1.前言
越來越多的制造業(yè)企業(yè)正在或計(jì)劃開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型,不少企業(yè)也都根據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略制定了“數(shù)字化規(guī)劃”,不過從形形色色的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化出的規(guī)劃來看,雖然企業(yè)將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為規(guī)劃中的一部分,但對其所能產(chǎn)出的功效(價(jià)值)、實(shí)施的路徑(方法)、所需的支持(協(xié)同)、物聯(lián)的環(huán)境(基礎(chǔ))等都尚未明確,這直接導(dǎo)致貿(mào)然開展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目后,企業(yè)普遍認(rèn)為與MES等系統(tǒng)差別不大,項(xiàng)目成果未達(dá)到實(shí)施目的。就此問題,本文根據(jù)數(shù)個項(xiàng)目的實(shí)施過程及實(shí)施后評價(jià),對與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺相關(guān)的幾個問題進(jìn)行分析,以期后續(xù)能查漏補(bǔ)缺,同時也對未來發(fā)展做適度展望。
2.物聯(lián)網(wǎng)的定義及發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)最初由麻省理工學(xué)院的Auto-ID Center(自動化識別中心)與1999年提出,他們對物聯(lián)網(wǎng)的定義為:通過RFID、激光/紅外識別、GPS等信息傳感設(shè)備按協(xié)議約定將任何商品與互聯(lián)網(wǎng)連接并進(jìn)行信息交換,以此實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。2009年9月,歐盟委員會信息和社會媒體司Lorent Ferderix博士提出:物聯(lián)網(wǎng)是一種動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互通操作通信協(xié)議的自主組織能力,其中物理和虛擬的“物”都具有身份標(biāo)識,其物理屬性、虛擬特性和交互協(xié)議可與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。而由我國工程院院士李伯虎先生提出的定義為:物聯(lián)網(wǎng)是通過識別、感知技術(shù)與設(shè)備獲取物體或者環(huán)境的靜態(tài)/動態(tài)信息,再由網(wǎng)絡(luò)傳輸通信技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行信息處理,以此實(shí)現(xiàn)虛擬與物理世界的智能化管理與控制的智能化高效能網(wǎng)絡(luò)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)屬于物聯(lián)網(wǎng)的一種特殊應(yīng)用場景,也符合上述定義。但通過時間線來看這三方的定義,可以發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容在逐步增加:以MIT定義為例,其主要以物理傳感器作為媒介,通過協(xié)議采集目標(biāo)對象的相關(guān)信息,此時的“物”主要局限在物理世界中。Lorent Ferderix博士在MIT的基礎(chǔ)上,將“物”從物理世界擴(kuò)展至虛擬世界中,并明確物理和虛擬的“物”可通過交互協(xié)議與信息網(wǎng)絡(luò)整合到一起。我國李伯虎院士在Lorent Ferderix博士的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)提出了對“物”的管控具有一定的“智能化”?傮w來看,其實(shí)就是制造業(yè)的“信息化”、“數(shù)字化”及“智能化”的三個階段體現(xiàn)。
從上述內(nèi)容不難看出,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)歸類與智能化階段,要求工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為AI(虛擬)及機(jī)器人(物理)的中間橋梁,實(shí)現(xiàn)虛擬大腦指揮物理設(shè)備的設(shè)想。如果要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo),那么AI就不能單單理解為某一種邏輯算法,而應(yīng)將AI作為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的總和,根據(jù)知識工程及最優(yōu)算法輸出最經(jīng)濟(jì)的業(yè)務(wù)執(zhí)行過程,以此來為企業(yè)賺取更多的利潤。
3.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施策略
制造業(yè)企業(yè)要實(shí)施好工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),除需要理解物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)在含義外,還需要了解配套的實(shí)施方法,制定合理的中短期目標(biāo),明確每一期目標(biāo)所需要獲得的收益以及實(shí)施過程中所可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)。從項(xiàng)目角度來看,首先應(yīng)明確項(xiàng)目做成后的收益來源,根據(jù)收益拆分所需實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),由目標(biāo)推導(dǎo)出需求,再根據(jù)需求制定合理的解決方案,最后輔以一定的跟蹤,才能落實(shí)好工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。
收益來源
收益來源是一個很寬泛的概念,收益既可以理解為項(xiàng)目實(shí)施完成后,從系統(tǒng)中獲取的利潤,以SAP為例,可以理解為對進(jìn)銷存進(jìn)行管理,避免訂單延期導(dǎo)致的損失。以CRM/SRM為例,也可以理解為根據(jù)客戶以往下單規(guī)律,提前在原材料低谷時預(yù)先儲備,提前準(zhǔn)備產(chǎn)品在客戶下單時可快速交付而帶來的利潤增加等。對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而言,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的定義及發(fā)展應(yīng)概括成:基于以虛擬或物理環(huán)境的信息,根據(jù)已制定的算法模型,自動出具收益(避免損失或增加利潤)最大的系統(tǒng)工程方案。
在制造業(yè)中,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的收益應(yīng)更為廣泛,一般分為行業(yè)/產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)兩種模式。
1)行業(yè)/產(chǎn)業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
此種物聯(lián)網(wǎng)更多由政府側(cè)或非營利性組織提出,例如行業(yè)協(xié)會等。其目的在于避免內(nèi)耗,提前準(zhǔn)備,政策預(yù)判等。在PTC某年度技術(shù)大會上,徐州某大型工程機(jī)械企業(yè)就分享了一則有關(guān)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)例:在前一年因工程機(jī)械行業(yè)受累于基建的影響,不少工程機(jī)械的設(shè)備因采購乏力導(dǎo)致產(chǎn)品滯銷,企業(yè)決策層正苦惱于庫存高企及訂單減少的壓力,而在此之前已賣出的工程機(jī)械設(shè)備上已全面加裝傳感器,通過4G信號傳輸至企業(yè)云端服務(wù)器,此時信息化部門的管理層基于此向企業(yè)決策層建言,根據(jù)目前已賣出的設(shè)備開機(jī)率來推測,今年年中即可迎來基建及工程機(jī)械行業(yè)的回暖,同時向決策層提供了開工設(shè)備所處于的地域、運(yùn)行時間等重要信息,最終決策層研判提前應(yīng)對,順利完成了當(dāng)年的經(jīng)營目標(biāo)。從政府側(cè)或行業(yè)側(cè)來看,很少能獲取第一手可信數(shù)據(jù),所以制定出的政策往往不能真正解決問題,而反觀工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),其可隨時洞察某一個具體行業(yè)的現(xiàn)狀,并根據(jù)近期行業(yè)供需的波動,提前預(yù)判近期經(jīng)濟(jì)形勢的變化趨勢,繼而制定相應(yīng)的對策,做好全行業(yè)/全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同,為社會賺取更多的收益。
2)企業(yè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
此類源于企業(yè)內(nèi)部,通過采集企業(yè)車間設(shè)備(物理)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(虛擬),為企業(yè)搭建決策層、管理層及執(zhí)行層的一體化業(yè)務(wù)平臺。以業(yè)務(wù)系統(tǒng)為例:銷售人員可以通過IIoT平臺實(shí)時獲取ERP系統(tǒng)中某一產(chǎn)品的可銷售庫存量,并在客戶現(xiàn)場實(shí)施調(diào)整報(bào)價(jià)及到貨周期,進(jìn)一步提升競爭優(yōu)勢。而當(dāng)庫存不足以滿足客戶需求時,又可以通過IIoT聯(lián)動MES/APS系統(tǒng),預(yù)測最快的交貨周期及交貨策略,為銷售人員獲取訂單提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。同理對于采購人員,也可以通過IIoT平臺獲取近幾年內(nèi)原材料采購價(jià)格的波動情況,適度調(diào)整采購量。而對于研發(fā)或生產(chǎn)人員,可以通過IIoT平臺獲取PLM/CAPP等系統(tǒng),制定與企業(yè)設(shè)備相匹配的生產(chǎn)工藝,并逐年優(yōu)化,進(jìn)而提升產(chǎn)品質(zhì)量,降低不合格品的數(shù)量。而對于企業(yè)管理人員,又可以通過設(shè)備綜合利用率(OEE)來判斷產(chǎn)能是否區(qū)域瓶頸,并根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況制定關(guān)停或新購產(chǎn)線的決策。從企業(yè)內(nèi)部推行IIoT的初衷來看,其更偏向于BI式的決策平臺,收益的判定更多來源于企業(yè)的避損。
3.1 實(shí)施模式
既然實(shí)施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有上述諸多收益,但如何鎖定并落實(shí)此部分收益,則是每個企業(yè)所面臨的難點(diǎn)。從目前實(shí)施情況來看,所涉及的主體對象共分3塊,分別為設(shè)備(物理)、系統(tǒng)(虛擬)、智能(人或算法)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)若想實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo),則需要根據(jù)自身主體及情況,制定合理的實(shí)施策略。從廣義上來看,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)施就2種主要途徑:
1)自底向上(設(shè)備-系統(tǒng)-決策)
此種途徑常見于企業(yè)決策層未制定出清晰的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用規(guī)劃,也沒有形成明確的應(yīng)用訴求及收益點(diǎn),只從外界獲悉了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺能力,便準(zhǔn)備開展相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施。此種途徑的優(yōu)勢在于:因頂層設(shè)計(jì)缺乏,為避免考慮不周而引起后續(xù)的重復(fù)投資,所以在項(xiàng)目實(shí)施初,就將企業(yè)內(nèi)部的所有設(shè)備登記成冊,并根據(jù)設(shè)備情況,將設(shè)備(物理)層的相關(guān)數(shù)據(jù)全部提取出來,待IIoT平臺實(shí)際使用一段時間后,再將真實(shí)的業(yè)務(wù)需求逐步調(diào)整。而若不采用此種模式,很容易在IIoT上線后業(yè)務(wù)部門發(fā)現(xiàn)提取的信息并非所期望的,在此情況下既浪費(fèi)了項(xiàng)目投資又難以為企業(yè)提供價(jià)值。而若將所有數(shù)據(jù)先期全部采集后,若后續(xù)業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)所要非所得后,可直接進(jìn)行調(diào)整,不用因新數(shù)據(jù)采集而產(chǎn)生二次投資。
然而對于設(shè)備數(shù)據(jù)全部提取所帶來的成本增加,在IIoT系統(tǒng)架構(gòu)合理規(guī)劃的前提下,也處于可控可接受的范圍。對于數(shù)據(jù)采集的設(shè)備,可按如下劃分:
●CNC設(shè)備(RJ45,含各類轉(zhuǎn)RJ45端口設(shè)備)
數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與信息獲取。在每臺數(shù)控機(jī)床上都配置有一個智能采集卡(智能設(shè)備),采集卡上裝配有傳感器組?梢圆杉ㄖ鬏S振動、軸承座溫度信號,以及零件加工信息在內(nèi)的多種狀態(tài)信息。智能采集卡將獲得的數(shù)據(jù)通過無線傳輸接口直接上傳到服務(wù)器端。所以只要CNC設(shè)備具有網(wǎng)口(RJ45)即可完成單臺CNC設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集。所以對于采集數(shù)據(jù)類型的多與少,并不增加額外的采購成本。
●PLC通信接口設(shè)備(非RJ45端口)
PLC設(shè)備大多通過RS485/232等接口輸出模擬或數(shù)字信號,然而模擬信號一般不能直接進(jìn)入系統(tǒng)(虛擬)層,所以常將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號。例如在電機(jī)外殼安裝振動傳感器,通過RS485將振動頻率數(shù)值通過集線器(HUB)、網(wǎng)關(guān)(Gate)傳入IIoT平臺。
越來越多的制造業(yè)企業(yè)正在或計(jì)劃開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型,不少企業(yè)也都根據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略制定了“數(shù)字化規(guī)劃”,不過從形形色色的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化出的規(guī)劃來看,雖然企業(yè)將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為規(guī)劃中的一部分,但對其所能產(chǎn)出的功效(價(jià)值)、實(shí)施的路徑(方法)、所需的支持(協(xié)同)、物聯(lián)的環(huán)境(基礎(chǔ))等都尚未明確,這直接導(dǎo)致貿(mào)然開展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目后,企業(yè)普遍認(rèn)為與MES等系統(tǒng)差別不大,項(xiàng)目成果未達(dá)到實(shí)施目的。就此問題,本文根據(jù)數(shù)個項(xiàng)目的實(shí)施過程及實(shí)施后評價(jià),對與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺相關(guān)的幾個問題進(jìn)行分析,以期后續(xù)能查漏補(bǔ)缺,同時也對未來發(fā)展做適度展望。
2.物聯(lián)網(wǎng)的定義及發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)最初由麻省理工學(xué)院的Auto-ID Center(自動化識別中心)與1999年提出,他們對物聯(lián)網(wǎng)的定義為:通過RFID、激光/紅外識別、GPS等信息傳感設(shè)備按協(xié)議約定將任何商品與互聯(lián)網(wǎng)連接并進(jìn)行信息交換,以此實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。2009年9月,歐盟委員會信息和社會媒體司Lorent Ferderix博士提出:物聯(lián)網(wǎng)是一種動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互通操作通信協(xié)議的自主組織能力,其中物理和虛擬的“物”都具有身份標(biāo)識,其物理屬性、虛擬特性和交互協(xié)議可與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。而由我國工程院院士李伯虎先生提出的定義為:物聯(lián)網(wǎng)是通過識別、感知技術(shù)與設(shè)備獲取物體或者環(huán)境的靜態(tài)/動態(tài)信息,再由網(wǎng)絡(luò)傳輸通信技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行信息處理,以此實(shí)現(xiàn)虛擬與物理世界的智能化管理與控制的智能化高效能網(wǎng)絡(luò)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)屬于物聯(lián)網(wǎng)的一種特殊應(yīng)用場景,也符合上述定義。但通過時間線來看這三方的定義,可以發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容在逐步增加:以MIT定義為例,其主要以物理傳感器作為媒介,通過協(xié)議采集目標(biāo)對象的相關(guān)信息,此時的“物”主要局限在物理世界中。Lorent Ferderix博士在MIT的基礎(chǔ)上,將“物”從物理世界擴(kuò)展至虛擬世界中,并明確物理和虛擬的“物”可通過交互協(xié)議與信息網(wǎng)絡(luò)整合到一起。我國李伯虎院士在Lorent Ferderix博士的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)提出了對“物”的管控具有一定的“智能化”?傮w來看,其實(shí)就是制造業(yè)的“信息化”、“數(shù)字化”及“智能化”的三個階段體現(xiàn)。
表1 信息化、數(shù)字化、智能化之間的差異
從上述內(nèi)容不難看出,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)歸類與智能化階段,要求工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為AI(虛擬)及機(jī)器人(物理)的中間橋梁,實(shí)現(xiàn)虛擬大腦指揮物理設(shè)備的設(shè)想。如果要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo),那么AI就不能單單理解為某一種邏輯算法,而應(yīng)將AI作為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的總和,根據(jù)知識工程及最優(yōu)算法輸出最經(jīng)濟(jì)的業(yè)務(wù)執(zhí)行過程,以此來為企業(yè)賺取更多的利潤。
3.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施策略
制造業(yè)企業(yè)要實(shí)施好工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),除需要理解物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)在含義外,還需要了解配套的實(shí)施方法,制定合理的中短期目標(biāo),明確每一期目標(biāo)所需要獲得的收益以及實(shí)施過程中所可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)。從項(xiàng)目角度來看,首先應(yīng)明確項(xiàng)目做成后的收益來源,根據(jù)收益拆分所需實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),由目標(biāo)推導(dǎo)出需求,再根據(jù)需求制定合理的解決方案,最后輔以一定的跟蹤,才能落實(shí)好工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。
收益來源
收益來源是一個很寬泛的概念,收益既可以理解為項(xiàng)目實(shí)施完成后,從系統(tǒng)中獲取的利潤,以SAP為例,可以理解為對進(jìn)銷存進(jìn)行管理,避免訂單延期導(dǎo)致的損失。以CRM/SRM為例,也可以理解為根據(jù)客戶以往下單規(guī)律,提前在原材料低谷時預(yù)先儲備,提前準(zhǔn)備產(chǎn)品在客戶下單時可快速交付而帶來的利潤增加等。對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而言,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的定義及發(fā)展應(yīng)概括成:基于以虛擬或物理環(huán)境的信息,根據(jù)已制定的算法模型,自動出具收益(避免損失或增加利潤)最大的系統(tǒng)工程方案。
在制造業(yè)中,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的收益應(yīng)更為廣泛,一般分為行業(yè)/產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)兩種模式。
1)行業(yè)/產(chǎn)業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
此種物聯(lián)網(wǎng)更多由政府側(cè)或非營利性組織提出,例如行業(yè)協(xié)會等。其目的在于避免內(nèi)耗,提前準(zhǔn)備,政策預(yù)判等。在PTC某年度技術(shù)大會上,徐州某大型工程機(jī)械企業(yè)就分享了一則有關(guān)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)例:在前一年因工程機(jī)械行業(yè)受累于基建的影響,不少工程機(jī)械的設(shè)備因采購乏力導(dǎo)致產(chǎn)品滯銷,企業(yè)決策層正苦惱于庫存高企及訂單減少的壓力,而在此之前已賣出的工程機(jī)械設(shè)備上已全面加裝傳感器,通過4G信號傳輸至企業(yè)云端服務(wù)器,此時信息化部門的管理層基于此向企業(yè)決策層建言,根據(jù)目前已賣出的設(shè)備開機(jī)率來推測,今年年中即可迎來基建及工程機(jī)械行業(yè)的回暖,同時向決策層提供了開工設(shè)備所處于的地域、運(yùn)行時間等重要信息,最終決策層研判提前應(yīng)對,順利完成了當(dāng)年的經(jīng)營目標(biāo)。從政府側(cè)或行業(yè)側(cè)來看,很少能獲取第一手可信數(shù)據(jù),所以制定出的政策往往不能真正解決問題,而反觀工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),其可隨時洞察某一個具體行業(yè)的現(xiàn)狀,并根據(jù)近期行業(yè)供需的波動,提前預(yù)判近期經(jīng)濟(jì)形勢的變化趨勢,繼而制定相應(yīng)的對策,做好全行業(yè)/全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同,為社會賺取更多的收益。
2)企業(yè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
此類源于企業(yè)內(nèi)部,通過采集企業(yè)車間設(shè)備(物理)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(虛擬),為企業(yè)搭建決策層、管理層及執(zhí)行層的一體化業(yè)務(wù)平臺。以業(yè)務(wù)系統(tǒng)為例:銷售人員可以通過IIoT平臺實(shí)時獲取ERP系統(tǒng)中某一產(chǎn)品的可銷售庫存量,并在客戶現(xiàn)場實(shí)施調(diào)整報(bào)價(jià)及到貨周期,進(jìn)一步提升競爭優(yōu)勢。而當(dāng)庫存不足以滿足客戶需求時,又可以通過IIoT聯(lián)動MES/APS系統(tǒng),預(yù)測最快的交貨周期及交貨策略,為銷售人員獲取訂單提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。同理對于采購人員,也可以通過IIoT平臺獲取近幾年內(nèi)原材料采購價(jià)格的波動情況,適度調(diào)整采購量。而對于研發(fā)或生產(chǎn)人員,可以通過IIoT平臺獲取PLM/CAPP等系統(tǒng),制定與企業(yè)設(shè)備相匹配的生產(chǎn)工藝,并逐年優(yōu)化,進(jìn)而提升產(chǎn)品質(zhì)量,降低不合格品的數(shù)量。而對于企業(yè)管理人員,又可以通過設(shè)備綜合利用率(OEE)來判斷產(chǎn)能是否區(qū)域瓶頸,并根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況制定關(guān)停或新購產(chǎn)線的決策。從企業(yè)內(nèi)部推行IIoT的初衷來看,其更偏向于BI式的決策平臺,收益的判定更多來源于企業(yè)的避損。
3.1 實(shí)施模式
既然實(shí)施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有上述諸多收益,但如何鎖定并落實(shí)此部分收益,則是每個企業(yè)所面臨的難點(diǎn)。從目前實(shí)施情況來看,所涉及的主體對象共分3塊,分別為設(shè)備(物理)、系統(tǒng)(虛擬)、智能(人或算法)。
圖1 設(shè)備、系統(tǒng)、決策層內(nèi)容
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)若想實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo),則需要根據(jù)自身主體及情況,制定合理的實(shí)施策略。從廣義上來看,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)施就2種主要途徑:
1)自底向上(設(shè)備-系統(tǒng)-決策)
此種途徑常見于企業(yè)決策層未制定出清晰的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用規(guī)劃,也沒有形成明確的應(yīng)用訴求及收益點(diǎn),只從外界獲悉了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺能力,便準(zhǔn)備開展相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施。此種途徑的優(yōu)勢在于:因頂層設(shè)計(jì)缺乏,為避免考慮不周而引起后續(xù)的重復(fù)投資,所以在項(xiàng)目實(shí)施初,就將企業(yè)內(nèi)部的所有設(shè)備登記成冊,并根據(jù)設(shè)備情況,將設(shè)備(物理)層的相關(guān)數(shù)據(jù)全部提取出來,待IIoT平臺實(shí)際使用一段時間后,再將真實(shí)的業(yè)務(wù)需求逐步調(diào)整。而若不采用此種模式,很容易在IIoT上線后業(yè)務(wù)部門發(fā)現(xiàn)提取的信息并非所期望的,在此情況下既浪費(fèi)了項(xiàng)目投資又難以為企業(yè)提供價(jià)值。而若將所有數(shù)據(jù)先期全部采集后,若后續(xù)業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)所要非所得后,可直接進(jìn)行調(diào)整,不用因新數(shù)據(jù)采集而產(chǎn)生二次投資。
然而對于設(shè)備數(shù)據(jù)全部提取所帶來的成本增加,在IIoT系統(tǒng)架構(gòu)合理規(guī)劃的前提下,也處于可控可接受的范圍。對于數(shù)據(jù)采集的設(shè)備,可按如下劃分:
●CNC設(shè)備(RJ45,含各類轉(zhuǎn)RJ45端口設(shè)備)
數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與信息獲取。在每臺數(shù)控機(jī)床上都配置有一個智能采集卡(智能設(shè)備),采集卡上裝配有傳感器組?梢圆杉ㄖ鬏S振動、軸承座溫度信號,以及零件加工信息在內(nèi)的多種狀態(tài)信息。智能采集卡將獲得的數(shù)據(jù)通過無線傳輸接口直接上傳到服務(wù)器端。所以只要CNC設(shè)備具有網(wǎng)口(RJ45)即可完成單臺CNC設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集。所以對于采集數(shù)據(jù)類型的多與少,并不增加額外的采購成本。
●PLC通信接口設(shè)備(非RJ45端口)
PLC設(shè)備大多通過RS485/232等接口輸出模擬或數(shù)字信號,然而模擬信號一般不能直接進(jìn)入系統(tǒng)(虛擬)層,所以常將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號。例如在電機(jī)外殼安裝振動傳感器,通過RS485將振動頻率數(shù)值通過集線器(HUB)、網(wǎng)關(guān)(Gate)傳入IIoT平臺。
圖2 設(shè)備鏈接拓?fù)?/div>
若以自底向上模式計(jì)算工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采購及調(diào)試費(fèi)用,那么在采集物理量總量不變的情況下,以一次規(guī)劃完整、數(shù)據(jù)采集齊備的方式最為經(jīng)濟(jì)。即以自底向上的模式下,應(yīng)盡可能規(guī)劃所有所需要采集的物理量或信息,避免后期多次新購對網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備產(chǎn)生的影響,也可在后續(xù)應(yīng)因業(yè)務(wù)需求變化而隨時提供相關(guān)信息。同時若考慮大批量采購的優(yōu)惠,實(shí)際一次采購的性價(jià)比更優(yōu)于二次采購。若再考慮二次安裝可能帶來的對前次安裝的改造調(diào)整,那么整體實(shí)際費(fèi)用恐怕會更高。
2)自頂向下(決策-系統(tǒng)-設(shè)備)
此種模式常見于企業(yè)決策層已非常明確業(yè)務(wù)需求,或者外部咨詢公司向公司提供了明晰的、確定的、所需采集的物理量或信息。那么系統(tǒng)層規(guī)劃及設(shè)備層采購按既定決策落實(shí)即可。此種模式的優(yōu)勢在于避免了大規(guī)模采集所有物理量或信息所帶來的浪費(fèi),也大為降低因信息量過大而導(dǎo)致的技術(shù)難度成倍增加、更避免了因信息量過大導(dǎo)致實(shí)施周期過長的問題。
同時此種模式更有利于制造業(yè)企業(yè)內(nèi)部推行工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),其原因在于:制造業(yè)企業(yè)的項(xiàng)目出發(fā)點(diǎn)在于通過項(xiàng)目獲取收益,而且企業(yè)實(shí)施項(xiàng)目有預(yù)算上限及成本考核,若采用自底向上的模式,雖然也可以實(shí)施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),但靡費(fèi)甚大。反觀自頂向下,當(dāng)企業(yè)決策層指定出信息后,管理層進(jìn)行拆分及落實(shí)就變得更為容易。
3.2 新技術(shù)使用及理念分析
實(shí)施IIoT時,都必須要明確IIoT項(xiàng)目所需要實(shí)現(xiàn)的價(jià)值,無論實(shí)施方式采用哪種模式,只有真正采集到有價(jià)值的信息,才能為企業(yè)帶來收益。根據(jù)目前實(shí)施的項(xiàng)目,對如下事項(xiàng)進(jìn)行討論:
●4G/5G模塊
在實(shí)施IIoT項(xiàng)目時,常會與ISP(信息服務(wù)提供商)合作,首年合作時3家ISP服務(wù)商都會開出較為有吸引力的價(jià)格,但企業(yè)需要仔細(xì)計(jì)算使用4G/5G信號的RoI,并根據(jù)應(yīng)用場景判斷,是否需要接入4G/5G。
i.安全性
車間的設(shè)備通過AP網(wǎng)關(guān)即可接入4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò),即使在加裝硬件防火墻的情況下,依舊難以保證設(shè)備數(shù)據(jù)不泄露,更嚴(yán)重的情況下,車間設(shè)備被黑客遠(yuǎn)程控制,對車間及人員的安全造成威脅。
目前我國是全球受到信息安全威脅最為嚴(yán)重的國家,一旦介入4G/5G網(wǎng)絡(luò),在目前的安全形勢下,不可能確保設(shè)備及人員安全萬無一失。在安全的前提下,不建議將可遠(yuǎn)程控制的設(shè)備通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)布出去。而對于不可遠(yuǎn)程控制的設(shè)備,建議只通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)上傳必要的數(shù)據(jù),避免對蜂窩網(wǎng)絡(luò)的流量占用,也降低信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。
ii.使用場景
通過分析4G/5G的性能優(yōu)勢可以大致歸納出相應(yīng)的使用場景,一般而言借助蜂窩網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)高速傳輸,低延時的優(yōu)點(diǎn)),在遠(yuǎn)程會診、特殊地域信息采集等場景有應(yīng)用。以遠(yuǎn)程會診為例,醫(yī)生可通過蜂窩網(wǎng)進(jìn)行跨域遠(yuǎn)程醫(yī)療,對于車間設(shè)備故障,設(shè)備生產(chǎn)商也可進(jìn)行跨域維護(hù)。特殊地域信息采集場景包括礦場、建筑施工現(xiàn)場、海上鉆井平臺、氣象觀測站等。對于制造業(yè)企業(yè)的車間,一般通過內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備連接,無線也常使用WIFI、Zigbee等實(shí)現(xiàn)。
iii.經(jīng)濟(jì)性
蜂窩網(wǎng)絡(luò)的使用費(fèi)用最主要來自于流量費(fèi),ISP一般以首年大幅度優(yōu)惠吸引用戶,次年起恢復(fù)正常資費(fèi)。若以有線網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi),則費(fèi)用主要來自于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)帶寬年費(fèi)。企業(yè)使用IIoT不可能只使用一年,若以5年計(jì),那么以實(shí)時傳輸30臺設(shè)備參數(shù)信息至遠(yuǎn)程服務(wù)器為例,有線網(wǎng)絡(luò)寬帶資費(fèi)將大大低于蜂窩網(wǎng)絡(luò)。所以若企業(yè)已具備設(shè)備維護(hù)能力且?guī)缀醪恍枰獠抠Y源支持,IIoT服務(wù)器又在企業(yè)內(nèi)部時,則不需使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。但若企業(yè)無設(shè)備維護(hù)能力,每月都需要外部專家遠(yuǎn)程運(yùn)維,或企業(yè)為輕資產(chǎn)將數(shù)據(jù)存放于云服務(wù)器時,則可能使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
iv.傳輸性能
從目前公開數(shù)據(jù)顯示,4G信號最大傳輸速率為100mbps,也就是12.5MB/s。5G信號最大傳輸速率為10Gbps,也就是1.25GB/s。以華為S5735S-L系列交換機(jī)為例,整機(jī)交換容量大于336Gbps,所以若服務(wù)器與設(shè)備采集模塊處于同一網(wǎng)絡(luò)時,內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)的傳輸性能優(yōu)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然考慮性能時還需考慮經(jīng)濟(jì)性,一般不會對每個傳感器都配備無線傳輸模塊,因?yàn)榘创朔绞脚渲脛t成本將非常高,常規(guī)做法是將多個設(shè)備的信息傳輸至某一設(shè)備中集中存儲,然后對此集中設(shè)備安裝無線模塊,這樣統(tǒng)一傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性會更好,即使按此方式,因總流量不變,所以資費(fèi)依舊比內(nèi)網(wǎng)要高。且信息集中存放并傳輸具有一定的瓶頸,一旦超過負(fù)載能力,實(shí)時效果將打折扣。
●預(yù)測性維護(hù)/維修
可預(yù)測性維護(hù)維修是不少企業(yè)實(shí)施IIoT時的一個需求點(diǎn),應(yīng)該說這樣的想法很好,很類似上醫(yī)治未病的理念實(shí)踐,但I(xiàn)IoT實(shí)施完成后,常發(fā)現(xiàn)并未實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維修,甚至預(yù)測準(zhǔn)確性十分低下,究其原因就在于設(shè)備故障的發(fā)生具有隨機(jī)性。如同人一樣,同一個地域同人種,壽命長短各不一樣。
以上海寶鋼煉鋼廠4cc機(jī)組為例,原始設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)由點(diǎn)檢員承擔(dān),記錄每次扇形段更換的時間及爐數(shù)。4cc機(jī)組設(shè)備如下圖所示:
4cc流水線由:1臺結(jié)晶器(MD)、1臺0號段(S0),3臺扇形段A段(SA),3臺扇形段B段(SB),1臺扇形段C段(SC),1臺扇形段D段(SD),10臺扇形段E段(SE)組成。
運(yùn)維數(shù)據(jù)通過點(diǎn)檢表記錄:
從以往點(diǎn)檢記錄來看,扇形段的更換爐數(shù)飄忽不定,每次連鑄設(shè)備異常后,對鋼坯表面都有一定量的劃傷,最終導(dǎo)致鋼坯降級甚至報(bào)廢,對企業(yè)日常經(jīng)營造成損失。所以寄希望于通過IIoT的實(shí)施,在連鑄設(shè)備損壞前,利用澆筑間隔將快損壞的扇形段替換下,以達(dá)到減小損失的目的。
實(shí)施IIoT后發(fā)現(xiàn)預(yù)測的準(zhǔn)確度很低,沒有達(dá)到當(dāng)初的目標(biāo),分析有如下原因:
●設(shè)備故障的現(xiàn)象與原因是一對多的關(guān)系
例如鋼坯表面發(fā)生劃傷,存在多種原因?qū)е拢洪L短輥運(yùn)行速度不一致,上下段輥?zhàn)訚L動速度不一致,中間支撐破損等。IIoT所采集的數(shù)據(jù)只能反映異常情況,對于故障的實(shí)際原因還需人為判斷。
●維修情況
扇形段在維修完成時,都會記錄其相應(yīng)的每個輥?zhàn)拥膶χ兄,只要在符合的范圍?nèi),都可視作修復(fù)完成。但其中每一個數(shù)據(jù)的微小差異,在惡劣的工況條件下對在線壽命有明顯的影響。所以可預(yù)測性不僅需要監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),還需要掌握設(shè)備的初始狀態(tài),兩者相結(jié)合才可能實(shí)現(xiàn)預(yù)測性。
●設(shè)備零件壽命
設(shè)備是否運(yùn)行正常,依賴于其零件運(yùn)行是否正常。而4cc機(jī)組從扇形段至輥?zhàn)樱渲械牧慵䲠?shù)量眾多,使用的工況也可不一樣,例如0號段澆筑的鋼水溫度超過1000攝氏度,而E號段的鋼坯溫度不超過600攝氏度,不同的工況對于零件壽命的影響也是巨大的。對于一整條流水線而言,不能只考慮單體扇形段的運(yùn)行情況,要從全局來判斷,那么E段的壽命高于0號段,0號段中的結(jié)晶器、銅板等壽命就決定整條流水線的單次澆筑壽命長短。
●故障多變
4cc機(jī)組在運(yùn)行過程中,有時僅僅因?yàn)殚L短輥水溫異常,就繼而導(dǎo)致潤滑不完全,進(jìn)一步加劇輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動不同步的情況,最終長短輥軸承滾珠碎裂。從此過程來看,水溫異常會進(jìn)一步導(dǎo)致其他故障發(fā)生,甚至影響后續(xù)其他設(shè)備運(yùn)行。所以設(shè)備故障的形式可能不同,只要有連續(xù)因果因素存在,就會發(fā)現(xiàn)故障多變,難以精確定位故障源頭,進(jìn)一步對精確預(yù)測造成困難。
4.結(jié)論
制造業(yè)企業(yè)實(shí)施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),需要從價(jià)值出發(fā),分解相應(yīng)需求,再制定合乎于自身的實(shí)施方法,根據(jù)已有的信息制定合理的實(shí)施方案。對于時下熱門的蜂窩網(wǎng)絡(luò)、可預(yù)測性維護(hù)等概念,應(yīng)站在自身的立場,完整全面的理解其應(yīng)用背景后,再將此部分內(nèi)容納入至實(shí)施方案中。
若以自底向上模式計(jì)算工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采購及調(diào)試費(fèi)用,那么在采集物理量總量不變的情況下,以一次規(guī)劃完整、數(shù)據(jù)采集齊備的方式最為經(jīng)濟(jì)。即以自底向上的模式下,應(yīng)盡可能規(guī)劃所有所需要采集的物理量或信息,避免后期多次新購對網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備產(chǎn)生的影響,也可在后續(xù)應(yīng)因業(yè)務(wù)需求變化而隨時提供相關(guān)信息。同時若考慮大批量采購的優(yōu)惠,實(shí)際一次采購的性價(jià)比更優(yōu)于二次采購。若再考慮二次安裝可能帶來的對前次安裝的改造調(diào)整,那么整體實(shí)際費(fèi)用恐怕會更高。
2)自頂向下(決策-系統(tǒng)-設(shè)備)
此種模式常見于企業(yè)決策層已非常明確業(yè)務(wù)需求,或者外部咨詢公司向公司提供了明晰的、確定的、所需采集的物理量或信息。那么系統(tǒng)層規(guī)劃及設(shè)備層采購按既定決策落實(shí)即可。此種模式的優(yōu)勢在于避免了大規(guī)模采集所有物理量或信息所帶來的浪費(fèi),也大為降低因信息量過大而導(dǎo)致的技術(shù)難度成倍增加、更避免了因信息量過大導(dǎo)致實(shí)施周期過長的問題。
同時此種模式更有利于制造業(yè)企業(yè)內(nèi)部推行工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),其原因在于:制造業(yè)企業(yè)的項(xiàng)目出發(fā)點(diǎn)在于通過項(xiàng)目獲取收益,而且企業(yè)實(shí)施項(xiàng)目有預(yù)算上限及成本考核,若采用自底向上的模式,雖然也可以實(shí)施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),但靡費(fèi)甚大。反觀自頂向下,當(dāng)企業(yè)決策層指定出信息后,管理層進(jìn)行拆分及落實(shí)就變得更為容易。
3.2 新技術(shù)使用及理念分析
實(shí)施IIoT時,都必須要明確IIoT項(xiàng)目所需要實(shí)現(xiàn)的價(jià)值,無論實(shí)施方式采用哪種模式,只有真正采集到有價(jià)值的信息,才能為企業(yè)帶來收益。根據(jù)目前實(shí)施的項(xiàng)目,對如下事項(xiàng)進(jìn)行討論:
●4G/5G模塊
在實(shí)施IIoT項(xiàng)目時,常會與ISP(信息服務(wù)提供商)合作,首年合作時3家ISP服務(wù)商都會開出較為有吸引力的價(jià)格,但企業(yè)需要仔細(xì)計(jì)算使用4G/5G信號的RoI,并根據(jù)應(yīng)用場景判斷,是否需要接入4G/5G。
i.安全性
車間的設(shè)備通過AP網(wǎng)關(guān)即可接入4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò),即使在加裝硬件防火墻的情況下,依舊難以保證設(shè)備數(shù)據(jù)不泄露,更嚴(yán)重的情況下,車間設(shè)備被黑客遠(yuǎn)程控制,對車間及人員的安全造成威脅。
目前我國是全球受到信息安全威脅最為嚴(yán)重的國家,一旦介入4G/5G網(wǎng)絡(luò),在目前的安全形勢下,不可能確保設(shè)備及人員安全萬無一失。在安全的前提下,不建議將可遠(yuǎn)程控制的設(shè)備通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)布出去。而對于不可遠(yuǎn)程控制的設(shè)備,建議只通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)上傳必要的數(shù)據(jù),避免對蜂窩網(wǎng)絡(luò)的流量占用,也降低信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。
ii.使用場景
通過分析4G/5G的性能優(yōu)勢可以大致歸納出相應(yīng)的使用場景,一般而言借助蜂窩網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)高速傳輸,低延時的優(yōu)點(diǎn)),在遠(yuǎn)程會診、特殊地域信息采集等場景有應(yīng)用。以遠(yuǎn)程會診為例,醫(yī)生可通過蜂窩網(wǎng)進(jìn)行跨域遠(yuǎn)程醫(yī)療,對于車間設(shè)備故障,設(shè)備生產(chǎn)商也可進(jìn)行跨域維護(hù)。特殊地域信息采集場景包括礦場、建筑施工現(xiàn)場、海上鉆井平臺、氣象觀測站等。對于制造業(yè)企業(yè)的車間,一般通過內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備連接,無線也常使用WIFI、Zigbee等實(shí)現(xiàn)。
iii.經(jīng)濟(jì)性
蜂窩網(wǎng)絡(luò)的使用費(fèi)用最主要來自于流量費(fèi),ISP一般以首年大幅度優(yōu)惠吸引用戶,次年起恢復(fù)正常資費(fèi)。若以有線網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi),則費(fèi)用主要來自于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)帶寬年費(fèi)。企業(yè)使用IIoT不可能只使用一年,若以5年計(jì),那么以實(shí)時傳輸30臺設(shè)備參數(shù)信息至遠(yuǎn)程服務(wù)器為例,有線網(wǎng)絡(luò)寬帶資費(fèi)將大大低于蜂窩網(wǎng)絡(luò)。所以若企業(yè)已具備設(shè)備維護(hù)能力且?guī)缀醪恍枰獠抠Y源支持,IIoT服務(wù)器又在企業(yè)內(nèi)部時,則不需使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。但若企業(yè)無設(shè)備維護(hù)能力,每月都需要外部專家遠(yuǎn)程運(yùn)維,或企業(yè)為輕資產(chǎn)將數(shù)據(jù)存放于云服務(wù)器時,則可能使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
iv.傳輸性能
從目前公開數(shù)據(jù)顯示,4G信號最大傳輸速率為100mbps,也就是12.5MB/s。5G信號最大傳輸速率為10Gbps,也就是1.25GB/s。以華為S5735S-L系列交換機(jī)為例,整機(jī)交換容量大于336Gbps,所以若服務(wù)器與設(shè)備采集模塊處于同一網(wǎng)絡(luò)時,內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)的傳輸性能優(yōu)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然考慮性能時還需考慮經(jīng)濟(jì)性,一般不會對每個傳感器都配備無線傳輸模塊,因?yàn)榘创朔绞脚渲脛t成本將非常高,常規(guī)做法是將多個設(shè)備的信息傳輸至某一設(shè)備中集中存儲,然后對此集中設(shè)備安裝無線模塊,這樣統(tǒng)一傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性會更好,即使按此方式,因總流量不變,所以資費(fèi)依舊比內(nèi)網(wǎng)要高。且信息集中存放并傳輸具有一定的瓶頸,一旦超過負(fù)載能力,實(shí)時效果將打折扣。
●預(yù)測性維護(hù)/維修
可預(yù)測性維護(hù)維修是不少企業(yè)實(shí)施IIoT時的一個需求點(diǎn),應(yīng)該說這樣的想法很好,很類似上醫(yī)治未病的理念實(shí)踐,但I(xiàn)IoT實(shí)施完成后,常發(fā)現(xiàn)并未實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維修,甚至預(yù)測準(zhǔn)確性十分低下,究其原因就在于設(shè)備故障的發(fā)生具有隨機(jī)性。如同人一樣,同一個地域同人種,壽命長短各不一樣。
以上海寶鋼煉鋼廠4cc機(jī)組為例,原始設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)由點(diǎn)檢員承擔(dān),記錄每次扇形段更換的時間及爐數(shù)。4cc機(jī)組設(shè)備如下圖所示:
圖3 連鑄機(jī)
4cc流水線由:1臺結(jié)晶器(MD)、1臺0號段(S0),3臺扇形段A段(SA),3臺扇形段B段(SB),1臺扇形段C段(SC),1臺扇形段D段(SD),10臺扇形段E段(SE)組成。
運(yùn)維數(shù)據(jù)通過點(diǎn)檢表記錄:
表2 點(diǎn)檢表
從以往點(diǎn)檢記錄來看,扇形段的更換爐數(shù)飄忽不定,每次連鑄設(shè)備異常后,對鋼坯表面都有一定量的劃傷,最終導(dǎo)致鋼坯降級甚至報(bào)廢,對企業(yè)日常經(jīng)營造成損失。所以寄希望于通過IIoT的實(shí)施,在連鑄設(shè)備損壞前,利用澆筑間隔將快損壞的扇形段替換下,以達(dá)到減小損失的目的。
實(shí)施IIoT后發(fā)現(xiàn)預(yù)測的準(zhǔn)確度很低,沒有達(dá)到當(dāng)初的目標(biāo),分析有如下原因:
●設(shè)備故障的現(xiàn)象與原因是一對多的關(guān)系
例如鋼坯表面發(fā)生劃傷,存在多種原因?qū)е拢洪L短輥運(yùn)行速度不一致,上下段輥?zhàn)訚L動速度不一致,中間支撐破損等。IIoT所采集的數(shù)據(jù)只能反映異常情況,對于故障的實(shí)際原因還需人為判斷。
●維修情況
扇形段在維修完成時,都會記錄其相應(yīng)的每個輥?zhàn)拥膶χ兄,只要在符合的范圍?nèi),都可視作修復(fù)完成。但其中每一個數(shù)據(jù)的微小差異,在惡劣的工況條件下對在線壽命有明顯的影響。所以可預(yù)測性不僅需要監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),還需要掌握設(shè)備的初始狀態(tài),兩者相結(jié)合才可能實(shí)現(xiàn)預(yù)測性。
●設(shè)備零件壽命
設(shè)備是否運(yùn)行正常,依賴于其零件運(yùn)行是否正常。而4cc機(jī)組從扇形段至輥?zhàn)樱渲械牧慵䲠?shù)量眾多,使用的工況也可不一樣,例如0號段澆筑的鋼水溫度超過1000攝氏度,而E號段的鋼坯溫度不超過600攝氏度,不同的工況對于零件壽命的影響也是巨大的。對于一整條流水線而言,不能只考慮單體扇形段的運(yùn)行情況,要從全局來判斷,那么E段的壽命高于0號段,0號段中的結(jié)晶器、銅板等壽命就決定整條流水線的單次澆筑壽命長短。
●故障多變
4cc機(jī)組在運(yùn)行過程中,有時僅僅因?yàn)殚L短輥水溫異常,就繼而導(dǎo)致潤滑不完全,進(jìn)一步加劇輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動不同步的情況,最終長短輥軸承滾珠碎裂。從此過程來看,水溫異常會進(jìn)一步導(dǎo)致其他故障發(fā)生,甚至影響后續(xù)其他設(shè)備運(yùn)行。所以設(shè)備故障的形式可能不同,只要有連續(xù)因果因素存在,就會發(fā)現(xiàn)故障多變,難以精確定位故障源頭,進(jìn)一步對精確預(yù)測造成困難。
4.結(jié)論
制造業(yè)企業(yè)實(shí)施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),需要從價(jià)值出發(fā),分解相應(yīng)需求,再制定合乎于自身的實(shí)施方法,根據(jù)已有的信息制定合理的實(shí)施方案。對于時下熱門的蜂窩網(wǎng)絡(luò)、可預(yù)測性維護(hù)等概念,應(yīng)站在自身的立場,完整全面的理解其應(yīng)用背景后,再將此部分內(nèi)容納入至實(shí)施方案中。
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