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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經理陳鵬

工業互聯發展趨勢

工業互聯不是某種單一技術，而是一個服務于工業制造企業，提升工業制造企業的運營效益的基于萬物互聯的完整生態系統。它既是工業標準化、數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施，同時也是互聯網、AR、VR、數據、人工智能等尖端技術深度融合的應用模式，是一種新業態、新產業，它將重塑工業制造企業的運行模式、維護模式、供應鏈和產業鏈。

工業互聯在OT和IT技術的積極探索，技術創新以及落地場景的實踐和價值論證下不斷發展壯大。時至今日，已經形成數據采集、安全傳輸、分析平臺以及增值服務四大業務方向，在提升工廠的生產效率、設備可靠性、安全生產、環保合規以及減少能源消耗，降低排放等維度起著至關重要的作用。

在今后很長一段時間，工業互聯的業務還會不斷增長，同時隨著技術的進步，會呈現下列發展趨勢：

（1）數據集成需求促進數據采集標準的逐步統一

工業互聯通過自主感知數據采集、學習、分析和決策閉環，必須將工廠內各種相關數據采集過來，這既包括工廠內生產、設備、能源、人員、環境等各要素的數據采集，以及廠內智能裝備及智能產品的數據采集，也包括各種系統接口集成數據。對于這些不同的場景，應用采集數據所采用的各類底層協議，海量的不同通訊設備和傳感器，數據維護難度可想而知。

實現統一的途徑有兩個，一個是逐步完善單一協議下的應用生態，逐步減少工廠里數據采集所采用的協議數量。另一個就是建立OT層的數據中臺，實現面向IT的統一數據標準。

（2）用于工業互聯的終端的體積小型化，功能智能化和功耗最低化

隨著技術的發展以及工業互聯應用的差異化需求，互聯網終端不斷采用小型化，低功耗和高度集成的芯片，具備了初步數據處理、自診斷、自校正和自補償等功能，采集的數據不斷豐富，功能不斷強大，同時功耗降低，在移動場景下的應用也成為可能。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輸出初步分析結果，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論的動設備故障。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據模型結合

對于工廠中的不同場景、應用對象、建模范圍、使用人員等不同情況下，采用機理模型和數據模型相結合的方式能夠快速實現工業互聯平臺分析平臺的部署可應用，并可取得事半功倍的效果。其原因在于工廠中海量的設備是按照機理模型設計的，多年的使用經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備，完全沒有必要進行數據分析。

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，而在少數復雜情況下采用數據模型分析，可以彌補機理模型的不足，更好地分析不同工況下同類設備運行地特殊性，對輔助采取個性化決策起到重要作用。

數字化轉型需分步實施、逐步推進

Plantweb數字生態系統是艾默生公司工業互聯市場上的旗艦產品和服務系列，艾默生一直在不斷完善，整合和拓展其中的內涵。艾默生的工業互聯產品應用廣泛，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、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均有成熟應用。

經過多年的推廣和應用，用戶接受程度越來越高獲得了可觀的經濟效益。值得一提的是，采用艾默生的工業物聯網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互聯產品，獲得了可觀的效益提升，成為同行業標桿企業。如某化工企業采用了艾默生整體智能化解決方案以后，總體生產效率提升17%，運營成本降低9%，產品研制周期縮短11.3%，產品不良率降低60%，單位產值能耗降低6%，獲得了可觀的經濟效益。

數字化轉型是一個復雜的系統工程，其實質是不斷采用創新數字化手段，采集數據，分析數據，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。

在用戶采取數字化手段提升企業價值創新能力時，艾默生建議圍繞以下步驟實施和推進數字化轉型項目：

（1）設定目標

需明確數字化轉型的最終目標，工廠內部人員達成共識，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）現狀認知

調研工廠現場的狀況，遵循從數據采集，數據傳輸，再到數據分析的方式從下到上進行工廠現狀的分析和認知。

（4）鎖定差距

從國標到企業都有不少數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）工廠數字化轉型等級對應5級模型。

（5）基礎先行

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

（6）技術選擇

數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，選擇技術時應充分考慮技術的先進性，實施的便利性，以及供貨商的經驗和執行能力。

（7）搭建構架

數字化轉型需要有一個執行框架，以便后續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，使數字化轉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）總結收益

成功后應及時總結經驗，計算收益，評估推廣的價值。

（10）復制推廣

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產品、工程和服務。此外還提供覆蓋智慧工廠轉型前期規劃，中期部署執行，后期維護的各種增值服務解決方案，包括工廠數字化現狀評估咨詢，數字化轉型項目和規劃咨詢、數字化項目實施效果評估、專家分析咨詢、數字化大修（大修計劃、大修范圍等）咨詢服務等。

艾默生在客戶進行智慧工廠的頂層設計時，幫助客戶兼顧工廠當前的數字化軟硬件基礎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：生產效率、設備可靠性、能源效率和安環合規。根據艾默生的數字化解決方案最終提升的效果來分，可以歸結為兩大支柱和四大維度。

兩大支柱是實現數字化轉型必不可少的，包括：

基礎設施：工廠實現數字化轉型基礎硬件和軟件以及他們的構架和互聯方法集合，包括智能儀表、網絡基礎、系統扁平、基礎控制、數據治理、平臺應用等六個子維度。

人員賦能：提升使用這些基礎設施的人員的數字化能力的解決方案集合，包括咨詢服務、技術服務、技能培訓、數字大修、協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上構建的數字化轉型增值服務：

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

設備可靠：提升儀表和設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、設備管理、設備診斷和設備運維等五個子維度。

安環合規：提升安全以及環境保護等工廠可持續發展的數字化解決方案集合，包括人員安全、生產安全、數據安全、環境安全、設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控排放的數字化解決方案，包括能源計量、能源管理、能源績效、能源優化、排放監控等5個子維度。

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

摘自《自動化博覽》2022年7月刊