★艾默生自動(dòng)化解決方案陳鵬

艾默生自動(dòng)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(gè)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(yíng)效益的基于萬(wàn)物互聯(lián)的完整生態(tài)系統。它既是工業(yè)標準化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化轉型的基礎設施，同時(shí)也是互聯(lián)網(wǎng)、AR、VR、數據、人工智能等尖端技術(shù)深度融合的應用模式，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(chǎng)景的實(shí)踐和價(jià)值論證下不斷發(fā)展壯大。時(shí)至今日，已經(jīng)形成數據采集、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(chǎng)的生產(chǎn)效率、設備可靠性、安全生產(chǎn)、環(huán)保合規以及減少能源消耗，降低排放等維度起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

在今后很長(cháng)一段時(shí)間，工業(yè)互聯(lián)的業(yè)務(wù)還會(huì )不斷增長(cháng)，同時(shí)隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，會(huì )呈現下列發(fā)展趨勢：

（1）數據集成需求促進(jìn)數據采集標準的逐步統一

工業(yè)互聯(lián)通過(guò)自主感知數據采集、學(xué)習、分析和決策閉環(huán)，必須將工廠(chǎng)內各種相關(guān)數據采集過(guò)來(lái)，這既包括工廠(chǎng)內生產(chǎn)、設備、能源、人員、環(huán)境等各要素的數據采集，以及廠(chǎng)內智能裝備及智能產(chǎn)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(chǎng)景，應用采集數據所采用的各類(lèi)底層協(xié)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(shí)現統一的途徑有兩個(gè)，一個(gè)是逐步完善單一協(xié)議下的應用生態(tài)，逐步減少工廠(chǎng)里數據采集所采用的協(xié)議數量。另一個(gè)就是建立OT層的數據中臺，實(shí)現面向IT的統一數據標準。

（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(zhù)技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)互聯(lián)應用的差異化需求，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(shí)功耗降低，在移動(dòng)場(chǎng)景下的應用也成為可能。同時(shí)邊緣計算與傳感器集成成為可能。如以前需要專(zhuān)家進(jìn)行振動(dòng)頻譜分析的振動(dòng)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(zhuān)家通過(guò)頻譜分析才能得出結論的動(dòng)設備故障。相信會(huì )有越來(lái)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(chǎng)中的不同場(chǎng)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(shí)現工業(yè)互聯(lián)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(chǎng)中海量的設備是按照機理模型設計的，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(jiǎn)單的已知設備，完全沒(méi)有必要進(jìn)行數據分析。

在工廠(chǎng)，通常使用機理模型進(jìn)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(lèi)設備運行地特殊性，對輔助采取個(gè)性化決策起到重要作用。

數字化轉型需分步實(shí)施、逐步推進(jìn)

Plantweb數字生態(tài)系統是艾默生公司工業(yè)互聯(lián)市場(chǎng)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涵。艾默生的工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)品應用廣泛，在油氣開(kāi)采、石油化工、精細化工、長(cháng)輸管線(xiàn)、食品飲料、生命科學(xué)、船舶、汽車(chē)制造、采礦冶金、電力、紙漿和造紙、水和廢水處理等行業(yè)均有成熟應用。

經(jīng)過(guò)多年的推廣和應用，用戶(hù)接受程度越來(lái)越高獲得了可觀(guān)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(yíng)模式，不少用戶(hù)借助于艾默生的工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)品，獲得了可觀(guān)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(yíng)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(guān)的經(jīng)濟效益。

數字化轉型是一個(gè)復雜的系統工程，其實(shí)質(zhì)是不斷采用創(chuàng )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(dòng)采集、自動(dòng)傳輸、自動(dòng)分析、自動(dòng)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(shí)，更精準。

在用戶(hù)采取數字化手段提升企業(yè)價(jià)值創(chuàng )新能力時(shí)，艾默生建議圍繞以下步驟實(shí)施和推進(jìn)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(chǎng)內部人員達成共識，各部門(mén)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(shí)施后的愿景，達到的功能以及帶來(lái)的改變。

（3）現狀認知

調研工廠(chǎng)現場(chǎng)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(jìn)行工廠(chǎng)現狀的分析和認知。

（4）鎖定差距

從國標到企業(yè)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(chǎng)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(wú)法直接實(shí)施解決方案，這時(shí)需要先構筑基礎。和“想致富，先修路”是一個(gè)道理。

（6）技術(shù)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(shù)時(shí)應充分考慮技術(shù)的先進(jìn)性，實(shí)施的便利性，以及供貨商的經(jīng)驗和執行能力。

（7）搭建構架

數字化轉型需要有一個(gè)執行框架，以便后續解決方案始終圍繞既定框架實(shí)施，使各類(lèi)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(diǎn)項目

項目落地不宜一下子全面鋪開(kāi)，應進(jìn)行試點(diǎn)，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(shí)總結經(jīng)驗，計算收益，評估推廣的價(jià)值。

（10）復制推廣

值得推廣的解決方案擇機推廣，使工廠(chǎng)獲得更大的收益。

圍繞四大維度的智慧工廠(chǎng)解決方案

艾默生根據用戶(hù)的需求為用戶(hù)提供量身定制的智慧工廠(chǎng)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(chǎng)轉型前期規劃，中期部署執行，后期維護的各種增值服務(wù)解決方案，包括工廠(chǎng)數字化現狀評估咨詢(xún)，數字化轉型項目和規劃咨詢(xún)、數字化項目實(shí)施效果評估、專(zhuān)家分析咨詢(xún)、數字化大修（大修計劃、大修范圍等）咨詢(xún)服務(wù)等。

艾默生在客戶(hù)進(jìn)行智慧工廠(chǎng)的頂層設計時(shí)，幫助客戶(hù)兼顧工廠(chǎng)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(chǎng)解決方案圍繞著(zhù)工廠(chǎng)運營(yíng)效益的四大核心維度：生產(chǎn)效率、設備可靠性、能源效率和安環(huán)合規。根據艾默生的數字化解決方案最終提升的效果來(lái)分，可以歸結為兩大支柱和四大維度。

兩大支柱是實(shí)現數字化轉型必不可少的，包括：

基礎設施：工廠(chǎng)實(shí)現數字化轉型基礎硬件和軟件以及他們的構架和互聯(lián)方法集合，包括智能儀表、網(wǎng)絡(luò )基礎、系統扁平、基礎控制、數據治理、平臺應用等六個(gè)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(xún)服務(wù)、技術(shù)服務(wù)、技能培訓、數字大修、協(xié)同運維和遠程專(zhuān)家等六個(gè)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(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?jì)?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(gè)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(dòng)維修和按計劃維修的落后維護方式，提供預測維護和主動(dòng)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(gè)子維度。

安環(huán)合規：提升安全以及環(huán)境保護等工廠(chǎng)可持續發(fā)展的數字化解決方案集合，包括人員安全、生產(chǎn)安全、數據安全、環(huán)境安全、設備安全和儲運安全等六個(gè)子維度。

能源排放：有助于提升能源績(jì)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(jì)效、能源優(yōu)化、排放監控等5個(gè)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(hù)的數字化需求，提供一整套較為完整的從數字化規劃、技術(shù)選擇、提供產(chǎn)品、解決方案部署、實(shí)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)的數字化轉型提供有效的數字化轉型方案。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年7月刊