2022工业互联网人工智能应用.docx

工业互联网人工智能应用I目录ICONTENTS一、工业互联网赋能工业企业转型升级成为共识1（一）工业互联网为我国制造业发展提供新动能1（二）工业互联网助力企业转型升级成效初显31 .工业互联网有效促进工业企业降本增效提质42 .针对设备资产管理与传统业务优化的应用最为集中6二、工业互联网应用规模亟待扩大，新方法论提出迫在眉睫8（一）工业互联网应用深度和广度不足8（二）工业互联网发展亟需新方法论支撑10三、新方法论一解耦工业互联及基于人工智能的技术路线12（一）以数据流动为基础，以业务目标为导向解耦工业互联12（二）解耦工业互联可催生工业互联网生态新运作方式14（三）基于人工智能的工业互联网技术路线及实现方式17四、工业互联网人工智能应用实践19（一）设备/产品管理19（二）质量管理.23（三）能源管理.25（四）安全管理27（五）供应链管理29五、结语37-、工业互联网赋能工业企业转型升级成为共识过去四十年，我国工业企业如海上船队，乘改革开放之风，顺人口红利之势,在海上全速前进，取得了举世瞩目的辉煌成就。然而，随着“三期叠加”的到来，我国工业增速明显下降。I工业企业面临的经营环境发生巨大转变，国内经济增速放缓、国际市场持续疲软、劳动力成本不断飙升、环保要求日益严格、客户需求不断变化如今，风渐缓、势不在，工业企业从前可以倚仗的外力日渐消失，海上船队续航亟需新动力。(一)工业互联网为我国制造业发展提供新动能工业互联网是新代信息技术与制造业深度融合的产物，正在加速制造业数字化、网络化和智能化发展，成为世界各国新一轮产业竞争的制高点和经济新增长点。1.“：期佛加”是以习近平同志为核心的党中央在2013年前后为适应新常态对经济形势做出的!&要判断，具体指增长速度换档期、结构调隹阵痛期、前期刺激政策消化期加快发展工业互联网，对推动我国工业企业数字化转型、制造业高质量发展具有重要意义。一方面，工业互联网通过将IT技术与OT技术深度融合，在实现人、机、物全面互联互通的基础上，基于对工业数据的深度感知、实时传输、快速处理和高级分析，能够有效解决工业数据的爆炸式增长与现有工业系统计算能力不匹配的问题，从而加快以数据为驱动的制造业数字化、网络化、智能化进程。另，方面，工业互联网通过将制造资源和制造能力平台化，能够更大范围、更高效率、更加精准地优化资源配置、促进社会化协同，不断催生新技术、新业态、新模式，从而为制造业高质量发展提供新动能。我国政府高度重视工业互联网发展,近年来出台了一系列政策措施引导和支持工业企业基于工业互联网开展数字化转型。2017年11月，国务院印发关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见，成为我国推进工业互联网发展的纲领性文件。2018年起，工信部等相关部门连续发布了工业互联网APP培育工程实施方案（2018-2020年）工业互联网发展行动计划（20182020年）工业互联网平台建设及推广指南推动企业上云实施指南（2018-2020年）等系列政策文件。2019年政府工作报告再次明确提及工业互联网，并强调：打造工业互联网平台,拓展“智能+"，为制造业转型升级赋能。2随着政策持续加码，工业互联网正逐步成为我国制造业发展的新动能、振兴实体经济的新引擎。四大应用成效三大应用场景备品理 设产管林提高 效率降低用工成本降低运维成本减少资源浪费缩切研发周期梃高位派利用率提高员工工作效率提升产提褥次性合格率产品持续优化例后响应速度提开创造 新价值智能产品创新开拓新业务获得新做货（二）工业互联网助力企业转型升级成效初显工业互联网是新生事物，得益于我国各级政府和产业界的积极推动，工业互联网应用在我国工业领域的落地实践已取得一定进展，在各行业的经济效益、社会效益正在逐步显现，成为助力工业企业转型升级的重要途径。研究发现，围绕工业企业设备/产品管理、业务与运营优化、社会化资源协作等三大应用场景.目前工业互联网主要能为工业企业带来降低成本、提高效率、提升产品和服务品质及创造新价值等四方面的成效（如图1所示）。3图1：工业互联网应用场景案例分布及应用案例成效潴少故闲损失降斑能耗成本潴少安全事故计划优产优化缩短交付周期提高供应较运作效率降虾产品故的率产品可追溯客户服务i£伸数据即服务开拓新业务新商业模式1 .工业互联网促进工业企业降本增效提质总体来看，工业互联网在优化已有业务方面成效显著，主要体现在降低成本、提高效率、提升产品和服务品质三个方面，这也是推动工业企业实施工业互联网应用的最大动力。在开拓新业务方面，由于涉及主体多、实施难度较大，创造新价值略显不足。在降低成本方面，基于工业互联网的设备状态监测与报警、故障诊断、预测性维护、远程运维、能源管理、安全管理等应用，已经能有效帮助工业企业降低人员成本、运维成本、资源及能源成本等生产成本，并能减少因设备故障、计划外停机、安全事故等导致的意外损失。其中，降低人员成本的价值最为显著。如某电子制造企业利用大数据技术，对生产设备调机参数变化信息和加工程序之间的对应关系进行分析建模，再通过人工智能进行决策并远程控制执行系统，实现了智能调机调参，减少现场操作人员88%,平均调机时间减少60%。此外，工业互联网在降低运维成本、减少安全事故等方面的价值受到了部分行业企业的高度关注，如针对电力行业的工业互联网解决方案通过对风电设备相关数据进行高级分析，形成风电设备综合健康管理模型，目前已帮助某风电企业降低运维成本上亿元，可避免90%的次生事故。,在提高效率方面，工业互联网通过数字学生、人工智能、虚拟现实等新技术的深入应用，能够有效支撑制造企业实现基于数据驱动、智能决策的生产效率提升,具体表现在缩短研发周期、缩短交付周期、提升资源利用效率、提升员工工作效率、提升供应链运作效率等方面。值得一提的是，目前基于工业互联网的员工赋能等创新应用颠覆了传统的师徒传承模式，能快速提升员工工作技能，提高作业效率。如某电梯生产商为其24,000名技术工人配备了增强现实产品Hol。LenS(全息智能眼镜)，通过历史数据分析、空间扫描、图像识别及三维模拟图，HolOLenS能有效识别并定位电梯故障，并能远程呼叫各领域专家、共享全息图像，大幅提高了生产力，电梯维保完成速度提升四倍。 “Microsoft Hol。LenS为电梯维修带来新视野”,微软中国案例中心https在提升产品和服务品质方面，工业互联网基于机器视觉、机器学习、物联网感知等技术，通过质量管理、工艺优化、产品全生命周期管理等深度应用，能够帮助工业企业提升产品合格率、降低产品故障率、推动产品持续优化、实现产品可追溯、提升售后响应速度、不断延伸客户服务等。其中，提升产品合格率的经济价值最为显著，也是工业企业应用工业互联网的重要诉求。比如某全球领先的化工产品制造商在生产线上安装了深度感应摄像头，可生成三维模型，实时测量和分析工人的动作，并将人、机器、物料数据整合在一起，构建生产标准行为模型；通过将实时生产活动数据与标准行为模型进行对比，实时识别生产过程中的行为偏差，避免出现产品质量问题；同时，可及时检测在装配线发生的故障和缺陷，通过多级可追溯系统查询产品序列号，以确定缺陷产品。该解决方案可显著提高产品质量，实现产品在出货前接近零缺陷率，减少产品召回次数。 “ Gb bal Manufacturer Sought To Minimize Product Failures in the Production Process Lumada 物联 网平台httpsyen-uspdfduse-casehitachi-se-case-lumada-equips- manfacturers-for-the-future-with-predictive-quality.pdf7.，数据驱动转型致胜一一全球工业互联网平台应用案例分析报告，国家工业信息安全发展研究中心，2018年在创造新价值方面，基于工业互联网的产品智能化、数据即服务、新商业模式等创新应用，能够加速企业在新产品、新服务、新市场、新模式等方面的创新，为工业企业创造新价值、塑造新竞争优势。如某水泵厂商通过大型水泵远程监控平台,提供备件服务、保养服务、故障诊断等服务，优化营业收入结构，售后服务收入占总收入比重达40%,逐步实现从卖设备到卖“设备+服务”的转型，成功将数据变现。7再如正在开展服务化转型的某装备制造企业与专业保险公司开展合作，为后者的核保、定价提供基于数据分析预测的客观参考，实现了精准决策、个性化保费定价及高效假案评判，该保险公司在3个月内接到的近IOoO个案件中发现假案13起，节约损失数百万元，而装备制造企业也通过这新商业模式拓展了数据服务业务，促进了科技、产业和金融跨界融合。8.工业工联网平台创新发展白皮书(2018)，国家工业信息安全发展研究中心，2018年2 .针对设备资产管理与传统业务优化的应用最为集中从应用场景的角度，目前针对高价值设备的在线管理和针对重点业务与运营环节的优化两大场景应用较为普遍，社会化资源协作的创新应用较为有限。针对工业设备和工业产品开展资产管理服务是目前应用数量最多、范围最广的基础应用,几乎覆盖全部案例企业。研究发现，在已开展工业互联网应用的工业企业中，约70%的企业已经开展了设备状态监测与报警应用。通过实时监测和分析设备/产品运行状态，能够及时地发现并解决问题，从而有效地降低设备维护成本和因设备故障、非计划停机带来的生产损失。由于工业互联网的数据采集范围更大、可用性更强，除了能为工业企业提供实时监测、故障预警、预测性维护等应用服务之外，边缘计算、模拟仿真等新技术应用正使得设备资产管理方式从高成本的人工处理向远程智能运维过渡，并助力设备制造商开展产品即服务转型。围绕传统业务和运营优化的应用场景相对丰富,主要基于工业互联网打通OT数据与IT数据,以数据为驱动实现生产管理从局部改善到综合集成优化。目前该类应用场景的案例主要集中在投入成本最高、产生价值最大的生产制造环节，37%的企业围绕生产制造关键环节进行了改造提升。质量管理、能源管理、研发设计优化是大部分工业企业的应用切入点，应用案例占比超过10%。基于知识管理的员工赋能应用能够将口口相传的专家经验验证、封装为可复制的软件应用，从而缩短员工培训周期、减少培训成本、降低员工上岗门槛。供应链管理优化是企业提升市场快速响应能力、提高客户满意度的重要途径，通过将供应商、物流商、销售商的能力有机组织起来，能够优化生产计划、提高订单交付速度、减少库存积压，实现供应链上下游的协同。社会化资源协作是企业转型升级的创新模式,通过融合工业、金融'服务等领域,整合产业链'价值链资源，推动企业业务转型与商业模式创新。跨部门、跨企业、跨行业的数据汇聚和共享能为工业发展带来新机遇，例如通过消除传统金融和实体经济之间的信息壁垒，能提高金融机构服务实体经济的能力和意愿。然而,由于社会化资源协作涉及多个主体，数据确权、利益分配、信息安全等问题尚未解决,目前基于工业互联网的新业务、新模式、新业态仅在特定行业和领域出现，推广难度较大，开展各类社会化资源协作创新应用的案例占比不超过一成。二、工业互联网应麒模亟待扩大新方法论提出迫在眉睫(一)工业互联网应用深度和广度不足不可否认的是，工业互联网在全球范围内正处发展初期，