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【解讀】一篇文章讓你讀懂工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)

2015-01-20 來源:風(fēng)電運(yùn)維 瀏覽數(shù):289

  工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)這幾個概念,本質(zhì)都是互聯(lián)網(wǎng)深度參與到工業(yè)生產(chǎn)、能源領(lǐng)域中,從而將生產(chǎn)力提升到一個全新的高度。過去10年是消費(fèi)者互聯(lián)網(wǎng)的10年。上一波互聯(lián)網(wǎng)浪潮中,互聯(lián)網(wǎng)在全球連接起數(shù)十億人,同時也造就了Google、亞馬遜這樣的互聯(lián)網(wǎng)巨頭。互聯(lián)網(wǎng)在流通、消費(fèi)、零售、溝通行業(yè)的高潮已經(jīng)到了,也快結(jié)束了。
  而互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)、能源領(lǐng)域的改造還有巨大的空間。因此德國政府將工業(yè)4.0上升為國家戰(zhàn)略,GE認(rèn)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命可以再造一個美國經(jīng)濟(jì),而中國以遠(yuǎn)景能源為代表的企業(yè)正致力于構(gòu)建將改變未來能源圖景的能源互聯(lián)網(wǎng)。
  互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)和能源將是不可繞開的必由之路,是未來世界較大的一波浪潮。
  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):再造一個美國經(jīng)濟(jì)
  在工業(yè)革命和互聯(lián)網(wǎng)革命之后,GE提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命(Industrial Internet Revolution),GE董事長杰夫.伊梅爾特稱,一個開放、全球化的網(wǎng)絡(luò),將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推崇的是利用物聯(lián)網(wǎng)和軟件定義的設(shè)備,來充分開啟工業(yè)領(lǐng)域的巨大效益。
  根據(jù)GE的預(yù)測,在美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠使生產(chǎn)率每年提高1%-1.5%,那么未來20年,它將使美國人的平均收入比當(dāng)前水平提高25%-40%,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在此期間會為全球GDP增加10-15萬億美元,相當(dāng)于再造一個美國經(jīng)濟(jì)。截至目前,GE已推出24種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,涵蓋石油天然氣平臺監(jiān)測管理、鐵路機(jī)車效率分析等。
  GE提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以看做是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的升級,有兩點(diǎn)顯著差異:
  一是聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)的暴增,對GE來說,其遍布全球的航空發(fā)動機(jī)、大型醫(yī)療設(shè)備都要連入同一個網(wǎng)絡(luò)。那么,利用目前的商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成熟的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)就成了順其自然的事。這樣就打通了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和商業(yè)互聯(lián)網(wǎng),形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò),攜帶著移動設(shè)備的人也將成為其中的節(jié)點(diǎn)。
  二是需要云端的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),對大量機(jī)器發(fā)來的海量工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和決策。這需要工業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識,也是整個網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
  智能機(jī)器、高級分析和工作中的人是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵元素。
  能源互聯(lián)網(wǎng):大幅提升能源產(chǎn)生和消費(fèi)的效率,最終形成能源交易和能源資產(chǎn)交易兩個市場
  全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)遠(yuǎn)景能源率先提出了能源互聯(lián)網(wǎng)這一概念。遠(yuǎn)景能源認(rèn)為,能源的市場化、民主化、去中心化、智能化、物聯(lián)化等趨勢將注定要顛覆現(xiàn)有的能源行業(yè)。新的能源體系特征需要能源互聯(lián)網(wǎng),同時“能源互聯(lián)網(wǎng)”將具備“智慧、能自學(xué)習(xí)、能進(jìn)化”的生命體特征。
  物聯(lián)是基礎(chǔ):能源互聯(lián)網(wǎng)用先進(jìn)的傳感器、控制和軟件應(yīng)用程序,將能源生產(chǎn)端、能源傳輸端、能源消費(fèi)端的數(shù)以億計(jì)的設(shè)備、機(jī)器、系統(tǒng)連接起來,形成了能源互聯(lián)網(wǎng)的“物聯(lián)基礎(chǔ)”。
  大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和預(yù)測是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)生命體特征的重要技術(shù)支撐:能源互聯(lián)網(wǎng)通過整合運(yùn)行數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電力市場數(shù)據(jù)等,進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、負(fù)荷預(yù)測、發(fā)電預(yù)測、機(jī)器學(xué)習(xí),打通并優(yōu)化能源生產(chǎn)和能源消費(fèi)端的運(yùn)作效率,需求和供應(yīng)將可以進(jìn)行隨時的動態(tài)調(diào)整。
  智能發(fā)電、用電、儲電設(shè)備,最終都將接入網(wǎng)絡(luò),借助信息流,形成自我對話。
  能源互聯(lián)網(wǎng)巨大的價值創(chuàng)造:
  1. 能源產(chǎn)生和消費(fèi)的效率大幅提升
  2. 形成能源資產(chǎn)交易的自由市場
  3. 形成能源交易的自由市場
  能源互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最大的區(qū)別是,能源互聯(lián)網(wǎng)最終要走向消費(fèi)端,例如智能家庭、智慧社區(qū)、電動汽車、家庭能源管理等,這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并不涉及的領(lǐng)域。走入消費(fèi)端的能源互聯(lián)網(wǎng)將具備更大的想象空間和創(chuàng)新的商業(yè)模式。
  工業(yè)4.0:工廠的自動化
  工業(yè)4.0(Industry 4.0)是德國政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項(xiàng)目之一,并已上升為國家戰(zhàn)略。工業(yè)4.0可以理解為工廠的自動化,或者是未來工廠。西門子搶占先機(jī),單獨(dú)成立了數(shù)字工廠事業(yè)部,通過一系列工業(yè)軟件領(lǐng)域的并購集成了目前全球較先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng),以及生產(chǎn)過程軟件,完成從硬件專業(yè)提供商到“軟硬結(jié)合”的系統(tǒng)解決方案“大管家”的跨越。
  工業(yè)4.0的戰(zhàn)略要點(diǎn)可以概括為:建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)、研究兩大主題、實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)集成。
  建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò):信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。信息物理系統(tǒng)就是將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上,讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能,從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合。虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CPS)包括智能機(jī)器、儲存系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施,各個部分能夠相互獨(dú)立地自動交換信息、觸發(fā)動作和控制。而物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)是“工業(yè)4.0”的基礎(chǔ)。
  研究兩大主題:智能工廠和智能生產(chǎn)。“智能工廠”是未來智能基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分,重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。“智能生產(chǎn)”的側(cè)重點(diǎn)在于將人機(jī)互動、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個工業(yè)生產(chǎn)過程,從而形成高度靈活、個性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。生產(chǎn)流程智能化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵。
  實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)集成:橫向集成、縱向集成與端對端的集成。“工業(yè)4.0”將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CPS形成一個智能網(wǎng)絡(luò),使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成。“橫向集成”是企業(yè)之間通過價值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)所實(shí)現(xiàn)的一種資源整合,是為了實(shí)現(xiàn)各企業(yè)間的無縫合作,提供實(shí)時產(chǎn)品與服務(wù);“縱向集成”是基于未來智能工廠中網(wǎng)絡(luò)化的制造體系,實(shí)現(xiàn)個性化定制生產(chǎn),替代傳統(tǒng)的固定式生產(chǎn)流程(如生產(chǎn)流水線);“端對端集成”是指貫穿整個價值鏈的工程化數(shù)字集成,是在所有終端數(shù)字化的前提下實(shí)現(xiàn)的基于價值鏈與不同公司之間的一種整合,這將最大限度地實(shí)現(xiàn)個性化定制。

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