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施耐德:工业数字化赋能中国制造业转型升级

2018-11-08 09:55:04 和讯名家 

数字化领航

在数字经济时代,伴随着云计算、大数据、物联网、软件定义、信息安全、虚拟化等技术的成熟与普及,数字化技术开始渗透到中国社会与经济的每一个环节,并与各个环节加速融合。

《哈佛商业评论》中文版联合中国数字化解决方案领导者新华三,特别推出“数字化领航”专栏,以中国经济社会的数字化转型为主线,聚焦政府、教育、医疗、广电、物流、制造等多个领域的数字化转型经典案例,梳理发展脉络,总结得失经验,以期推动各行各业实现深度数字化转型和升级。

工业4.0为中国制造提供了弯道超车的机会,但企业首先要完成自身数字化转型升级。

工业4.0正从概念变为现实。这一概念最初由德国提出,以“智能工厂”、“智能生产”和“智能物流”为核心,描绘了一个人、设备与产品实时联通的数字化智能制造时代。

中国版工业4.0——“中国制造2025”在2015年提出,计划用十年时间,通过信息化和工业化“两化”深度融合,实现从制造业大国转型为制造业强国的目标。

全球电气巨头施耐德是自动化和能效管理行业的领先者,为100多个国家的能源及基础设施、工业自动化控制、楼宇自动化及能效管理等方面提供服务。从2008年以来,中国已经成为施耐德产品的主要市场、最大的客户。在新形势下,施耐德热情拥抱“中国制造2025”,帮助更多的制造企业完成数字化转型升级。

近日,《哈佛商业评论》中文版采访了施耐德中国IT基础架构高级经理孔祥兵,从施耐德的中国实践说起,为中国制造2025提供重要的参考。

施耐德中国IT基础架构高级经理 孔祥兵

智能制造与“透明工厂”

人类社会发展至今,经历了三次工业革命的洗礼,如今正处于第四次工业革命爆发的边缘。世界经济论坛创始人兼执行主席克劳斯施瓦布曾表示,“即将发生的、备受期待的第四次工业革命结合了数字、生物和物理系统,并将在人类和机器之间传播一种新的互动。”

工业4.0是第四次工业革命在制造业领域的延伸。它以智能制造为核心,通过新的技术与传统工业相融合,实现制造过程中诸如分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。

“制造业本质是什么?其实是能源输入、制造加工、输出产品和废料。这也对应了工业制造过程中的三大核心——底层的自动控制能力、中间的信息系统和上层的运营能力。三者在数字化时代已经开始有机结合。”孔祥兵称。

施耐德通过信息化系统,将能耗、自动化控制和产品的全生命周期管理融为一体

当工厂中每一个引擎、每一个开关、每一个涡轮、每一个扇叶都安装传感器或软件,赋予了每一个设备产生数据的能力,实时传送到平台,将形成一张从单台机器、生产线、车间到工业物联网的数字化网络,促进生产流程和管理的智能化升级。

“举个简单的例子,我们向学校销售了100张桌子,如果给每张桌子都设置一个数字化标签,那么厂方就能通过设备传感器感知到100张桌子的放置位置,以及在办公室和教室不同的损耗程度,在恰当的时间点及时跟踪客户的新需求。”

施耐德电气拥有1900万产品资产,包括断路器、变压器、开关齿轮、面板和动力电子设备等,通过读取电压、电流、温度并将这些信息传送到云端存储和分析,所有资产都可能在物联网中变成智能产品。2017年,施耐德电气向中国工业用户正式推出了面向工业领域的EcoStruxure,基于物联网构建开放、可操作的系统架构与平台,打造“透明工厂”。

“以前大家觉得施耐德就是做产品的,但事实并非如此,我们还为企业提供整体的数字化解决方案。施耐德非常熟悉工业制造和运营管理的流程,订单下来先拆分到工序,然后和所有的机械做融合,最后是产出和运营管理,我们更清楚地知道客户整个生产过程需要改进的点在哪里。”

IT基础设施的升级

在工厂车间、城市楼宇、风电和光伏场、污水处理厂等应用场景,通过部署的硬件和软件,大量的电力数据被实时传送至系统架构与平台,施耐德通过全面采集制造业各个环节产生的数据,实现数据与“云”的无缝衔接,并提供实时的数据分析、运营和管理。

与传统的互联网数据不同,电力大数据具有特殊性,不仅数据量庞大,且复杂程度高。尤其是工业领域,数据传输不仅要应对严寒、酷暑等严苛的环境,还对实时性和精确度有较高的要求。

工业领域数万亿个设备和感应装置进行互联互通,巨大的数据被实时上传到“云”。这一现状对施耐德提出了新的IT基础设施需求,原有系统也亟待升级更新。施耐德迫切需要促进企业内部计算能力和计算资源的提升,以承担更加复杂的数据分析需求。

“施耐德在中国部署的都是较大的数据库,数据扩展也比较快,大概2015年时达到40TB,后来到100TB/200TB,现在基本是PB级(1PB=1024TB)的。在这种情况下,数据库支撑承载的能力非常重要,需要强大的IT基础架构作为支撑。”

此外,工业系统对安全性和稳定性要求极高。据2017年的数据统计,18%的数据中心都曾经发生过导致应用中断的大型事故,这些事故的原因有的是成本控制导致的质量低下,有的是后期运维不足导致的流程问题。

基于施耐德对数据传输稳定性、敏捷性、安全性的要求,以及企业定制化需求对软硬件部署灵活性的需求,施耐德选择新华三作为重要合作伙伴。

自1998年开始运行的施耐德SAPERP系统支撑了公司95%的业务,其数据库系统运行在新华三Superdome关键业务服务器平台上,生产数据超过32TB,系统支撑超过63个公司代码,支撑业务金额超过每年350亿元人民币。伴随着业务的飞速增长,施耐德再次与新华三合作,应用Synergy塑合型基础架构平台等创新产品对业务支撑系统进行了升级更新,以更好地支撑数字化业务的发展。

Synergy是首个为衔接传统及云原生应用而架构的塑合式平台,可以根据不同的应用场景需求快速部署整体的IT环境,包括硬件平台与软件应用,提供真正敏捷高效的混合IT基础架构,将传统僵化的物理系统转变为灵活的物理或虚拟资源池。这一产品可以大大节省运维成本,助力企业根据需求变化快速进行系统更新和新模块部署,实现工业IT架构的稳定和持续,满足施耐德对工业大数据稳定、快速、高效的要求。

智能楼宇助力节能减排

除了智能化和数字化,工业4.0还有一个显著的目标——绿色发展。绿色发展是世界经济发展的潮流,中国政府向世界承诺的减排整体目标是:到2020年,实现单位GDP二氧化碳排放下降40%-45%,清洁能源消费占比达到15%。对于碳排放总量长期处于世界前列的大国而言,要想实现这一目标,唯有加快经济转型,发展绿色经济。

“未来中国市场对节能降耗的需求将会持续快速增长,这是我们的机会。”在施耐德的众多细分市场中,城市楼宇智能管理最近成为新的增长点。

城市楼宇是能耗大户。据国际能源署的统计显示,楼宇耗电量占全球总耗电量的50%。通过在全球范围内实施建筑节能,到2050年可以减少58亿吨的二氧化碳排放,减少83%的温室气体排放。

楼宇如何实现数字化管理?孔祥兵为我们描绘了一番。第一,楼宇中的电梯、空调、照明、安防、摄像头、门禁甚至是广播,所有电器设备,都由一个完整的云平台或现场数据中心进行控制;第二,所有的开关和电源都有相应的数字化模块,通过电能质量监测装置实时采集整栋楼宇的电力消耗,汇总为整个楼宇的数字化资产,实现电力资产的“可视化”;第三,电力自动化运维和管理,通过对所有电力资产分析,系统对整个大楼进行电力分配,通过多个站点进行远程管理;第四,通过楼宇数据的收集分析,采取更加科学、更加优化的能耗方案,并及时发现潜在的电力隐患,保证楼宇设施高效安全运行。

“比如说楼宇新增加了一些员工,能不能让这些人实现在这里办公?通过软件的平台的可视化电力资产,可以告诉你当前楼宇资源够不够,可不可以用,在哪里用比较合适。”

正如孔祥兵所说,工业4.0时期,智能制造将彻底打破底层的自动化控制和上层的设备运维,通过信息化系统,将能耗、自动化控制和产品的全生命周期管理融为一体,助力更多企业实现数字化转型升级。

对于施耐德来说,本轮全球制造业变革不仅意味着无限商机,也是自身实现转型升级的重要机遇。在覆盖全球的生态系统中,施耐德正在自己的开放平台上与众多优秀的合作伙伴、集成商和开发者社区展开协作,共同为用户提供实时控制,提升运营效率。

专家观点

“制造业本质是什么?其实是能源输入、制造加工、输出产品和废料。这也对应了工业制造过程中的三大核心——底层的自动控制能力,中间的信息系统和上层的运营能力。三者在数字化时代已经开始有机结合。

当前,施耐德更多为企业提供的是整体数字化解决方案。施耐德非常熟悉工业制造和运营管理的流程。订单下来,先拆分到工序,然后和所有的机械做融合,最后是产出和运营管理,我们更清楚地知道客户生产过程需要改进的点在哪里。”

——施耐德中国IT基础架构高级经理孔祥兵

《哈佛商业评论》点评

“中国制造2025”正处于起步阶段。在工业4.0时代,中国有望实现弯道超车,从制造业大国转型为制造业强国,走向全球价值链的更高端。

同时,中国恰逢供给侧改革,个性化、定制化的产品和服务需求将越来越旺盛。为此,企业也必须以数字化的力量,加大对传统制造业供应链的数字化改造。

对于中小企业来说,数字化转型前期投入巨大,因此精准地找到问题所在,对于中小企业来说非常重要。通过数字化变革,企业实现了对产品的全生命周期管理,从而大大节省了以往工程师排查所需的人力物力,降低运维成本及事故危险系数,提高工人数字化能力,释放生产潜能,助力企业实现精益控制和数字化管理,为即将到来的变革做好准备。

 

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(责任编辑:赵艳萍 HF094)
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