新基建工（gōng）業互聯網與裝備製造轉型

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               以下文章來源於 葛洲壩（bà）能源重工有限公司 總經理（lǐ） 劉飛

    工業領域升級發展離不開（kāi）新技術推動。隨著以互聯網、物聯網、雲計算、大數據、人工智能等為代表（biǎo）的新一代信息技術不斷與（yǔ）工業技術創（chuàng）新成果跨界融合，引發了全球新（xīn）一輪科技革命和產業變革，一係列新（xīn）的生產方（fāng）式、組織方式和商業模式不斷湧現，工業互聯網應（yīng）運（yùn）而生，並推（tuī）動全球工業體（tǐ）係的智能化變革（gé）。新基建的提出使我們（men）對工業互聯網及其（qí）對裝備製造意義的認識（shí）更加深刻。

1 工業（yè）互聯網核（hé）心思想（xiǎng）及政策背景

1.1 工業互聯網核心思想

在數字化、網絡化和智能化時（shí）代，工業互聯網已成為新的企業競爭手段、產業布局方向和大國競爭焦點，也是製造業智能化（huà）轉型最重要的（de）基礎設施和發展路徑，裝（zhuāng）備製造業的轉（zhuǎn）型需求最為迫切。工業互聯網核（hé）心思想（xiǎng）是實現人、數據、物和機器全麵互聯的新型網絡（luò）基礎設（shè）施，通過（guò）互聯（lián）網和新（xīn）一代信息技術與工業係統全方位深度融合（hé）所形成智能化發展（zhǎn）的新興業態和應用模式，成為工業智能化發展的關鍵（jiàn）基礎設（shè）施和新型工業操（cāo）作係統，它的（de）誕生基於對機器與機器之間（jiān）、機器與人之（zhī）間、企業（yè）與企業之間、國家與國家之間（jiān）的（de）互聯互（hù）通愈發重要的認識（shí）理念。工業互聯網催生的新模式新業態帶來了裝備產業高端化（huà）發展優勢（shì），為實體經濟和數字經濟高質量發展提供了突破口和新動（dòng）能。

1.2 工（gōng）業互聯網發展和政策現狀

    至2019年底我國工業互聯（lián）網發展（zhǎn）市場規模已突破6000億（yì）元，聯盟成員數量超過1400家。國（guó）內相關政策的出台為工業互聯網發展指明（míng）了方向（xiàng）和重點。工信部（bù）《工業互聯網發展（zhǎn）行動計劃( 2018—2020)》明確了工業互聯網的發展內容（róng）和戰略目標；《工業互聯網（wǎng）平台建設及推廣指南（nán）》和《工業互聯網平台評價（jià）方法》標誌著工業互聯網平台建設的正式落地；《工業互聯網網絡建設及推（tuī）廣指南》和工業互（hù）聯網產業聯盟《工業互聯網標（biāo）識解析二級節點（diǎn）建設導則(試（shì）行版)》則促進工業互聯網發展實施落地。從工業（yè）互聯網前景應用深度來看，對通信（xìn）技術要求顯著提高，5G融合趨勢是必然，是實現製造業向智（zhì）能化、服務化、高端化轉型的必要（yào）條件。工信部《關於（yú）印發“5G+工業互聯網”512 工程推進方案的通（tōng）知》表明了（le）工業互聯網建設的技術（shù）要求和高（gāo）水準（zhǔn）。

2 裝備製造的智能化轉型升級

2.1 企業轉型動因及實踐

裝備製造麵臨著生產成本上升、產品需求多樣化、競（jìng）爭加劇等多重壓力，急需進行數（shù）字（zì）化、網絡化和智能化等方麵的（de）創新探索，構（gòu）建裝備行業工業（yè）互聯網平台，為（wéi）企（qǐ）業（yè）提供泛在（zài）連接（jiē）、彈性供給、高效配置的載體，在整個產品生命周期的價值鏈中，使產品上雲、流程上雲（yún），將工業互聯網平台應用於設計（jì）、生產、試驗、服務等環（huán）節，促進裝備製造行業升級，實（shí）現傳統製（zhì）造型企業向製造服務型企業（yè）的轉型，從而構建行業新型工業生態（tài）環境（jìng）係統。

近年來，中（zhōng）國能建葛洲壩集團大（dà）力踐行新發展（zhǎn）理念，特（tè）別（bié）是在新基（jī）建形勢下，對集團工業製造領域提出了新（xīn）的戰略格局和創新轉型目標。葛洲壩能源重工有限公司做（zuò）為承擔（dān）集團（tuán）裝備製造（zào）的主力之一，是（shì）以分布式（shì）能源（yuán）產品和技術為基礎、能源互聯網為核心，為行業提供國內一流、世界領先的智慧能（néng）源綜合解決方案及核心設備的綜合供應（yīng）商，擁有全球化的營（yíng）銷和服務網絡，國際市場開發業務覆（fù）蓋142個國家（jiā）。根據集團規劃，能源（yuán）重工順應趨勢調整戰略，在工業互聯網應用和促進裝備製造轉型升級業務上進行了積極的探索（suǒ）實踐，不斷為行業（yè）提供（gòng）國內（nèi）一流、世界領先（xiān）的高端裝備。

2.2 智能化轉型主要途（tú）徑

數字化（huà）是實現工業互（hù）聯網的首要步驟，也是（shì）實現（xiàn）製造企業智能化轉（zhuǎn）型的最佳途徑。數字化是通過實現企業內部和外部互聯，加速生產方式變革、讓製造係統更智能（néng），使其更能自動適應市場變化和製造條件的變更。數字化（huà）是（shì）利用新一代信息技術，構建數據的采集（jí）、傳（chuán）輸、存儲、處（chù）理和反饋的閉環，打通不同層級與不同行業間的數據壁（bì）壘，提高行業整體的運行效率，構建（jiàn）全新的數字經濟體係。綜（zōng）合來看，數字化（huà）轉型即是以大數（shù）據、雲計算、人工智能（néng）、區塊鏈等（děng）新一代信（xìn）息通信技（jì）術為（wéi）驅動力，以數據（jù）為關鍵要素，通過實現企業的生產智能化、營銷精準化、運（yùn）營（yíng）數（shù）據（jù）化、管理智慧化，催生一批新業態、新模式、新動能，實現以創新驅動的產業高（gāo）質量化和跨領域的同步化發展。

2.3 智能化轉型的作用

（1）通（tōng）過數字化轉型，企業能夠打通涵蓋產品設計、生（shēng）產規劃、生產工程、生產實施和服務在（zài）內的（de）整個（gè）產品生命周期的數據流，實現設備資產的有效管理和業務運營的優化，從而縮短產（chǎn）品開發時間，加快新產品的上（shàng）市速度（dù），通過更靈活的生產手段實現更快速的市場響應，以更好的質量管理體係贏得客（kè）戶信任，以（yǐ）更高的（de）成本效率贏得競爭。

（2）數字化技術給製造企業帶來的不（bú）僅僅是跨界的競爭和業態（tài）複雜化，更多的是對企（qǐ）業核心能（néng）力（lì）提出了（le）新的挑戰。一（yī）方麵，為了滿足（zú）客戶日益多變的個性化需求，製造企業在決策模式是服務模式上必須做出對應的變（biàn）革來適應市場（chǎng）的（de）變化; 另一方麵，高端（duān）裝備本身在（zài）結構上機、電（diàn）、軟一體化的要求不斷提高，為了更快地交付高質量的產品（pǐn），企業在（zài）產品的設計開發、流程建設、生產模式創新、人員協同（tóng）組織等方麵都麵（miàn）臨全新的挑戰。

3 高端裝備製造的工業（yè）互聯網應用方式

工業製（zhì）造遵循了從自動化、信息化到數字（zì）化智造的遞（dì）進發展邏輯。智能製造的載體是工業互聯網（wǎng），其應用方式有智能製造基地、個性化定製、網絡化協同和服務化延伸。葛洲壩能源重工在自身實踐中深深感受了這（zhè）幾方麵（miàn）巨大的發（fā）展空間和潛力。

3.1 智能製造基地

製造向智能化轉（zhuǎn）變，大幅提升生（shēng）產效率和質量，同時利用數（shù）字技術改變產（chǎn）品測（cè）試係統，降（jiàng）低試（shì）錯成本。能源重（chóng）工（gōng）在（zài）武漢葛洲壩高端裝備產業園擁有智能化和數字化（huà）的生產基地，為客戶提供專（zhuān）業的發電機組產品和電源解決方案。

（1）數字化設計。能源重工針對機組產品整體及關鍵（jiàn）裝（zhuāng）配部件采用數字化設計，對集成係統和機組底座、配電櫃、銅排（pái）組等（děng）部件，技術人員使用（yòng）不同的智能軟件（jiàn）進行預設計、模擬裝配和仿真試驗。通過建模計算校驗底座強度並確定最經濟材料參數；構造（zào）配電櫃和銅排（pái）組的最佳結構和安全性校驗，提前消除問（wèn）題和避免浪（làng）費。數字化應用顯著提（tí）高（gāo）了產品設計（jì）的安全可靠（kào）性、質量（liàng）和設計效率。

（2）數字化調度生產設備。能源重（chóng）工（gōng）設在武漢（hàn）高端裝備產業園的生產（chǎn）廠房擁有較多（duō）吊裝設備、智能平台車等重大設備，均安裝有傳感器和（hé）通信裝置，生產人員通過遙控（kòng）方式進行精準控製，高效完成裝配和移動作業。

（3）智能化全係列產品測試係統。能（néng）源重工武漢工廠在該係統中（zhōng）將所（suǒ）有不同規格假負載及電（diàn）氣操（cāo）作係統通過歸一化預留接口與各個測試台位不同（tóng）類型機組產品全部聯係在一起，根據公司（sī）機組全係列產品規格、不同電壓等級，設計了所有（yǒu）需（xū）要采樣的數據/信號傳感器、控製信號和電力一次裝置的預接係統，通（tōng）過采樣係統設計取代了原係統所有的互感器櫃，通過測試房集控台的轉換係統自（zì）動識別被（bèi）試產品台位、規格和高電壓低電壓，自動匹配（pèi）測試負載（zǎi）。顯著提高了產品測（cè）試能力和效（xiào）率（lǜ），大大降低了人工操作量，也減少了由（yóu）於產品不同所帶來的多種繁瑣接入（rù）操作。

3.2 個性化（huà）定製

企業產品的生產銷售由規模化定製向個性化定製轉變，實現以用戶為中心的按需生產，有效滿足市場的多樣化需求，同時解決企業庫存和產能問題。

（1）能源重工對複雜多樣的發電（diàn）機組產品建立了標準化係（xì）列方案，並在（zài）此基礎上完善了訂單個性化定製的標準化數據結構，提高了內部信息規範溝通效率和（hé）網絡化訂單執行指令的生成準確性和快速（sù）性。

（2）通過公司的OA網絡平（píng）台（tái），研發技術人員可通過投標評審流（liú）程及時介入，重點對客戶個性化要求進行識別、技術分析和風（fēng）險評估，並給出（chū）專（zhuān）業意見，將項目問題解決在前期，將風險和成本降至最低。

（3）針對數據中心、半導體（tǐ）等行業對安保電源係統的特殊要求，能源重（chóng）工的研發（fā）/設計人員在（zài）行業標準化定製研（yán）究基礎上，對（duì）所有項目個性化定製進（jìn）行具體落（luò）實。由於綠色能源（yuán）應用和UPS集成（chéng）了最先（xiān）進儲能裝（zhuāng）置（zhì），對安保係統服務要求提高，遠程管理成為個性化需要，針對所有機組、儲能（néng）裝置和綠（lǜ）色能源設備合理地設計傳感器係（xì）統和通信接口，通過服務雲實現對整個安保係統的運維管（guǎn）理和優化，實現遠程監控、遠程（chéng）診斷、遠（yuǎn）程維護、遠程升級（jí）。通過傳感器采集運行狀態、參數（shù）和環境信息，讓設備在使用（yòng）階（jiē）段可視化。通（tōng）過數據驅動和（hé）知識模型的計算，實現故障預測、壽命評估的量化指示，實現智能調度和控製，使資產增質提效。將服務作（zuò）為（wéi）產品，實現業務係（xì）統效（xiào）率提升和資源有效配置（zhì），優化業務，在服務雲（yún）上還可以結合應（yīng）用場景，衍生出一係列的（de）針對生產、業主和第三方的增值服務。

（4）針對特（tè）殊應用場景，能源重工研發的產（chǎn）品還包括（kuò）抗（kàng）過載型發電（diàn）機組、飛輪UPS機組等。這些產品都集成了飛輪儲能技術應用（yòng），但由於使用場景（jǐng）要求不同，產品配置參數、協調控製（zhì）、保護設計、性能試驗及（jí）設備運維（wéi）管理要（yào）求等都有所不同，在訂單執行指令上進行細分處理。

3.3 網絡化（huà）協同

企業生產組織（zhī）方式由地理集聚向網絡集聚轉變（biàn），生（shēng）產方式從（cóng）集中變得更加分散，工廠不再是企業生產製造的唯（wéi）一中心，通過產業鏈協同、供應鏈協同，有效降低資源獲取成本，打破企（qǐ）業的疆域，提升產業整體競爭（zhēng）力。

（1）企業內部協同。能（néng）源（yuán）重工通過OA網絡平台，形成跨設備、跨係統、跨廠區、跨（kuà）地區（qū）的互聯互通，推動整個製造服務體係智（zhì）能化（huà）。將營銷（xiāo）係統、商務（wù）係統、技術應用、研發設計、采購係統、生產製造係統等全部連接起來，所（suǒ）有業務流程在OA上完成。項目采購（gòu）招標業務則納入中國（guó）能建集中采購平台，通過集采平台完成招標管理的全部流程。

（2）產業鏈協同。在工業（yè）互聯網背景下，葛洲壩能源重工將自身定位為智慧能源綜合解決方案及核心裝備供應商，並（bìng）積極實踐轉型。公司針（zhēn）對產業鏈信息不對稱以及管理係統多等經營痛點（diǎn），製定了（le）基（jī）於工業互聯網的解決方案。通過構（gòu）建數據渠道，實現了（le）與（yǔ）供應商和客戶企業的數據互聯互通（tōng）。建立（lì）了供應商數據庫及評價係統、客戶關（guān）係管理係統、以及全球客戶設備監控雲係統。基於這些平台實現了對供應商的管理和以用戶需求（qiú）拉動組織生產的模式。

3.4 服務（wù）化延伸

企業商業模（mó）式從產品（pǐn）向服務（wù）拓展，通過產品上（shàng）的智能模塊，實（shí）現多樣化服務（wù），拓展企業利（lì）潤空間。能源重工在服務領域完（wán）成的電站裝備雲服務係（xì）統，通過網絡與公司所有分布在全球各地的（de）內燃發電機組實現互聯，將機組運（yùn）行信息實時發布到網絡中，可通過常規（guī）網絡瀏覽器和手機APP實時（shí）對機組的運行狀態和參數進行查看和監視，甚至做一些操作控製。同（tóng）時在公（gōng）司總部設立大屏幕的監視站，為客戶提（tí）供更直觀的體驗。通過構建（jiàn）大數據平台，運用邊緣計算等（děng）技術全麵（miàn）進行數據采集處理，實現了全球各地客戶運行設備的數據可視化，並可結合數據分析工具，實現對現場設備運行評估（gū）、故障（zhàng）分析、異常排查、調度優化、預測需（xū）求等（děng）輔助決策。

4 工業互聯網對轉型的賦能作用（yòng）

在裝備製造轉型過（guò）程中，工業互聯網（wǎng）幫助企業實現從經驗（yàn）決策到數據+算法決策的智能化決策的升級轉（zhuǎn）變。工業互聯（lián）網將企業（yè）原內（nèi）網和企業間外網均涵蓋（gài）在（zài）內，成為製造企業智造轉型的關鍵支撐和基礎（chǔ）設施。企業依托數字的可（kě）連接、可匯（huì）聚、可推演特（tè）性，對企業在決策、研製、生產、服務及工作等領域進行創新，最終以更低的（de）成本、更高的效率，為客戶提供更好的服務體（tǐ）驗。這意味著構建全麵智能化需依托工業互聯網平台廣泛連接的能力、強大的數據分析與處理能力、人工智能、全麵的平台化服務能力、快速開發及構（gòu）建良好用戶體驗的應（yīng）用能（néng）力。工業物聯網（wǎng）平台通過與（yǔ）資源、資產、設備、流（liú）程、工具、係統、產品、工廠、供（gòng）應商、客戶等建立物的實（shí）時連接，可以實時地了解業務的執行情況（kuàng），並通過（guò）機器學習等人工智能技術的應用，對業（yè）務數據進（jìn）行理解和學習，進（jìn）而對業務異常進行預警，對（duì）業務結果進（jìn）行預測，甚至執行規（guī）則學習和場景化自主決策。

5 前景展望

裝備製造企業（yè）要實現外部價值鏈（liàn）延伸，打造智能產（chǎn）品、服務和協（xié）同能力，提高（gāo）生產率（lǜ）、降低成本、製造高（gāo）價值產品，創造更多的效益，培養數據驅（qū）動的業務創新能（néng）力; 充分利用麵向開放生態的平台運營，聚焦供應鏈集成（chéng）、智能化製造、遠程運維服（fú）務，實現裝備製造的轉型。

在工業（yè）互聯網（wǎng）的應用（yòng）上需要在各方麵進行深化。（1）深化製造機理數據挖掘和模型構建，將業務流程、產品模型（xíng）、產品設計（jì）和（hé）仿真計算有機結（jié）合，形成完善的裝備製造（zào）知識管理體係；（2）通過工廠設備升級，將生產製造和試驗檢測設備、流程與信息高度融合，構建基於大數據分析的以APP形式進（jìn）行生產（chǎn）/試驗追蹤（zōng）；（3）繼續完善在線互聯實時運維雲（yún）服務係統，並向自主健康和智能化自愈方向研發；（4）根據已有的內外部業務鏈協同經驗，根據企業實際選擇適合的工業互聯（lián）網平台專業合作商，深化擴展和（hé）開發網絡平台，使智能化轉型不斷（duàn）規範（fàn）化（huà）提高。

6 結束語

裝備製造工業的體係特點決定了工業互聯網難以形成像消費互聯網（wǎng）那樣的通用推廣模式，在全球（qiú）經濟環境下的製（zhì）造企業生產經營麵臨的市場環境更加複雜，智能化轉型更需要結合具體應用（yòng）場景量體裁衣，而不是簡單直接的通用。製造智能化不僅是簡（jiǎn）單地（dì）利用算法和（hé）模型來解決問題，工業互聯網也（yě）並非簡單的設備聯網或機器換人，而是需要將製造業知識、軟件與硬件三者（zhě）相互融合，這就需要企業對於自身業務情況、存在的問題和想要解決的問題進行係統性（xìng）的（de）梳理、定（dìng）義（yì）和分（fèn）析，從而製定出可（kě）行（háng）的智能化轉型規劃和路線。