物联网的制造业实践

丁海骜

“在我们工厂里有一个设备叫空气压缩机，耗电量非常大。以往每年生产旺季来到之前，设备经理就很紧张：虽然他已经有十台空压机，但是他还是会觉得十台可能不够，所有就会申报再购买两台。但是总经理觉得一台空压机的价格上百万人民币，申请的理由又不够充分，所以就没有立刻批准。”潘进杰，中集集团CIO日前谈到在其企业当中应用物联网的经历：正在设备经理和总经理对采购设备问题难以决策的时候，中集集团的物联网项目开始了。通过传感器接入物联网平台后，所有的空气压缩设备的能耗和生产计划、生产节拍进行了关联，以可量化的方式反映在物联网实时监控分析平台，得到的结论是：现有的设备完全能够符合生产高峰的需求，而且经过优化，运行其中的八台设备就能满足要求。

物联网之所以能够引起整个工业领域的关注，一方面是因为在传统的企业业务流程当中，的确有非常多的环节存在显而易见的应用场景；另一方面的原因，是在工业企业的业务流程优化过程中，往往存在行业经验与IT知识进行融合的难度——因此如何将物联网应用到工业企业的核心业务场景，并不是一个容易回答的问题。

中集集团应用物联网从2017年开始。当时，已经在企业内部推动精益生产10年的中集集团，在企业内部建立了非常完备的业务优化机制，具有非常强的自身业务优化能力。只是，在持续的优化过程中，中集集团越来越发现，他们需要一个更有效的工具，发现并解决更深层次的业务痛点。用潘进杰的话说，数字化和精益生产就像是闯荡江湖所需要的内功和招式，只用通过数字化开持续推动精益生产，才能从本质上为企业的业务优化和管理提供进一步的动力。从而支持中集集团从传统的离散型制造企业向智能制造转型，向产品+服务的业务模式转型。

从解决工厂对动力设备的监控和管理开始，中集集团在旗下两家工厂开始试着实施PTC的ThingWorx物聯网平台：一个是青岛的集装箱工厂，一个是芜湖瑞江的特种车辆厂。两个工厂分别用了3个月和2个月，并且很快融入到了企业的核心业务当中。“物联网平台与传统的IT系统不同，它既不是一套装软件，也不是一个大而全的系统。所以既不需要做产品选型，也不需要全员动员的系统设施：我们并不是把全套的产品一次性推送给终端用户，而是从业务痛点为出发，先解决这个痛。”潘进杰强调，在制造业工厂实施部署物联网平台，就是从安装传感器开始，“把物联网平台铺上去，在部署相关的工业APP，让企业用户能够理解解决业务痛点，可见到业务价值，从而，再进一步突进物联网平台融合核心业务的能力。”

以本文开始的应用场景为例，实际上除了帮助工厂迅速决定要不要多采购两台空气压缩机以外，ThingWorx物联网平台通过接入所有的设备，也对工厂的能耗也进行了集中的管理和优化，仅凭这一项，该工厂的单件生产能耗就可以节省13.2%。如果将这个应用推广到整个中集集团，即便是以平均10% 的能耗降低计算，每年能够节省的电费也将超过10亿元人民币。

“现在物联网的落地场景基本可以分为三类，”刘强，PTC全球资深副总裁兼大中华区总裁在接受采访时强调，按照工业企业将物联网系统与业务实质进行融合的深度，第一场景是SCO（Smart Connected Operation，智能互联运营），通过数字化企业工厂的业务过程，提高工厂的运营，这在制造业、汽车行业、高科技行业和军工等传统工业领域当中应用比较多；第二应用场景是SCP（Smart Connected Product，智能互联产品），通过把智能互联的产品链接起来，从而为企业提供更多的创新式服务；第三场景是跨行业的SCS（smart control systems，智能互联系统）。“SCO是IOT产生市场需求第一场景，据我们的统计：2018年大概70%的物联网应用来自SCO场景，现在SCP和SCS也明显有增长的趋势，所以我们相信这是一个把物联网不断推向深化应用、跨行业应用的过程。”刘强说。

从中集集团的应用看来，如果说能源管理是SCO，那么实际上它也正是在从SCO向SCP深入。

“青岛集装箱工厂的产品是冷式集装箱，就是在两层钢板中间要注入化学药剂环戊烷。其中，在两层钢板中间做发泡处理的发泡工艺，由于缺乏足够的精准的工艺参数和数据支持，一直是整个行业最大的痛点：因为如果发泡工艺处理不好，整个集装箱的冷藏效果就会变差，集装箱的性能就达不到要求。以往，这些最关键的工艺环节都只能靠老师傅的经验。”潘进杰同样以青岛集装箱工厂应用物联网平台为例，强调随着物联网深入应用到企业的核心业务、关键工艺，其对企业核心业务价值的提高正逐渐成为企业持续深化应用物联网平台的动力。在解决集装箱工厂发泡工艺业务痛点的过程中，中集集团通过PTC公司，邀请各种行业专家和、技术专家和数学家，基于发泡工艺涉及到的上百个参数，经过实验、建模，最终对加工环境、灌输压力等30多个关键参数的控制，最终实现了对该项关键工艺的改善。通过ThingWorx物联网平台对生产过程的监管和控制，最终产品的保温率提高了7%。

从一个单点的试用，到深入解决工业企业各个业务环节的痛点，物联网平台的价值实际上是在实践当中被逐渐放大。这不仅符合工业企业应用IT系统的习惯，最大程度降低了实施IT系统对正常业务的影响，而且从另一个角度看，也完全符合整个行业由表及里、由浅入深的业务优化升级规律。

“现在中国市场，对于工业物联网的应用已经不再只是停留在概念和讨论了，而是实实在在摆在眼前，可以帮助企业在两个方面——提升效率和创新服务、产品创新——得到极大的能力提升。”刘强透露，目前的中集集团正计划在整个集团内部的百余家企业工厂实施ThingWorx物联网平台。而面对越来越多的用户，刘强正计划将PTC全球的开发者社区全面引入中国市场：通过试用的方式，一方面让更多的企业用户可以尝试应用物联网平台的价值，另一方面，也可以将全球的物联网应用开发者聚在一起，形成更利于深入应用物联网的生态环境。“一位学者说过一个理论：平台和阳台的区别。阳台，只能自己家用，例如有些号称自己是工业互联网平台，但是其是利用全开源的界面做出来的，是不可复制的，所以只能自己家用。PTC要做的是平台，我们希望拿出去给所有的人用，给所有的企业用。”秦成，PTC售前技术总监如是说。