一、本周重点事件回顾与分析
(一)机器人和云服务成为GE数字化的新战场
智能时代、机器人及数字化的冲击下,制造业也在调整思维、改善流程、运用新技术并构建新的商业模式,其中就不乏GE这样的技术型集团。近期,它已开始收购并创建适合制造业使用的机器人及无人机公司、布局开放式的云平台,让自己的产品和技术更值钱。
机器人自己动手开发
近几年来“大热”的机器人制造,其实已有不少的生产商:被美的纳入的德国库卡、ABB、日本安川及川崎重工等已占据了行业的大半江山,然而GE也并未放弃这一领域。
GE中国智能制造技术中心总监黄群健在接受第一财经记者采访时说,一个与机器人相关的“智能焊接”研发项目就在展开中,“我们的工厂一般分为两类:一是存在大量的机加工,二是装配车间。不管是哪类,都需要焊接这一环节,GE每年耗费的焊接时间有上百万小时之多。”
“焊接”这一环节面临不少挑战:焊工的工作环境中有很多焊烟,又比较热,“有的时候,工人工作了几分钟,就要休息二十几分钟,因此我们要想方设法在焊工有限的工作时间内提高生产效率,公司就开发了机器人自适应焊接系统,辅助他们的工作。”
他表示,机器人不仅会连续不间断的工作(不用担心环境较热的问题),而且还能持续焊接。另一方面,机器焊接的质量也得以保证且水准一致。”黄群健还解释道,“机械制造行业中,一部分的工作只能用人工,一部分可采用机器人替代。GE的一些分析结果显示,在特定的生产车间里面,机器替人能带来两位数的产能增幅。”
智能时代、机器人及数字化的冲击下,制造业也在调整思维、改善流程、运用新技术并构建新的商业模式,其中就不乏GE这样的技术型集团。近期,它已开始收购并创建适合制造业使用的机器人及无人机公司、布局开放式的云平台,让自己的产品和技术更值钱。
机器人自己动手开发
近几年来“大热”的机器人制造,其实已有不少的生产商:被美的纳入的德国库卡、ABB、日本安川及川崎重工等已占据了行业的大半江山,然而GE也并未放弃这一领域。
GE中国智能制造技术中心总监黄群健在接受第一财经记者采访时说,一个与机器人相关的“智能焊接”研发项目就在展开中,“我们的工厂一般分为两类:一是存在大量的机加工,二是装配车间。不管是哪类,都需要焊接这一环节,GE每年耗费的焊接时间有上百万小时之多。”
“焊接”这一环节面临不少挑战:焊工的工作环境中有很多焊烟,又比较热,“有的时候,工人工作了几分钟,就要休息二十几分钟,因此我们要想方设法在焊工有限的工作时间内提高生产效率,公司就开发了机器人自适应焊接系统,辅助他们的工作。”
他表示,机器人不仅会连续不间断的工作(不用担心环境较热的问题),而且还能持续焊接。另一方面,机器焊接的质量也得以保证且水准一致。”黄群健还解释道,“机械制造行业中,一部分的工作只能用人工,一部分可采用机器人替代。GE的一些分析结果显示,在特定的生产车间里面,机器替人能带来两位数的产能增幅。”
(二)发力云平台
对于智能技术的关注,并非是最近才开始的。2014年,GE就将视线锁定在了机器人市场中,还投资了一家无人机创业公司Airware。此后一发不可收拾,GE在不断找寻并开发那些适用于特殊及高难度场景中的无人机产品。2016年年末,GE也发布了用于甲烷检测的无人机Raven。80公里时速、重量不到9千克的Raven,能在危险设施的周围来回移动,通过身上的感测器它将数据、图片及时传回,经计算机及人工分析后,温度、震动和气体等相关数值一目了然。GE希望这款无人机不仅能继续提升探测的速度,同时也可广泛用在炼油厂的烟囱、机械设备性能等检测上。
今年6月13日,GE又宣布了一项重要决定---成立一家提供先进检测的公司Avitas,并使用数据机器人及人工智能等,为能源、运输及油气行业提供先进检测服务。这些检测将会与GE的工业云平台Predix一道,传回、分析数据,给出检测计划和准确的维修建议,促使相应成本的降低。
人们对云系统、云计算业务的熟悉,更多来自于阿里云、腾讯云、微软云服务Azure、亚马逊的AWS等产品,“但是,工业领域同样需要云系统,”GE全球副总裁、中国区供应链总裁马盛隆(Steve Meszaros)对第一财经记者说。
企业生产及运营中会快速生成大量数据,并要通过数字解决方案实现更高效、更智能的运作。传统的工业系统不能处理海量数据,速度也不够快。“大家可以想象一下,燃气轮机、飞机发动机所产生的数据量是每分钟TB级的,因而更强大的操作系统和平台才能与之匹配并处理。”马盛隆表示。
事实上,Predix除了可以实时监控包括飞机引擎、涡轮、核磁共振仪在内的各类机器设备,同步捕捉、分析及管理它们在运行过程中高速产生的海量数据之外,也希望能在各种云环境中实现无缝对接、操作。因此这一云平台也彰显着GE的野心。它期待,未来的Predix能像谷歌的安卓系统、苹果的iOS那样,在工业界无处不在。GE如今已在吸引大量软件开发者加入,预计2020年每年会有2万名开发者在Predix上开发应用软件。
“智能工厂(Brilliant Factory)的打造,离不开Predix这样的数字化云平台。同时,工厂也需要具备精益制造、智能技术等特点,”马盛隆对第一财经记者指出,源于汽车行业的“精益制造”会应用于更多的场景中;而3D打印、应用在CT球管项目中的光导智能投影技术、置于危险环境中的机器人等各类智能技术,也将大大推动制造业的生产速度及效率,并让人们腾出宝贵的时间来做更有趣、更有前瞻性的工作。
“比方说,我们使用了新的光导智能投影技术之后,以前CT球管需要6天的生产周期,现在只要1天了,可见改变多么巨大。”他表示,GE正在将数字化分析、新技术及流程改造等三者结合,从而大举推动制造业的变革,“我们希望自己和供应链工厂皆可提高生产效率。GE中国已是美国之外最大的单一国家市场,而且中国的供应链产出整体超过了60亿美元,所以中国制造业的转变,对整个GE而言可谓举足轻重。”他强调,过去,中国依靠投资及廉价劳动力来驱动经济并取得了显著成绩,但如今这种商业增长模型将不会被复制成功,因此中国政府也很有远见地推行了《中国制造2025》这样的行动纲领,制造业强国的战略目标也会由此展开。
二、本周重点政策跟踪分析
(一)河北移动雄安新区部署开通5G试验站点
近日,“崭新雄安,移动同行”河北移动雄安新区迈向5G、智慧应用发布会在雄安新区举行。据了解,河北移动已在雄安新区部署开通5G试验站点,具有1Gbps下载能力。
据了解,自雄安新区设立以来,河北移动参与了中国城市规划设计研究院组织的雄安新区市政工程规划工作,积极为新区的信息化蓝图建言献策;精心组织、调动资源,配合政府做好拆迁区域通信保障工作,对现有网络进行拉网式优化和质量提升。同时,河北移动认真落实中国移动集团公司要求,坚持信息基础设施先行,多次组织召开支撑雄安新区工作调度会议,第一时间抽调政治素质高、业务能力强、技术功底扎实的各专业骨干充实团队力量,配合集团公司全力支撑雄安新区打造绿色智慧城市,重点推进5G、物联网、全光宽带网络、云计算、大数据、智慧城市应用等新技术新业态创新发展,促进信息化发展与新区建设同步推进。目前,河北移动率先在雄安新区部署开通了5G试验站点,具有1Gbps下载能力。
据河北移动副总经理李强介绍,河北移动将遵循习总书记确立的“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”的16字建设理念,聚焦“提升网络基础能力”“创新服务应用水平”两大方面,力推物联网、人工智能、云计算、大数据等前沿技术在新区的研发、创新、落地,助力新区建设成为国内乃至世界的信息化服务高地。据悉,总投资约15亿元的中国移动(河北保定)数据中心预计在今年9月底建成并投入使用,届时将满足8000个机架的装机需求,提供800G的出口带宽接入能力,该数据中心的启用将对雄安新区的崛起发挥重要作用。
三、本周聚焦
(一)布局物联网,ABB抢滩电力大数据
物联网逐渐成为智能电网的重要支撑技术,工业巨头们不断抢滩工业4.0,更欲将其与智能电网相融合。在杭州国际博览中心举办的“ABB电力与自动化世界”活动中,ABB集团首次向中国市场推出数字化解决方案ABB Ability?。
电网业务是ABB公司的核心业务。ABB全球首席执行官史毕福(Ulrich Spiesshofer)表示:“电网事业部目前在全球输配电市场中排名第一,市场规模达到1100亿美元,近几年来增长率在3%到10%之间,这充分得益于能源革命及第四次工业革命带来的各种新机遇,为电网业务的数字化转型提供有力支持。”
随着电网的复杂性大幅度提升,沿用过去的技术已经无法管理今天的电网。在中国,利用智能化技术提升和改进现有电网已经取得很多进展。ABB全球电网业务负责人方秦(Claudio Facchin)在接受记者采访时表示,与其他国家相比,中国的数字化技术以及输电基础设施都走在前面,也比其他国家更早地采用一些先进的解决方案。
“国家电网进行了大量投资,升级现有基础设施,同时也通过先进技术、电子设备的使用开发新的基础设施,保护设备进行控制和监控,对新技术的尝试也走在前沿,比如使用数字化传感器,以及使用光纤而不是铜的电缆进行变电站控制,虽然这些新技术在中国处于早期阶段,但已经取得非常快的发展,”方秦举例说道。
在用户需求方面,方秦表示,许多电力客户也希望通过更好地去整合对用电的需求来进行整个管理的优化。通过ADMS(先进配电管理系统),能够帮助这些客户把发电以及电力消耗的数据整合在一起,来进行更好的预测和管理。
ABB集团首席数字官乔瑞(GuidoJouret)在会上展示了ABB Ability?“金字塔型”的四个层次,其中位于底层的设备与传感器是ABB ability?的基础。利用智能传感器解决方案将低压电机与工业互联网相连接,从而实现对电机的连续监测。传感器可以便捷地贴附在电机上,将电机震动、温度、负载和能耗等关键数据传输到云端。一旦任何参数偏离标准值,它就会发出警报,从而使操作人员在电机发生故障前采取预防措施。
在媒体见面会中ABB中国区总裁顾纯元则介绍了大数据在电气设备领域的应用。该公司在内蒙古电力公司设立了资产健康管理中心,将54台变压器连接起来,通过把ABB生产制造服务变压器的经验数字化,与变压器的实际应用相结合进行预诊断,此前应用资产管理中心已经发现几台设备存在的隐患,避免了事故。
“将关键的电气设备的数据通过云平台收集起来,实时在后台进行分析和观察,为客户提供24小时诊断分析。这样的数字化系统相当于建立了持续的系统,可以不断的叠加和循环,在维修之前就能知道如何应对,”顾纯元表示。
他指出数字化并非一夜之间建成,而是不断改进优化系统。在郑州供电局的应用中,通过将所有冲压电气设备连接起来,进行监测,使故障率降低了50%。而当故障发生时,恢复故障的时间减少了30%。
“随着互联网的发展,数字化变电站是一个重要的方向,我们希望通过变电站与用户有效地结合起来。”史毕福在发布会上表示,他以纽约的变电站为例,指出数字化变电站使用了光纤电流传感器和隔离式断路器,以减少维护需求和传统敷设电缆的困扰,最多节省变电站30%的占地面积。
未来,与物联网结合电力大数据将在电网有更多应用。方秦表示智能电网未来更有商业潜力的在于配电方面,比如加入智能技术,令配电系统进一步升级,来面对不断增长的电力消费需求;同时ABB也将对数据分析优化会有更多关注。
(二)“工业4.0”推动智能控制产品的需求
在“工业4.0”的大趋势下,智能制造成为时代主旋律和制造业的主攻方向。而制造业中,自动化、智能驱动技术将发挥着越来越重要的作用,这是一场围绕可持续生产力效率提高的创新挑战,从而为传统产业的升级改造和新兴产业的长远发展提供不竭动力。
“工业4.0”的基本概念,即模块化信息物理系统,该系统可以在配合操作员的同时实现彼此之间的实时通信,自动作出判断,从而按需调整生产过程。
为了设计出理想的新产品,制造商在选择相关的运行控制设备时需要综合考虑以下几点:
逻辑控制已无法满足需求
几年前,业界仍普遍使用可编程逻辑控制器(PLC)来控制机器设备。通常情况下,PLC会连接一个独立的运行控制器,而该控制器通过现场总线来调整和配合伺服驱动器。然而,这种方式现在显然无法满足行业需求了,数字化制造需要的是能够并行执行多个复杂任务的机械控制器。
因此,这种需求促进了可编程自动化控制器的发展(PAC)。现代PAC平台是一种使能技术,客户可以通过PAC平台制造 “工业4.0”所需的生产设备。
连通性才是关键
为了实现更高的灵活性以及设备的整体效能最大化,生产过程需要根据需求的变化自动调整。为此,不但要安装彼此之间能够实时对话的智能设备,而且还需要有一个作为中央枢纽的控制器平台,才能实现从企业网络到各个执行器的无缝双向通信。
为了避免潜在瓶颈发生,应选用支持工业以太网协议的智能现场设备,以便与控制系统通信。配有集成网络发布功能的可编程控制系统有助于随时随地发布数据,并在需要时便于远程维护。
电气控制面板设计的影响
由于自动调节制造工艺需要精确的位置控制,所以随着人们越来越倾向于选择小批量尺寸和大规模按需生产,伺服驱动器的使用也就越来越大。然而,增加伺服驱动器数量需要安装更大的电气控制柜,否则可能会增加安装问题。
目前的解决方案是使用伺服驱动系统,该系统装有中央供电模块,以便减少外部组件的使用数量。现代多轴系统也发展为配有堆叠式双轴及三轴模块,从而极大地缩小了控制面板的尺寸。此外,由于单芯电缆伺服电机是将位置反馈信号合并到电机的电源线中,所以与之前相比,电缆的成本降低了一半。