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西安法士特高智新公司變速器零件數(shù)字化生產線生產現(xiàn)場。 新華社記者 劉 瀟
日前，第三屆中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大賽在杭州閉幕，共吸引了1942支團隊、6500余名選手參賽，挖掘出了一批技術先進、成效顯著、可復制推廣的行業(yè)級解決方案。
“大賽的舉辦加快了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在汽車、鋼鐵、電力、新能源裝備制造等重點行業(yè)的普及應用。”中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院智能化研究所副所長顧維璽認為，作為新型基礎設施、應用模式和工業(yè)生態(tài)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)既是新一輪科技革命和產業(yè)變革的關鍵驅動，也是制造業(yè)數(shù)字化轉型、高質量發(fā)展的強勁動能。
解決行業(yè)痛點
“本屆大賽圍繞制造業(yè)數(shù)字化轉型的痛點難點問題，結合行業(yè)實際和創(chuàng)新發(fā)展需要，搭建了成果展示平臺、交流合作平臺以及資源共享平臺。”國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心黨委副書記、主任趙巖說。
工業(yè)企業(yè)設備維護往往需要花費大量資金，發(fā)現(xiàn)故障主要依靠工作人員對裝備聲音、振動和溫度的感知經驗，難以發(fā)現(xiàn)早期故障。此外，工業(yè)裝備大多運行在山上、井下、高溫、高噪聲等條件較為惡劣的場景，非常不利于人工作業(yè)。
針對上述問題，北京華控智加科技有限公司研發(fā)了基于機器指紋的多維信息融合工業(yè)設備健康畫像和預測性維護系統(tǒng)，能夠實時采集設備核心部件的聲音、振動、溫度等信號，融合識別結果和工況數(shù)據(jù)，構建裝備畫像模型和能耗預測模型，實現(xiàn)工業(yè)設備故障的超早期診斷、預測性維護和智能化運行，使生產過程達到安全、節(jié)能、減排、增效，該項目獲得此次大賽新銳組一等獎。
“目前，我們的產品已經在電力、煤炭、鋼鐵、水泥等行業(yè)的大型復雜裝備上投入應用。”華控智加科技有限公司總經理劉德廣告訴記者，對火電廠主要設備磨煤機的日常巡檢，以前主要靠經驗豐富的老師傅用聽診設備判斷內部故障和磨輥磨損程度，很難實現(xiàn)定量測算。而周期性維護也無法杜絕過度維護和維護不到位的情況，是火電廠運維工作一大痛點。
為此，華控智加為京能集團火電廠安裝了基于機器聲紋識別技術的磨煤機運行監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，實時監(jiān)測磨煤機整體運行狀態(tài)，通過人工智能模型對其磨損程度進行定量測算和趨勢預測，不但可對關鍵部件的突發(fā)、潛伏故障進行自動診斷，還能通過設備畫像、知識圖譜、數(shù)字孿生等技術手段完成可視化智能運維管理和運行能效分析，在降低設備維護成本的同時，大幅提升巡檢效率和質量。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅能解決傳統(tǒng)制造業(yè)生產過程中的難點問題，也為高技術制造業(yè)提升品質提供了有效方案。隨著半導體制造生產流程日益復雜、工藝規(guī)格日益提高，TCL格創(chuàng)東智公司提出，進一步提升產品良率是企業(yè)必須突破的瓶頸。由此，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的半導體制造閉環(huán)反饋控制極致品質控制解決方案應運而生。
“半導體制造閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)能夠實時分析數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)設備處于不良狀況時會第一時間調整控制臺參數(shù)，確保產品為最優(yōu)品。”TCL格創(chuàng)東智半導體首席架構師肖長寶介紹，該方案已經在TCL華星武漢工廠應用，預計每年可為企業(yè)增加收入500萬元以上。
新技術融合創(chuàng)新
推進制造業(yè)數(shù)字化轉型，僅靠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一項技術難以實現(xiàn)。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展邁出堅實步伐，與人工智能、5G等新一代信息技術相互賦能，‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’項目已累計建成3100多個。”工業(yè)和信息化部信息通信管理局負責人王鵬說。
中國信息通信研究院院長余曉暉表示，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”已實現(xiàn)從“0”到“1”再到“10”的突破和拓展，在礦山、工廠、港口、電力等多個領域形成可復制解決方案，“人工智能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用路徑與模式逐步形成，國內工業(yè)智能應用仍以傳統(tǒng)人工智能為主，但深度學習、知識圖譜等新興人工智能技術也有較好探索”。
本次大賽上，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”專業(yè)賽遴選出一批人工智能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合的優(yōu)質解決方案，促進先進技術落地，樹立行業(yè)標桿。北京瑞萊智慧科技有限公司憑借第三代安全可靠可控人工智能平臺獲專業(yè)賽特別獎。“該平臺已應用于中信戴卡股份有限公司的壓鑄機工藝參數(shù)智能優(yōu)化項目中，通過數(shù)據(jù)驅動機器學習方法，實現(xiàn)對汽車零配件壓鑄機工藝參數(shù)在線調節(jié)，解決用工成本高、技術人員經驗不足的問題。”瑞萊智慧公司高級副總裁朱萌告訴記者，公司打造的AI安全防火墻系統(tǒng)幫助電網(wǎng)企業(yè)提升監(jiān)控系統(tǒng)的安全性與可靠性，通過系統(tǒng)性漏洞檢測和防御加固，減少未知風險對電網(wǎng)線路的威脅。
“人工智能技術創(chuàng)新是制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)智能制造的基礎。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能深度融合，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)、工業(yè)機理和人工智能算法三要素合一，幫助制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)降本、提質、增效、減存，加快數(shù)字化、智能化轉型進程。”顧維璽說。
應用邁向縱深
當前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用已從龍頭企業(yè)內部拓展到產業(yè)鏈上下游，大中小企業(yè)融通創(chuàng)新格局正在形成。應用范圍也已從個別行業(yè)向鋼鐵、機械、電力、交通、能源等45個國民經濟大類加速滲透，有力支撐一二三產業(yè)融合發(fā)展，并形成了平臺化設計、智能化制造、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸、數(shù)字化管理六大典型應用模式，有效支撐了制造業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展。
工業(yè)產品在設計研發(fā)環(huán)節(jié)就需要定制化、專業(yè)化仿真軟件平臺進行模擬實驗。“有限元分析軟件是設計大型液化天然氣儲罐的核心技術，此前一直被國外企業(yè)壟斷。我們通過與云道智造科技有限公司合作，開發(fā)出國內第一款獨立自主、面向液化天然氣儲罐設計的有限元分析軟件。”中海石油氣電集團研發(fā)中心工程師陳團海介紹，“我們?yōu)檫@款軟件配置了大量定制化開發(fā)功能，比如所有界面都是中文的，并按照儲罐設計流程開展計算分析，以圖片、曲線、動畫、數(shù)據(jù)等形式輸出各種仿真結果，設計效率能提升85%以上。”
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用成效明顯離不開網(wǎng)絡基礎設施建設扎實推進。“截至目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質量外網(wǎng)覆蓋300多個城市，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系基本建成，國家頂級節(jié)點日均解析量提升至1.5億次，二級節(jié)點覆蓋29個省份34個重點行業(yè)。”顧維璽說，具有一定行業(yè)和區(qū)域影響力的特色平臺超150家，共遴選出28個跨行業(yè)跨領域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。其中，重點平臺工業(yè)設備連接數(shù)超7900萬臺、工業(yè)APP數(shù)量達28萬余個。
但也要看到，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還面臨著底層工控軟硬件“卡脖子”、相關技術標準欠缺等問題。“應著力突破邊緣傳感器、高端數(shù)控機床、工控軟件、設計研發(fā)工業(yè)軟件等國產替代關鍵技術，聚焦新技術融合開展試點示范遴選，加快培育平臺創(chuàng)新解決方案和低成本、輕量化、易使用的工業(yè)APP，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺產品和服務供給能力。”顧維璽建議，要持續(xù)完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系，開展關鍵標準研制和應用推廣，加快制定相關規(guī)范和準則，構建公平有序開放的平臺發(fā)展環(huán)境，實現(xiàn)功能模塊在不同平臺的部署、調用與訂閱，推動數(shù)據(jù)與服務互聯(lián)互通。此外，還要以具體應用為切入點，持續(xù)推動雙跨平臺和特色鮮明的區(qū)域型、行業(yè)型平臺建設，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)建設，開展平臺培育培優(yōu)行動，促進平臺在垂直行業(yè)和重點區(qū)域的規(guī)?；瘧煤偷墸蛟煲慌椛鋷幽芰姷墓I(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高地。（記者 李芃達）
但也要看到，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還面臨著底層工控軟硬件“卡脖子”、相關技術標準欠缺等問題。“應著力突破邊緣傳感器、高端數(shù)控機床、工控軟件、設計研發(fā)工業(yè)軟件等國產替代關鍵技術，聚焦新技術融合開展試點示范遴選，加快培育平臺創(chuàng)新解決方案和低成本、輕量化、易使用的工業(yè)APP，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺產品和服務供給能力。”顧維璽建議，要持續(xù)完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系，開展關鍵標準研制和應用推廣，加快制定相關規(guī)范和準則，構建公平有序開放的平臺發(fā)展環(huán)境，實現(xiàn)功能模塊在不同平臺的部署、調用與訂閱，推動數(shù)據(jù)與服務互聯(lián)互通。此外，還要以具體應用為切入點，持續(xù)推動雙跨平臺和特色鮮明的區(qū)域型、行業(yè)型平臺建設，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)建設，開展平臺培育培優(yōu)行動，促進平臺在垂直行業(yè)和重點區(qū)域的規(guī)?；瘧煤偷?，打造一批輻射帶動能力強的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高地。（記者 李芃達）
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