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西安法士特高智新公司變速器零件數字化生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)現場(chǎng)。 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(shù)先進(jìn)、成效顯著(zhù)、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(chē)、鋼鐵、電力、新能源裝備制造等重點(diǎn)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(cháng)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(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵驅動(dòng)，也是制造業(yè)數字化轉型、高質(zhì)量發(fā)展的強勁動(dòng)能。
解決行業(yè)痛點(diǎn)
“本屆大賽圍繞制造業(yè)數字化轉型的痛點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題，結合行業(yè)實(shí)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(shū)記、主任趙巖說(shuō)。
工業(yè)企業(yè)設備維護往往需要花費大量資金，發(fā)現故障主要依靠工作人員對裝備聲音、振動(dòng)和溫度的感知經(jīng)驗，難以發(fā)現早期故障。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(chǎng)景，非常不利于人工作業(yè)。
針對上述問(wèn)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(huà)像和預測性維護系統，能夠實(shí)時(shí)采集設備核心部件的聲音、振動(dòng)、溫度等信號，融合識別結果和工況數據，構建裝備畫(huà)像模型和能耗預測模型，實(shí)現工業(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(chǎn)過(guò)程達到安全、節能、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(chǎn)品已經(jīng)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(jīng)理劉德廣告訴記者，對火電廠(chǎng)主要設備磨煤機的日常巡檢，以前主要靠經(jīng)驗豐富的老師傅用聽(tīng)診設備判斷內部故障和磨輥磨損程度，很難實(shí)現定量測算。而周期性維護也無(wú)法杜絕過(guò)度維護和維護不到位的情況，是火電廠(chǎng)運維工作一大痛點(diǎn)。
為此，華控智加為京能集團火電廠(chǎng)安裝了基于機器聲紋識別技術(shù)的磨煤機運行監測和故障診斷系統，實(shí)時(shí)監測磨煤機整體運行狀態(tài)，通過(guò)人工智能模型對其磨損程度進(jìn)行定量測算和趨勢預測，不但可對關(guān)鍵部件的突發(fā)、潛伏故障進(jìn)行自動(dòng)診斷，還能通過(guò)設備畫(huà)像、知識圖譜、數字孿生等技術(shù)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(shí)，大幅提升巡檢效率和質(zhì)量。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅能解決傳統制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的難點(diǎn)問(wèn)題，也為高技術(shù)制造業(yè)提升品質(zhì)提供了有效方案。隨著(zhù)半導體制造生產(chǎn)流程日益復雜、工藝規格日益提高，TCL格創(chuàng )東智公司提出，進(jìn)一步提升產(chǎn)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(zhì)控制解決方案應運而生。
“半導體制造閉環(huán)反饋控制系統能夠實(shí)時(shí)分析數據，當發(fā)現設備處于不良狀況時(shí)會(huì )第一時(shí)間調整控制臺參數，確保產(chǎn)品為最優(yōu)品。”TCL格創(chuàng )東智半導體首席架構師肖長(cháng)寶介紹，該方案已經(jīng)在TCL華星武漢工廠(chǎng)應用，預計每年可為企業(yè)增加收入500萬(wàn)元以上。
新技術(shù)融合創(chuàng )新
推進(jìn)制造業(yè)數字化轉型，僅靠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一項技術(shù)難以實(shí)現。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展邁出堅實(shí)步伐，與人工智能、5G等新一代信息技術(shù)相互賦能，‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’項目已累計建成3100多個(gè)。”工業(yè)和信息化部信息通信管理局負責人王鵬說(shuō)。
中國信息通信研究院院長(cháng)余曉暉表示，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”已實(shí)現從“0”到“1”再到“10”的突破和拓展，在礦山、工廠(chǎng)、港口、電力等多個(gè)領(lǐng)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)智能應用仍以傳統人工智能為主，但深度學(xué)習、知識圖譜等新興人工智能技術(shù)也有較好探索”。
本次大賽上，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”專(zhuān)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(zhì)解決方案，促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)落地，樹(shù)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(zhuān)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智能優(yōu)化項目中，通過(guò)數據驅動(dòng)機器學(xué)習方法，實(shí)現對汽車(chē)零配件壓鑄機工藝參數在線(xiàn)調節，解決用工成本高、技術(shù)人員經(jīng)驗不足的問(wèn)題。”瑞萊智慧公司高級副總裁朱萌告訴記者，公司打造的AI安全防火墻系統幫助電網(wǎng)企業(yè)提升監控系統的安全性與可靠性，通過(guò)系統性漏洞檢測和防御加固，減少未知風(fēng)險對電網(wǎng)線(xiàn)路的威脅。
“人工智能技術(shù)創(chuàng )新是制造業(yè)企業(yè)實(shí)現智能制造的基礎。通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能深度融合，實(shí)現工業(yè)數據、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(shí)現降本、提質(zhì)、增效、減存，加快數字化、智能化轉型進(jìn)程。”顧維璽說(shuō)。
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(chǎn)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(gè)別行業(yè)向鋼鐵、機械、電力、交通、能源等45個(gè)國民經(jīng)濟大類(lèi)加速滲透，有力支撐一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，并形成了平臺化設計、智能化制造、網(wǎng)絡(luò )化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸、數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(chǎn)品在設計研發(fā)環(huán)節就需要定制化、專(zhuān)業(yè)化仿真軟件平臺進(jìn)行模擬實(shí)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(shù)，此前一直被國外企業(yè)壟斷。我們通過(guò)與云道智造科技有限公司合作，開(kāi)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(kāi)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(kāi)展計算分析，以圖片、曲線(xiàn)、動(dòng)畫(huà)、數據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(kāi)網(wǎng)絡(luò )基礎設施建設扎實(shí)推進(jìn)。“截至目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量外網(wǎng)覆蓋300多個(gè)城市，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系基本建成，國家頂級節點(diǎn)日均解析量提升至1.5億次，二級節點(diǎn)覆蓋29個(gè)省份34個(gè)重點(diǎn)行業(yè)。”顧維璽說(shuō)，具有一定行業(yè)和區域影響力的特色平臺超150家，共遴選出28個(gè)跨行業(yè)跨領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。其中，重點(diǎn)平臺工業(yè)設備連接數超7900萬(wàn)臺、工業(yè)APP數量達28萬(wàn)余個(gè)。
但也要看到，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還面臨著(zhù)底層工控軟硬件“卡脖子”、相關(guān)技術(shù)標準欠缺等問(wèn)題。“應著(zhù)力突破邊緣傳感器、高端數控機床、工控軟件、設計研發(fā)工業(yè)軟件等國產(chǎn)替代關(guān)鍵技術(shù)，聚焦新技術(shù)融合開(kāi)展試點(diǎn)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(chǎn)品和服務(wù)供給能力。”顧維璽建議，要持續完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系，開(kāi)展關(guān)鍵標準研制和應用推廣，加快制定相關(guān)規范和準則，構建公平有序開(kāi)放的平臺發(fā)展環(huán)境，實(shí)現功能模塊在不同平臺的部署、調用與訂閱，推動(dòng)數據與服務(wù)互聯(lián)互通。此外，還要以具體應用為切入點(diǎn)，持續推動(dòng)雙跨平臺和特色鮮明的區域型、行業(yè)型平臺建設，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范區建設，開(kāi)展平臺培育培優(yōu)行動(dòng)，促進(jìn)平臺在垂直行業(yè)和重點(diǎn)區域的規?；瘧煤偷?，打造一批輻射帶動(dòng)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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