数据互联创造无限可能

2019年06月03日 8:46 858次浏览 来源:   分类: 地质矿业   作者:

有人说这是一个最好的时代,因为有很多数据,有人说这是一个最坏的时代,因为我们有太多的数据。如何让数据真正实现生产力价值,如何助力企业最大化竞争优势?

5月15日~16日,罗克韦尔自动化全球路演天津站活动在美丽的海河河畔举行,中国工程院院士李培根、微软中国全渠道事业部创新技术总经理崔宏禹、罗克韦尔自动化亚太区总裁苏泽灏、罗克韦尔自动化大中华区总裁石安在内的多位自动化领军人物、专家,及来自全国各地的1000多名业内人士共同交流探讨如何通过数据和互联实现智能制造,深度解决行业关键诉求,帮助企业实现“安全、环保、节能、高效”,并公布了全新的品牌承诺——Expanding Human Possibility。新品牌宗旨是将人类智慧与机器智能联系起来,让世界更智能、更高效,联接更密切,拓展未来无限可能。

矿山数字化遭遇瓶颈问题

论坛上有统计资料显示,矿山行业有85%的数字化项目都失败了。这是一个令人吃惊的数字。与此同时,麦肯锡的一份数据报告显示,矿山行业只有不到1%的数据被用于指导决策,那么其余99%的数据都去哪里了?业内人士分析,一部分数据是没有被采集,另一部分数据是没有被很好地利用,比如没有很好的数据关联算法支撑,导致数据间不关联。即使所有的数据都能被采集,也会面临过量数据,数据爆炸等问题。

石安表示,在工业领域里“大数据”的概念很重要,但真正发挥作用的是精准数据和有效数据。互联企业运行的关键主要有两点,一个是数据,另一个是互联。稳定的数据来源及其数据分析,有效的标准平台,这是智能制造的根基。

罗克韦尔自动化(中国)有限公司冶金行业经理张浩表示,钢铁行业倡导智能化,但国外企业基础自动化工作比国内企业做得更扎实,国外钢铁厂若干年前就已经完成了一级自动化、二级自动化,再做智能化、工业互联网时就很容易采集数据,但国内除了一部分先进的冶金企业具备这个能力,很多企业还存在基础自动化短板,采集不上来相关信息。一些国内企业在规划了很好的互联网平台、物联网平台之后,却发现数据采集不上来了。

罗克韦尔自动化大中华区总裁石安作主旨演讲

一部分业内人士表示,虽然有很多矿山看上去很自动化,但仍然无法实现效率目标。这是因为虽然单体的系统或设备已经具备了足够的自动化能力,但是设备与设备之间、系统与系统之间的数据没有实现互联互通,形成创新孤岛。

另有业内人士表示这些问题主要表现为以下几个方面:很多数据还停留在纸张上,成为沉睡的数据“资产”; 使用技术却并不考虑其是否能解决问题,在需求不清晰的情况下过度使用技术;很多数字化项目缺乏可扩展性,无法在公司层面上进行复制;整合传统IT业务系统困难,在业务系统、制造运营、操作和监控、过程自动化控制等环节,面对新老系统的混合、繁多的供应商、复杂性高、缺少协同性等挑战,表现为割裂的设备和数据,不同层级间独特的数据结构等问题。

让互联矿山落地有实效

罗克韦尔自动化(中国)有限公司矿业及水泥行业经理姜晓红介绍,互联矿山的提法来自互联企业在矿山的落地,是将传统意义上独立的信息技术(IT)和运营技术(OT)系统整合到一个统一的网络平台中,通过EtherNet/IP网络架构帮助矿山企业采集分析数据,并将数据转化为可指导的信息,从而实现企业之间无缝连接和信息共享,提高生产过程的安全性、可预测性及可持续性。罗克韦尔自动化提出的互联企业,更加关注IT(信息技术)和OT(运用技术)的融合,其核心就是解决最后一公里的问题,更好地落地,确实提升效率,实现看得见的效益。

她认为,大多矿山地处偏远地区,利用互联网及FactoryTalk InnovationSuite信息化软件可帮助企业减少对人的依赖。目前采矿厂通常采取常规检修,就是预防性检修。以破碎机为例,破碎机是矿山的核心关键设备之一,一旦破碎机在生产过程中发生意外停机,严重影响生产效率,但通过罗克韦尔自动化互联手段,实时采集数据,通过云技术和大数据分析平台,帮助企业预判潜在的故障,提前预警故障发生的部位,在合适的时间备好合适的器件,进行预测性维护,可以提高设备效率,保证安全生产。

据了解,罗克韦尔自动化的预测性维护系统已有很多应用案例,在澳大利亚设备状态监测系统已成为矿山设备的标配,有效帮助企业预测故障。

运行维护不仅对矿山企业重要,对冶金行业同样重要。

李培根认为,设备互联不能脱离企业目标。酒钢以大数据和智能化服务于绿色发展理念,应用炼铁大数据平台,降低炼铁异常工况及燃料消耗,降低二氧化碳排放,实现节能减排。通过物联网接入约200座高炉的数据,每座高炉分别安装800多个传感器和800多个热电偶,数据采集频率为每分钟一次,每座高炉产生的数据量约为288万点/天、200Mb/天,行业大数据平台接入的数据量约为5.76亿点/天、40G/天。通过采集数据、分析数据,实现高炉“黑箱”的可视化,通过机理研究、大数据与机器学习相结合,建立知识库和推理机制,推行数字化、智能化、标准化炼铁。炼铁厂通过应用该系统平均提高生产效率5%,降低吨铁成本15元,单座高炉每年创效2400万元。如果全行业推广该系统,每年直接经济效益可达70亿元。

石安介绍,2018年,罗克韦尔自动化有限公司实现全球销售额67亿美元,利润率是行业平均水平的两倍。其拥有两个核心品牌,分别是AB和FactoryTalk。AB是硬件平台品牌,包含自动化控制、智能电机控制以及各种解决方案。FactoryTalk是包括设计、工业执行软件套件、维护维修套件平台及InnovationSuite创新平台套件的整体升级后的软件系统。罗克韦尔作为行业智能制造的领头羊,通过与PTC、微软公司的合作,在IoT领域搭建成完整的基础框架,共同营造良好的生态圈。同时还与很多行业企业合作,以高科技持续深化解决行业核心问题,为客户提供优质的解决方案。2019 年2月19日,罗克韦尔自动化与全球领先的油气钻井开采和加工技术提供商斯伦贝谢公司达成合作协议,共同创办合资公司(Sensia),将成为全球首家油气行业全集成自动化解决方案提供商,致力于智慧油田建设,涵盖了从生产制造到后端服务的整体自动化流程,并将在不久之后正式投入运营。

对于矿山企业所担心的投入产出比,姜晓红直言矿山企业可以自己算一笔账。以球磨机为例,磨得过细耗能,磨得过粗影响金属回收。球磨机是多变量非线性系统,通过对球磨机建模,上专家系统,专家系统能有效调节磨矿细度,实现节能增产;浮选工艺的优化控制直接影响到金属回收率,罗克韦尔自动化的Pavilion8优化控制系统,拥有160项专利技术,具有世界领先水平,能降低氧化铝生产的30%波动,降低波动也就意味着减少能耗。此外,他们在水泥行业通过优化控制回转窑,实现控制游离氧化钙的百分比,确保水泥质量。罗克韦尔自动化有限公司还与美卓矿机等合作伙伴共同解决了破碎机的故障预测,避免了破碎机4个月的停机,按照每台破碎机每天500吨的矿石处理量计算,经济效益非常明显。

在国内开展智能化矿山建设的多是国企、央企,同时他们也承担着就业等社会责任,姜晓红认为,企业减员的目的是提质增效,应该减少井下作业的工人数量,特别是危险区域的作业人员,朝无人化自主作业方向发展,增加懂大数据、信息化和智能化的人员,就像无人超市一样,虽然超市里没有服务人员了,但是后面的技术人员一定是要有的。

互联矿山未来商机与发展方向

最近一家知名汽车公司CEO表示:“在不远的将来,汽车可能会成为一个软件产品。”这在一定程度上也说明了未来影响汽车核心竞争力的不是硬件,而是软件。

对此,李培根认为,今天数据对经济社会的影响不亚于100多年前“电”的影响。软件定义世界,数据驱动未来。

他分析,早期的自动化主要处理结构化、确定性的问题,技术较为成熟,现在的自动化能处理非结构化、模式的问题,未来的自动化基于对整体系统的认识,实现对非结构化、非固定模式、不确定性问题的控制。现代制造涉及效率、质量、成本,还有绿色、服务等方方面面的问题,存在大量的不确定性,欲清晰认识乃至驾驭制造过程,非模式、不确定性问题是其中最大的困扰,这涉及到很多影响因素,影响因素之间的关联性,及相互影响到何种程度。大数据、人工智能等技术为进一步驾驭不确定性及非模式问题开启了另一扇大门。

李培根表示,智能制造的本质是利用先进技术(如数字化、网络化、大数据、人工智能等)认识和控制制造系统中的不确定性和非固定模式的问题,以实现更高的目标,这对未来的发展非常重要。日本早期的智能制造计划之所以没有取得明显成效,恐怕与当时缺乏解决不确定性问题的技术有关。

石安则认为,现在很多年轻人不愿意进入生产制造等工业领域,制造业企业面临员工老龄化的压力越来越大;IT-OT技术的融合不仅包括从售前、过程及售后的整个完整的服务链,从技术的角度也包含了产品研发制造创新的阶段;现在不同数据互连的成本大大降低,企业家可以更低的成本实现智能制造。在工业保持强劲上行的势头下,很多设备使用时间已经超过20年,需要下一轮的更换。这些都为智能制造带来了巨大商机。

姜晓红表示,一个矿山数字化项目可能需要几百人参与,就像科研项目一样,开始投入大,但成功后可复制到100家工厂,从长远看,前景不可估量。所以,任何一家企业做智慧矿山都是先做试点,通过试点做好标准,然后所有企业去做对标。目前,国有大型企业都已经做了比较多的智能化探索,有的示范项目已初具成效,但同时也面临着诸多挑战,实现智能制造还需要相当长的时间。

责任编辑:陈鑫

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