http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-10 06:57:05 來源:鳳凰網
在通用電氣(GE)位於美國紐約州斯克內克塔迪市的一家氯化鎳電池工廠裏,安裝著1萬多個傳感器,如果不是廠門口貼著電池廠標記,很容易被誤認是好萊塢電影裏的“政府秘密科研基地”。
1萬多個傳感器的工作,則是替代人工,每時每秒傳輸電池生產數據,從電池製造過程的溫度、到生產車間氣壓,還有每塊電池製造所消耗的能源……管理人員則拿著iPad,借助工廠Wifi網絡獲取傳感器發來的數據,監督生產過程。
未來,GE公(gong)司(si)打(da)算(suan)將(jiang)天(tian)氣(qi)預(yu)報(bao)加(jia)入(ru)傳(chuan)感(gan)器(qi)係(xi)統(tong),管(guan)理(li)人(ren)員(yuan)就(jiu)能(neng)根(gen)據(ju)廠(chang)房(fang)周(zhou)邊(bian)氣(qi)壓(ya)濕(shi)度(du)變(bian)化(hua),及(ji)時(shi)修(xiu)正(zheng)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)各(ge)個(ge)設(she)備(bei)運(yun)轉(zhuan)指(zhi)標(biao),保(bao)障(zhang)電(dian)池(chi)高(gao)品(pin)質(zhi)。
GE能源儲存公司製造信息總監Randy T. Rausch說,他從沒想到電池可以這樣生產。
GE公司董事長兼CEO傑夫.伊梅爾特(Jeff Immelt)卻(que)早(zao)早(zao)預(yu)見(jian)到(dao)這(zhe)種(zhong)趨(qu)勢(shi)。他(ta)甚(shen)至(zhi)打(da)算(suan)給(gei)每(mei)個(ge)電(dian)池(chi)標(biao)注(zhu)序(xu)列(lie)號(hao)和(he)條(tiao)形(xing)碼(ma),以(yi)便(bian)跟(gen)蹤(zong)每(mei)個(ge)電(dian)池(chi)出(chu)廠(chang)後(hou)的(de)使(shi)用(yong)狀(zhuang)況(kuang)。他(ta)還(hai)憧(chong)憬(jing)著(zhe)將(jiang)這(zhe)種(zhong)跟(gen)蹤(zong)技(ji)術(shu)延(yan)伸(shen)到(dao)冰(bing)箱(xiang)、洗碗機銷售數據統計領域,作為廠方決定增產或檢修設備(減產)的商業依據。
1995年,當微軟董事長比爾-蓋茨出版《未來之路》yishu,yucerenleishijiejiangyingjiexinxishidaishi,yimeiertetongyangzaisikaoyigewenti,ruguohulianwangjishukaishichedigaibianrenleixiaofeishenghuoxiguan,tajiujiangruhegaibiangongyeshengchanlingyudeshengtaiquan。
事實上,這家電池工廠,是全球首家集成產業網絡的新型工廠,也是伊梅爾特構造“工業互聯網”的一塊試驗田。
在伊梅爾特腦海裏,工業互聯網將解決工業生產領域曾經無法克服的很多技術性難題——如果停電事故檢修時間過長,一套將發電機器、電線杆變壓器運營數據集合分析的軟件係統,將幫助維修員第一時間找出電網故障;
ruguohangkonggongsimeinianyinfeijiwudianxishengshubaiyimeiyuanlirun,yitaoshishichuanshufeijiyunxingshujuderuanjianxitongjiangdiyishijiancechufeijicunzaidegezhongguzhangyinhuan,hangkonggongsibiannengjizaoweixiujiangdisunshi。
如果深海開采石油年均生產損失高達150億美元,一套集合測量井口、歧管振幅與溫度,並收接探測泄漏數據的水下遠程監測軟件係統,能有效延長鑽探設備使用壽命與工作效率。
“工業互聯網,是一個龐大的物理世界,由機器、設備組、設施和係統網絡組成,能夠在更深的層麵將連接能力、大數據、數字分析完美結合。它是全新的工業革命(Industrial Internet Revolution)。”在6月舉行的工業互聯網領袖論壇上,伊梅爾特毫不掩飾自己的癡迷。
他知道,從簡單的電動摩托到高尖端的醫療MRI(核磁共振成像)機器、從發電廠到飛機、從供電網絡到鐵路係統,隻要存在某種網絡將所有複雜機械設備集群連接,產生“化學反應”並創造更高生產效率,這場新工業革命降臨地球的時間,已是觸手可及。
上一輪的工業化浪潮,源於上世紀50年代。當時美國修建縱橫全國的高速公路,令工業創新技術通過“高速公路上的貿易鏈”擦出巨大商業價值,引領一場繁榮工業經濟時代。
這一次,“高速公路”則變成虛擬互聯網技術。
GE全球副總裁魯威廉魯威廉說:如果消費者互聯網市場規模達到1萬億美元,未來工業互聯網遲早會趕超它。
1%提效==1萬億美元市場

左圖:工業互聯網為5個行業實現1%提效在未來15年為中國貢獻1475.5億元人民幣增長
右圖:工業互聯網為5個行業實現1%提效在未來15年為全球貢獻2760億美元的增長
工業互聯網真能產生1萬億美元的市場規模?機器學習專家Anil Varma起初心裏沒底。
有時,Varma會問自己,如果工業互聯網僅僅將工業生產效率提高1%,會給世界帶來多大的價值?
GE公司發表的《工業互聯網:打破智慧與機器的邊界》白皮書,給出了自己的答案——不要忽視1%這個數字,它足以改變全球能源供需關係——全球燃氣發電廠生產效率提高1%,價值660億美元的燃油將被“節約”;石油天然氣勘探開發的資本利用率提高1%,每年將減少近900億美元資本支出。
而在中國,未來15年燃氣發電機組能耗降低1%,約80億美元燃料將被“閑置”;油氣勘探開發的資本利用率提高1%,則能省下70億美元;鐵路網絡的運輸行業運營效率提高1%,又能省下20億美元燃料成本。
在全球,即使5個行業(鐵路、航空、醫療、電力、石油天然氣)提效1%,就可在未來15年為世界貢獻2760億美元增長。
“這好比,給工業互聯網一個支點,它就能撬動世界。”在美國加州聖拉蒙市的GE軟件研發中心,Anil Varma的一項主要工作,正是測試篩選2萬台噴氣發動機各種細小警報信號,作為發動機維修的前瞻性評估數據。
Varma稱,他參與研發的航空智能運營服務係統采用專業計算算法,能夠提前一個月預測哪些發動機急需維護修理,準備率達到70%,這套係統的最大價值,正是令飛機誤點機率大幅降低。
或許,他不知道,每年航班延誤給全球航空公司帶來400億美元的損失,其中10%飛fei機ji延yan誤wu,正zheng是shi源yuan自zi飛fei機ji發fa動dong機ji等deng部bu件jian突tu發fa性xing維wei修xiu。而er這zhe套tao智zhi能neng運yun營ying服fu務wu係xi統tong最zui大da的de價jia值zhi,是shi時shi時shi監jian控kong從cong飛fei機ji設she備bei收shou集ji的de各ge項xiang數shu據ju,在zai飛fei機ji出chu現xian故gu障zhang隱yin患huan前qian做zuo出chu診zhen斷duan預yu測ce,提ti供gong預yu測ce性xing建jian議yi優you化hua飛fei機ji維wei護hu和he航hang班ban運yun營ying計ji劃hua,最zui終zhong目mu標biao是shi“將計劃外的停飛時間降為零”。
他甚至不清楚,如果一家大中型航空公司(每年1400萬人次乘客,85000個航班)實施這項智能運營服務係統,每年可以避免1000次起飛延誤和航班取消,幫助逾9萬人次乘客準時抵達目的地。
然而,在Varma開始研究航空智能運營服務係統前,GE製造的飛機發動機傳感器通常采取被動模式——直到發動機出現故障時,儀表盤才會亮起紅燈。至於發動機傳感器平時也保留三個平均值——起飛、巡航和降落數據。能提前“彙報”飛機發動機故障隱患的溫度、壓力和電壓數據則極少被保留研究。
他說,如今GE要求每個GEnx飛機發動機都必須保留每次飛行的所有基礎數據,一年後,他從飛機發動機收到的數據,或許將超過GE航空業務的所有曆史數據。而龐大的數據庫信息,則能進一步保障航空智能運營服務係統的“準確性”。
他說,GE航空公司已研發一套航空燃油和碳解決方案(FCS),通tong過guo分fen析xi飛fei機ji傳chuan感gan器qi傳chuan回hui的de各ge項xiang飛fei行xing數shu據ju,再zai對dui比bi飛fei機ji原yuan有you飛fei行xing記ji錄lu與yu運yun營ying航hang線xian,可ke以yi第di一yi時shi間jian優you化hua完wan善shan飛fei機ji航hang行xing計ji劃hua,令ling航hang空kong公gong司si燃ran油you消xiao耗hao降jiang低di2%。
以全球航空公司年燃油支出1700億美元測算,這套FCS方案將幫助航空公司降低34億美元額外燃油開支。而Varma的終極目標,是航空公司能通過這套工業互聯網係統設計更合理航班規劃,令整個燃油成本降低5%。
事實上,航空公司還會意識到,工業互聯網帶來的邊際效益是遞增的。一架雙發動機寬體商用噴氣式飛機每個飛行小時維護成本是1200美元,2011年飛行5000萬小時計算,每年航空公司用於飛機維護的開支達到600億美元,其中飛機發動機維護開支占到43%,如果航空智能運營服務係統再將飛機發動機維護效率提高1%,航空公司又省下2.5億美元。
不斷遞增的邊際效益,同樣會產生其他工業領域。大秦鐵路公司曾嚐試引進GE Locotrol DP技術,借助傳感器數據傳輸分析挖掘功能,在多個火車之間實現同步控製,縮短30%刹車距離和22%刹(sha)車(che)時(shi)間(jian)。然(ran)而(er),這(zhe)項(xiang)原(yuan)先(xian)旨(zhi)在(zai)提(ti)高(gao)火(huo)車(che)運(yun)輸(shu)安(an)全(quan)性(xing)的(de)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)嚐(chang)試(shi),卻(que)讓(rang)大(da)秦(qin)鐵(tie)路(lu)公(gong)司(si)意(yi)外(wai)發(fa)現(xian),單(dan)列(lie)火(huo)車(che)的(de)最(zui)大(da)運(yun)量(liang)翻(fan)了(le)近(jin)一(yi)倍(bei)達(da)到(dao)2萬噸。
去年大秦線整個年運輸量提高至4.26億噸,過去6年累計提高幅度高達70.4%。
魯威廉直言,目前工業生產領域已將物理學原理發揮到極致,單靠設備升級已不足以支持生產效率再提高1%,未來提高生產效率的最大驅動力,來自傳感器+大數據的工業互聯網——在廣闊的工業生產領域裏,機器、設備、團隊和網絡可以更深入地與互聯網大數據分析“連接”在一起,這正是工業互聯網革命的精髓。
這場工業互聯網革命帶來的,則是三大商業進步:一是有效提高能源使用效率並減少能源浪費,二是大幅提高工業係統設備維護修複效率,延長設備壽命與工作效率;三是優化工業領域整體生產運營效率,更多企業人力資源將投入其他開創性創新工作,進一步增加企業商業價值。
生產力革命征途“道阻且長”?
就像理想永遠“高於”現實,工業互聯網的實踐征途,未必如同前景這般廣闊美好。
zaihulianwangshidai,xiaofeizhezhixudianjishubiaojiukeyigoumaijihuyiqieshangpin,danqiyetongyangdianjishubiao,weibinengjishizhangwosuoyoushebeishuju,bingcaokongtayigengyouhuadeshengchanxiaolvyunzhuan。
哥倫比亞大學數據科學與工程學院教授Venkat Venkatasubramanian指(zhi)出(chu),對(dui)於(yu)商(shang)業(ye)零(ling)售(shou)公(gong)司(si)而(er)言(yan),通(tong)過(guo)互(hu)聯(lian)網(wang)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi),找(zhao)到(dao)消(xiao)費(fei)者(zhe)未(wei)來(lai)消(xiao)費(fei)動(dong)向(xiang)已(yi)經(jing)足(zu)夠(gou)。但(dan)在(zai)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)領(ling)域(yu),任(ren)何(he)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)模(mo)型(xing)還(hai)需(xu)要(yao)麵(mian)對(dui)的(de),是(shi)同(tong)樣(yang)複(fu)雜(za)的(de)設(she)備(bei)儀(yi)器(qi)與(yu)物(wu)理(li)學(xue)工(gong)程(cheng)學(xue)原(yuan)理(li),如(ru)何(he)找(zhao)到(dao)兩(liang)者(zhe)的(de)結(jie)合(he)點(dian),征(zheng)途(tu)絕(jue)不(bu)會(hui)一(yi)帆(fan)風(feng)順(shun)。
魯威廉不否認工業互聯網的實踐難度。在他看來,完整的工業互聯網需要具備三大要素:一是收集各項生產數據與操控設備的智能機器,目前GE大量投資安裝傳感器,就是為了讓機器變得“智能化”;二er是shi數shu據ju保bao存cun與yu處chu理li分fen析xi能neng力li,尤you其qi是shi麵mian對dui海hai量liang生sheng產chan數shu據ju,管guan理li人ren員yuan必bi須xu找zhao到dao最zui關guan鍵jian的de核he心xin數shu據ju加jia以yi分fen析xi,這zhe需xu要yao以yi往wang生sheng產chan工gong藝yi經jing驗yan與yu先xian進jin互hu聯lian網wang技ji術shu技ji能neng的de融rong合he;三是組建數據分析挖掘的人才團隊,真正能大幅提高生產效率的決策,往往來自某些不起眼的生產數據挖掘分析所產生的“靈感”。
在加州聖拉蒙市的GE軟件研發中心,研究人員正著手做好“第二步驟”——先將傳感器收集到的數據“可視化”,再借助地圖、模擬場景與社會化網絡,讓工廠管理人員直觀了解,並通過比劃手勢等手法傳遞新的生產管理決策。
有時,他們甚至需要借助全球最先進的衛星技術。如GE曾與一家加拿大電力公司合作,利用衛星影像收集分析天氣地圖、當地停電記錄等數據,製定樹木修剪地區的電網管理新措施。以往,掉落的樹葉一旦遭遇雷電氣候,往往導致停電事故頻發。
但是,擁有先進的“技術”,並不等於這場工業互聯網革命已經到來。
事實上,工業互聯網發展麵臨的一大障礙,是企業自身難以克服的技術與資金瓶頸。首先,工業互聯網的“物理基礎”——傳感器未必能“適用”不同工業企業五花八門的新舊設備儀器;qici,chuanganqijianggexiangshujuchuansongdaomougehulianwangluo,danzhegewangluohuibuhuibeiheikegongji,yixiehexinshengchanshujuhuibuhuiyinciluorujingzhengduishoukoudai,qiyetongyangxinyouyuji;zuihou,wangwangyeshizuizhongyaodeyinsu,jiushijingjiliyi,bushimeigeqiyejiadouyoudiqixiangxingongyehulianwangnengdailaiyuqideshengchanxiaolvtishengyujingyingjixiao,youqishitamenkandaode,jinjinshigongyehulianwangdeshejilantu。
慶(qing)幸(xing)的(de)是(shi),總(zong)有(you)一(yi)批(pi)願(yuan)意(yi)吃(chi)第(di)一(yi)個(ge)螃(pang)蟹(xie)的(de)勇(yong)敢(gan)者(zhe)。盡(jin)管(guan)這(zhe)些(xie)企(qi)業(ye)試(shi)水(shui)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)的(de)初(chu)衷(zhong),僅(jin)僅(jin)是(shi)為(wei)了(le)降(jiang)低(di)人(ren)力(li)成(cheng)本(ben)與(yu)能(neng)耗(hao),延(yan)長(chang)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)壽(shou)命(ming)。
近期,上海賽科乙烯廠引入GE本特利SYSTEM 1係統,通過監控汽輪機、壓縮機、泵、風扇、熱交換機等機器的震動、溫度、流程、性能、排放等,提前發現機器故障隱患並第一時間維修響應。據賽科乙烯廠內部測算,這項基於工業互聯網的本特利SYSTEM 1係統每月能挽回超過220萬美元的非計劃停機生產損失,目前賽科關鍵設備從投產至今已連續正常運轉超過700天。
而一家大型啤酒釀造公司旗下5座工廠安裝水處理遠程監控和診斷係統,實現全天24小時水質監控,已經節省約48萬美元人力成本與化學劑量費用,如果他們將這項係統擴展到全部40座工廠,還能再節約380萬美元。
“shishishang,gongyehulianwangdehexinjiazhi,shishujushoujihoudefenxiwajue,tadailaide,shiqiyezhenggeshengchanjuecedeyouhua,shenzhifaxianyiwangbuzengzuoguodeguanlichuangxin。”魯威廉說。盡管這絕不是一蹴而就的。要發揮工業互聯網的全部潛力,必須將智能設備、智能係統和智能決策全麵融合。
就使用效果而言,它首先必須具備運營高可靠性與安全性,才有數據挖掘分析的前瞻性,最終,一家工廠、甚至一個工業生產領域的工業互聯網技術可以被“標準化”,複製給其他同行業公司,提升行業生產管理效率並創造更高附加值。
“未來,企業競爭的未必是產品,還有生產管理效率。”Venkatasubramanian指出。
然而,優先做出管理變革的,卻是工業互聯網提供商自身。
此前,通用電氣(GE)一直以工業係統的解決方案提供商聞名於世,但在不久將來,它可能會成為一家全球知名工業互聯網軟件服務公司。
魯威廉說,也許大家很難想象GE在(zai)軟(ruan)件(jian)方(fang)麵(mian)有(you)這(zhe)麼(me)強(qiang)大(da)的(de)能(neng)力(li)。十(shi)年(nian)之(zhi)後(hou)當(dang)我(wo)們(men)回(hui)顧(gu)曆(li)史(shi),大(da)家(jia)會(hui)發(fa)現(xian)世(shi)界(jie)上(shang)最(zui)偉(wei)大(da)的(de)軟(ruan)件(jian)公(gong)司(si)不(bu)是(shi)賣(mai)軟(ruan)件(jian)的(de)。而(er)我(wo)們(men)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)成(cheng)為(wei)這(zhe)樣(yang)一(yi)家(jia)公(gong)司(si)——擁有世界一流的軟件,但不賣軟件,而是通過提供工業互聯網軟件服務係統,重塑對工業係統解決方案的定義,重塑工業係統產業。”
伊梅爾特相信,未來工業互聯網,並不是由機器人管理的世界,而是整合世界上最好的軟件技術,解決工業生產領域的最大挑戰。
未來三年,GE將斥資15億美元,投身工業互聯網領域……