shù)據(jù)采集、安全傳輸、分析平臺以及增值服務(wù)四大業(yè)務(wù)方向，在提升工廠的生產(chǎn)效率、設(shè)備可靠性、安全生產(chǎn)、環(huán)保合規(guī)以及減少能源消耗，降低排放等維度起著至關(guān)重要的作用。

在今后很長一段時間，工業(yè)互聯(lián)的業(yè)務(wù)還會不斷增長，同時隨著技術(shù)的進步，會呈現(xiàn)下列發(fā)展趨勢：

（1）數(shù)據(jù)集成需求促進數(shù)據(jù)采集標準的逐步統(tǒng)一

工業(yè)互聯(lián)通過自主感知數(shù)據(jù)采集、學(xué)習(xí)、分析和決策閉環(huán)，必須將工廠內(nèi)各種相關(guān)數(shù)據(jù)采集過來，這既包括工廠內(nèi)生產(chǎn)、設(shè)備、能源、人員、環(huán)境等各要素的數(shù)據(jù)采集，以及廠內(nèi)智能裝備及智能產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集，也包括各種系統(tǒng)接口集成數(shù)據(jù)。對于這些不同的場景，應(yīng)用采集數(shù)據(jù)所采用的各類底層協(xié)議，海量的不同通訊設(shè)備和傳感器，數(shù)據(jù)維護難度可想而知。

實現(xiàn)統(tǒng)一的途徑有兩個，一個是逐步完善單一協(xié)議下的應(yīng)用生態(tài)，逐步減少工廠里數(shù)據(jù)采集所采用的協(xié)議數(shù)量。另一個就是建立OT層的數(shù)據(jù)中臺，實現(xiàn)面向IT的統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準。

（2）用于工業(yè)互聯(lián)的終端的體積小型化，功能智能化和功耗最低化

隨著技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)互聯(lián)應(yīng)用的差異化需求，互聯(lián)網(wǎng)終端不斷采用小型化，低功耗和高度集成的芯片，具備了初步數(shù)據(jù)處理、自診斷、自校正和自補償?shù)裙δ埽杉臄?shù)據(jù)不斷豐富，功能不斷強大，同時功耗降低，在移動場景下的應(yīng)用也成為可能。同時邊緣計算與傳感器集成成為可能。如以前需要專家進行振動頻譜分析的振動傳感器就集成了邊緣計算功能，除了常規(guī)的三軸健康值、PeakVue沖擊波值、速度、加速度外，還可以直接向上位系統(tǒng)輸出初步分析結(jié)果，如齒輪故障、軸承故障、潤滑不足等原先需要專家通過頻譜分析才能得出結(jié)論的動設(shè)備故障。相信會有越來越多的傳感器集成邊緣計算功能。

（3）分析平臺采用機理模型和數(shù)據(jù)模型結(jié)合

對于工廠中的不同場景、應(yīng)用對象、建模范圍、使用人員等不同情況下，采用機理模型和數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的方式能夠快速實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)平臺分析平臺的部署可應(yīng)用，并可取得事半功倍的效果。其原因在于工廠中海量的設(shè)備是按照機理模型設(shè)計的，多年的使用經(jīng)驗也積累了直達根源的豐富的FMEA模型。對于一些簡單的已知設(shè)備，完全沒有必要進行數(shù)據(jù)分析。

在工廠，通常使用機理模型進行分析，這樣可以快速便捷地定位根本原因，而在少數(shù)復(fù)雜情況下采用數(shù)據(jù)模型分析，可以彌補機理模型的不足，更好地分析不同工況下同類設(shè)備運行地特殊性，對輔助采取個性化決策起到重要作用。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型需分步實施、逐步推進

Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)是艾默生公司工業(yè)互聯(lián)市場上的旗艦產(chǎn)品和服務(wù)系列，艾默生一直在不斷完善，整合和拓展其中的內(nèi)涵。艾默生的工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，在油氣開采、石油化工、精細化工、長輸管線、食品飲料、生命科學(xué)、船舶、汽車制造、采礦冶金、電力、紙漿和造紙、水和廢水處理等行業(yè)均有成熟應(yīng)用。

經(jīng)過多年的推廣和應(yīng)用，用戶接受程度越來越高獲得了可觀的經(jīng)濟效益。值得一提的是，采用艾默生的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)并非為智能化而智能化，而是有ROI的典型的雙贏模式，不少用戶借助于艾默生的工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)品，獲得了可觀的效益提升，成為同行業(yè)標桿企業(yè)。如某化工企業(yè)采用了艾默生整體智能化解決方案以后，總體生產(chǎn)效率提升17%，運營成本降低9%，產(chǎn)品研制周期縮短11.3%，產(chǎn)品不良率降低60%，單位產(chǎn)值能耗降低6%，獲得了可觀的經(jīng)濟效益。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其實質(zhì)是不斷采用創(chuàng)新數(shù)字化手段，采集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，提供決策輔助，其核心是以自動采集、自動傳輸、自動分析、自動結(jié)論等方式代替人工，減少人工輸入、人工傳輸、人工分析，從而使決策更及時，更精準。

在用戶采取數(shù)字化手段提升企業(yè)價值創(chuàng)新能力時，艾默生建議圍繞以下步驟實施和推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目：

（1）設(shè)定目標

需明確數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最終目標，工廠內(nèi)部人員達成共識，各部門分拆最終目標為若干小目標。

（2）描繪愿景

描繪數(shù)字化解決方案實施后的愿景，達到的功能以及帶來的改變。

（3）現(xiàn)狀認知

調(diào)研工廠現(xiàn)場的狀況，遵循從數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，再到數(shù)據(jù)分析的方式從下到上進行工廠現(xiàn)狀的分析和認知。

（4）鎖定差距

從國標到企業(yè)都有不少數(shù)字化成熟度評估模型，艾默生的4+2模型是基于智能制造國家標準（GBT39116-2020）工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型等級對應(yīng)5級模型。

（5）基礎(chǔ)先行

在被識別的差距中，存在基礎(chǔ)設(shè)施不全無法直接實施解決方案，這時需要先構(gòu)筑基礎(chǔ)。和“想致富，先修路”是一個道理。

（6）技術(shù)選擇

數(shù)字化解決方案多種多樣，量身定做是適合自己的方案的最佳選擇，選擇技術(shù)時應(yīng)充分考慮技術(shù)的先進性，實施的便利性，以及供貨商的經(jīng)驗和執(zhí)行能力。

（7）搭建構(gòu)架

數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要有一個執(zhí)行框架，以便后續(xù)解決方案始終圍繞既定框架實施，使各類方案的最終目標一致，使數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目取得最佳效果。

（8）試點項目

項目落地不宜一下子全面鋪開，應(yīng)進行試點，逐步解決瓶頸（如人員、制度、裝備等），以盡最大可能獲取成功。

（9）總結(jié)收益

成功后應(yīng)及時總結(jié)經(jīng)驗，計算收益，評估推廣的價值。

（10）復(fù)制推廣

值得推廣的解決方案擇機推廣，使工廠獲得更大的收益。

圍繞四大維度的智慧工廠解決方案

艾默生根據(jù)用戶的需求為用戶提供量身定制的智慧工廠解決方案所涉及的相關(guān)產(chǎn)品、工程和服務(wù)。此外還提供覆蓋智慧工廠轉(zhuǎn)型前期規(guī)劃，中期部署執(zhí)行，后期維護的各種增值服務(wù)解決方案，包括工廠數(shù)字化現(xiàn)狀評估咨詢，數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目和規(guī)劃咨詢、數(shù)字化項目實施效果評估、專家分析咨詢、數(shù)字化大修（大修計劃、大修范圍等）咨詢服務(wù)等。

艾默生在客戶進行智慧工廠的頂層設(shè)計時，幫助客戶兼顧工廠當前的數(shù)字化軟硬件基礎(chǔ)和人員能力方面的提升。艾默生的智慧工廠解決方案圍繞著工廠運營效益的四大核心維度：生產(chǎn)效率、設(shè)備可靠性、能源效率和安環(huán)合規(guī)。根據(jù)艾默生的數(shù)字化解決方案最終提升的效果來分，可以歸結(jié)為兩大支柱和四大維度。

兩大支柱是實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型必不可少的，包括：

基礎(chǔ)設(shè)施：工廠實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)硬件和軟件以及他們的構(gòu)架和互聯(lián)方法集合，包括智能儀表、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、系統(tǒng)扁平、基礎(chǔ)控制、數(shù)據(jù)治理、平臺應(yīng)用等六個子維度。

人員賦能：提升使用這些基礎(chǔ)設(shè)施的人員的數(shù)字化能力的解決方案集合，包括咨詢服務(wù)、技術(shù)服務(wù)、技能培訓(xùn)、數(shù)字大修、協(xié)同運維和遠程專家等六個子維度。

四大維度是在兩大支柱基礎(chǔ)上構(gòu)建的數(shù)字化轉(zhuǎn)型增值服務(wù)：

生產(chǎn)效率：提升降低成本、增加產(chǎn)能、減少人工、提高收益率等有利于提高生產(chǎn)效率的優(yōu)化生產(chǎn)解決方案集合，包括測量優(yōu)化、控制優(yōu)化、操作優(yōu)化、維護優(yōu)化、儲運優(yōu)化和報警優(yōu)化等六個子維度。

設(shè)備可靠：提升儀表和設(shè)備可靠性和可利用性，改變被動維修和按計劃維修的落后維護方式，提供預(yù)測維護和主動維修的解決方案集合，包括儀表管理、儀表診斷、設(shè)備管理、設(shè)備診斷和設(shè)備運維等五個子維度。

安環(huán)合規(guī)：提升安全以及環(huán)境保護等工廠可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化解決方案集合，包括人員安全、生產(chǎn)安全、數(shù)據(jù)安全、環(huán)境安全、設(shè)備安全和儲運安全等六個子維度。

能源排放：有助于提升能源績效和監(jiān)控排放的數(shù)字化解決方案，包括能源計量、能源管理、能源績效、能源優(yōu)化、排放監(jiān)控等5個子維度。

憑借艾默生在工控領(lǐng)域領(lǐng)先的核心技術(shù)以及范圍廣泛的產(chǎn)品覆蓋和服務(wù)，艾默生有能力基于用戶的數(shù)字化需求，提供一整套較為完整的從數(shù)字化規(guī)劃、技術(shù)選擇、提供產(chǎn)品、解決方案部署、實施效果評估和生命周期服務(wù)的一條龍模式，為工業(yè)制造企業(yè)，尤其是流程行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供有效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案。

摘自《自動化博覽》2022年7月刊