物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)應(yīng)用
2011-05-31 09:18
朱云龍：大家下午好，物聯(lián)網(wǎng)從RFID技術(shù)到現(xiàn)在大家都在談物聯(lián)網(wǎng)，談各種各樣應(yīng)用。但是大家探索會發(fā)現(xiàn)一個問題，我們在談物聯(lián)網(wǎng)的時候更多發(fā)現(xiàn)他的應(yīng)用場景跟公共服務(wù)有關(guān)，應(yīng)用服務(wù)有關(guān)。結(jié)合這個我們問題做一些探討，簡單來看一下。大家看一下這張圖，這是物聯(lián)網(wǎng)前景預(yù)測，從經(jīng)濟，從經(jīng)濟發(fā)展這個角度來說帶來一系列應(yīng)用，但這里就很少談到一個工業(yè)概念。
美國、歐盟，日本都在談這個事，從這里看城市，交通，銀行醫(yī)療等等工業(yè)界有密切關(guān)系，從這個層面上大家都來看，在工業(yè)層面可以看到，我們國內(nèi)一個很重要的支柱產(chǎn)業(yè)。英國是一個以金融貿(mào)易為主，中國整個制造業(yè)是一個大國，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)里面到底是一個什么情況，等等這些情況，使我們深刻理解，物聯(lián)網(wǎng)跟工業(yè)到底是什么關(guān)系，在工業(yè)里到底有沒有廣泛應(yīng)用場景，這個問題我們可以簡單看一下。
物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)關(guān)系，一般講工業(yè)我們一般會講三個層面，一個是工業(yè)產(chǎn)品，一個是工業(yè)體系，還有一個工業(yè)能力。所有實際上我這里有工業(yè)體系，實際上工業(yè)產(chǎn)品只是一個表現(xiàn)，因此工業(yè)產(chǎn)品和工業(yè)體系才決定工業(yè)質(zhì)量。從工業(yè)本身來看工業(yè)化的話，我們現(xiàn)在生產(chǎn)70萬kb水輪機，生產(chǎn)大型石化設(shè)備，350km/h的列車。但是從這些層面來看，核心是工業(yè)裝備，新型工業(yè)化和工業(yè)裝備之間關(guān)系。新型工業(yè)化幾大特征不多講了，這里可以找到物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)之間的關(guān)系，新裝備是新型工業(yè)化的特征，既包括工作母機，重大設(shè)備，成套裝備等硬裝備，也包括支撐設(shè)計，制造，管理環(huán)節(jié)一體化軟件系統(tǒng)看不見軟裝備，一個是硬裝備，第二就是軟裝備。
在這里怎么體現(xiàn)出來？物聯(lián)網(wǎng)英勇事跡上加快新型工業(yè)化的進程。有關(guān)新型工業(yè)化的定義大家都能看到相關(guān)報道，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新型工業(yè)化進程中逐步使用信息技術(shù)，傳感技術(shù)，使之滲透到工業(yè)化要素之中。包括工業(yè)活動，工業(yè)產(chǎn)品是提高工業(yè)素質(zhì)和工業(yè)能力的過程，我們就把這個物聯(lián)網(wǎng)定義在這個層面上。從這個層面上我們就能進一步發(fā)現(xiàn)這個是非常典型的一個案例，這個案例講的是什么呢？我在一個裝備設(shè)備上，大量無線傳感設(shè)備使得各種制造加工都能采集到，從這個上面來看，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，傳感技術(shù)來提升裝備制造能力。
由此我們可以說，像物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如果得到廣泛應(yīng)用，那徹底改變了工業(yè)企業(yè)一個基礎(chǔ)設(shè)施，這個基礎(chǔ)設(shè)施是什么樣子呢？左邊這張圖大家看到，實際上是現(xiàn)在我們?nèi)绻谄髽I(yè)里面，物聯(lián)網(wǎng)和信息是相關(guān)的，其交叉網(wǎng)絡(luò)一個信息。物聯(lián)網(wǎng)另外一個情況，右邊這張圖通過一對多方式實現(xiàn)互聯(lián)互通，這是我們一個比較看好的未來影響情況。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)既有可能改變了實際基礎(chǔ)。
現(xiàn)在我們在企業(yè)搞信息化也好，我們要買計算機設(shè)備，我們要買軟件，未來當(dāng)工業(yè)水平提升到一定階段的時候，我們新型裝備達到一定程度的時候，可能我們要買大量標(biāo)尺設(shè)備來購買企業(yè)的信息系統(tǒng)，也就是改變了企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施。更進一步說，實際上物聯(lián)網(wǎng)如果是僅僅簡單應(yīng)用，可能對整個工業(yè)影響不會發(fā)生根本變化，因此他一定會在制造模式方式上發(fā)生轉(zhuǎn)變。
我們講企業(yè)制造管理有向扁平發(fā)展，在這個模式上制造模式一定會發(fā)生變化。大家在座各位如果關(guān)注工業(yè)一定知道，美國針對自己的實際情況提出敏捷制造，中國到現(xiàn)在實際上我們的模式在學(xué)術(shù)界也好，工業(yè)界也好，一直在學(xué)著西方發(fā)達國家的指導(dǎo)模式。物聯(lián)網(wǎng)來了之后，有沒有適應(yīng)中國國慶的指導(dǎo)模式，一定會是制造模式應(yīng)用發(fā)生變化。因此，我這里畫了一張圖，就物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)的關(guān)系，三個層面不會發(fā)生本質(zhì)變化。
第一有制造裝備向智能裝備轉(zhuǎn)變，這具有傳感技術(shù)和MEMS技術(shù)之后使制造技術(shù)得以提升。第二我們在制造系統(tǒng)這個層面上，RFID技術(shù)和工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)，加上工業(yè)應(yīng)用軟件，使得設(shè)備互聯(lián)互通，制造過程檢測物流時間等等對制造環(huán)境感知能力得到巨大提升。這樣制造系統(tǒng)向制造感知系統(tǒng)發(fā)展，由此使得我們的企業(yè)管理向?qū)崟r企業(yè)管理的方向發(fā)展。我們大家都知道在工業(yè)里我們可以分為兩大類型，一個是過程工業(yè)，一個是理想制造業(yè)，還有一個半聯(lián)系半彌散，過程工業(yè)實施管理更高一些，在理想制造業(yè)很難做到。實時企業(yè)管理已經(jīng)提了很多年了，現(xiàn)在還沒有實現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)很有可能會實現(xiàn)這個集成手段。
物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的作用我就不多講了，這里有一個整個發(fā)基于泛在網(wǎng)絡(luò)和傳感器智能計算泛在感知信息化為主，以泛在網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)等等。物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，實際上已經(jīng)實現(xiàn)，我不大家對物聯(lián)網(wǎng)有每年感覺，當(dāng)我沒有物聯(lián)網(wǎng)的時候，這些應(yīng)用我也難做，但是有物聯(lián)網(wǎng)的時候我們拿著這個概念可以看到，給大家一個什么感覺呢？這個物聯(lián)網(wǎng)到底有哪些東西，能不能用，政策在推動的時候帶來很現(xiàn)實的東西，他可以不計成本在推動這個事。但是在工業(yè)界不一樣，如果讓企業(yè)拿錢，一定帶著產(chǎn)品品質(zhì)提高，在這種情況下物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域到底有沒有用，或者未來有哪些用處都很重要，全球物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用還處在一個規(guī)模階段，而且是一個小工程應(yīng)用。
比如在過程制造業(yè)，基于Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開發(fā)的無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成熟，趨于這個成熟應(yīng)用再做一個小規(guī)模應(yīng)用。包括生產(chǎn)過程監(jiān)控，設(shè)備監(jiān)控，安全環(huán)境等等這些領(lǐng)域。在離散制造業(yè)，實際再造各位如果你們關(guān)心工業(yè)會發(fā)現(xiàn)，離散制造更多看到幾個例子，幾乎都是RFID，原因很簡單，RFID技術(shù)基本上已經(jīng)成熟可用了，這是第一個原因。第二個原因在十一五的時候，科技部布置了一個RFID重大專項，這時候在整個科技部制定這個項目，這個項目作為重要項目就得到相關(guān)應(yīng)用。
這張圖實際上也是無線傳感網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展趨勢，因為我們在工業(yè)領(lǐng)域我可以看到未來一個美好前景。下面我簡單地介紹一下在幾大行業(yè)目前我們所謂物聯(lián)網(wǎng)在這里做了哪些工作，國內(nèi)做了哪些工作。第一在鋼鐵行業(yè)，鋼鐵行業(yè)真正有實際用的，而且企業(yè)確實關(guān)注就幾件事情，就是物質(zhì)流，能效和環(huán)境檢測。這個已經(jīng)實際在做，借助無線傳感網(wǎng)絡(luò)進行管理。
這是在一個環(huán)境監(jiān)控，無線傳感可以解決，但是有線解決不了。像石油化工行業(yè)，比如管道監(jiān)控，油田監(jiān)控，提出數(shù)字化油田的應(yīng)用，國內(nèi)中石油也在做這個事。這張圖實際上反映的是油田采油生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)和傳感網(wǎng)絡(luò)，西班牙一家公司在橫跨阿根廷科羅河上實現(xiàn)了這一應(yīng)用。飛機制造業(yè)更多是利用彌散-離散技術(shù)，有關(guān)云計算環(huán)境，彌散-離散是射頻技術(shù)，射頻技術(shù)很可能泄密技術(shù)。因此在飛機這些軍工企業(yè)不能使用，比如彌散-離散上記錄了發(fā)動機每個月生產(chǎn)產(chǎn)量，這對在座各位并不關(guān)注，但這實際上如果軍方發(fā)動機生產(chǎn)上，就意味著戰(zhàn)斗機服役情況。
在汽車制造業(yè)這方面用的比較多一些，基于AGV的物料情況，上汽最先用的是德國的寶馬公司。這是在燃?xì)廨啓C遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測與故障診斷，我們通過數(shù)據(jù)通信來進行解決。在紡織行業(yè)，紡織行業(yè)最早用的，實際上在服裝行業(yè)這個標(biāo)簽上實現(xiàn)庫存零售也好，歐美發(fā)達國家問題比較多一些。但是現(xiàn)在有非常好的趨勢，服裝向個性化方向發(fā)展之后可以定制，在定制換之下生產(chǎn)環(huán)境不一樣，個性化定制怎么來做，利用RFID進行跟蹤。未來真正利用場景是這樣，高精度造船，大家不知道船舶制造，大家如果不細(xì)看以為利用到焊接，未來像機械加工利用模塊化加工出來進行拼裝，這是目前最高水平，成為高精準(zhǔn)造船技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這上面也會得到應(yīng)用。
在儀器儀表行業(yè)，這個我簡單說一下。在儀器儀表這個行業(yè)上，感知是傳感網(wǎng)的基礎(chǔ)，中國儀表行業(yè)也做了多年，我們來看一下這個數(shù)據(jù)。從2005年到2009年中國傳感器平均增長長達39%，有四大領(lǐng)域，一個是工業(yè)過程控制，汽車電子產(chǎn)品，通信電子產(chǎn)品，還有消費電子產(chǎn)品，其中工業(yè)過程控制和汽車電子產(chǎn)品占42.5%，在這個里面壓力傳感器，溫度傳感器，流量傳感器占的量很大，大部分都是國外。2010-2015年，無線傳感器，MEMS傳感器達到25%以上。國內(nèi)情況分布是這么一個特點，基本上90%芯片從國外進口，工業(yè)自動化高檔變送器用傳感器100%從國外進口。
在這種環(huán)境下國內(nèi)儀器儀表行業(yè)面臨一個發(fā)展機遇，同時也是面對一個有困難，很多的核心技術(shù)在國外。到物聯(lián)網(wǎng)，實際上我們在這里面大有文章可做。前面我簡單介紹了一下在工業(yè)領(lǐng)域可能在哪幾個方面，哪幾個層面有可能有所作為，或者真正給企業(yè)帶來實際效果。那么在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用預(yù)測，實際上如果說我們用RFID，用無線傳感網(wǎng)，簡單做一個應(yīng)用這就是物聯(lián)網(wǎng)對工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，如果僅僅這樣的話，實際上說白了企業(yè)界不太認(rèn)同，這就是作秀，做一個概念而已。
我們現(xiàn)在結(jié)合我們做的2050年選擇的時候我們是這么來看這個事的，真正能改變工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用有幾件事情可以做?；谖锫?lián)網(wǎng)工業(yè)和感知環(huán)境，現(xiàn)在我們在工業(yè)界用的都是有工藝文件，有設(shè)備進行加工，出了問題我們在來進行抽檢進行調(diào)整。未來應(yīng)該基于物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)境，這個物流信息，公司狀態(tài)性和信息都集中在一起，到這個環(huán)境下可能我對制造系統(tǒng)的生產(chǎn)效率更提高，我可能會對產(chǎn)品品質(zhì)會提高，這是物聯(lián)網(wǎng)我們認(rèn)為可能會在這個層面上，如果發(fā)生作用的話，真正工業(yè)產(chǎn)生的影響。
第二大家看一下這張圖，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)我們說感知?，F(xiàn)在大家都談到傳感，中國是制造大國，在十一五的時候曾經(jīng)想過在中日韓建立一個制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，做什么事？中國很多零部件技術(shù)，如果不貼上標(biāo)簽，這時候整個產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤追溯，很有可能在這個面上進行更廣泛服務(wù)，在這個領(lǐng)域可能是工業(yè)企業(yè)所關(guān)注的一個層面。
第三個簡單把這個事情如何來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)介紹一下。第三個層面，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)真正把RFID傳感技術(shù)加到企業(yè)中之后，使得感知制造和智能工廠成為現(xiàn)實。在90年代初的時候在座各位都知道日本搞了無人化工廠失敗了，當(dāng)時非常理想，實際上當(dāng)時原因很簡單，實際上離不開人。但現(xiàn)在很多生產(chǎn)自動化的設(shè)備確實已經(jīng)不需要人了，現(xiàn)在我們在想如果說物聯(lián)網(wǎng)真正很多感知生產(chǎn)環(huán)境中以都能感知，智能工廠就能實現(xiàn)，但是智能工廠前提一定是感知制造。
因此，我們認(rèn)為工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是朝著感知制造和智能工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。我歸集一下，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，如果說制造模式的改變，對企業(yè)產(chǎn)品提升和生產(chǎn)效率提高，一定是在這三個層面上發(fā)生根本性變化，由制造裝備向智能裝備發(fā)展，由制造過程狀態(tài)檢測，物流的實時監(jiān)控等。
我簡單總結(jié)一下，在工業(yè)層面上有幾件事情要去做的，或者要去關(guān)注的。第一個是RFID標(biāo)簽技術(shù)，在2000年左右的時候，RFID技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用。我記得印象很深2005，2004年，沃爾瑪提出在2006年全球RFID都貼上標(biāo)簽，如果真要這樣前景非常美好。到2006年的時候失敗了根本沒有實現(xiàn)，原因很簡單，每一個標(biāo)簽成本太高，根本就接受不了。低成本RFID標(biāo)簽技術(shù)，我們物聯(lián)網(wǎng)真正應(yīng)用的時候一定是物品，就像條碼一樣成本那么低廉才有可能實現(xiàn)物與物關(guān)聯(lián)，低成本RFID標(biāo)簽才有可能。
在十一五的時候低成本RFID是什么樣子，能不能把標(biāo)簽成本降低非常難，做到現(xiàn)在也就5、6毛錢，根本就沒有很大流量?，F(xiàn)在有一種技術(shù)，采彩印刷電子技術(shù)，如果工藝上沒有更大的改變，低成本RFID技術(shù)就是一句空話。現(xiàn)有一種技術(shù)是什么呢？我用打印機的方式，因為芯片都是一層一層的我給打出來，像條碼一樣打出來，如果做到這個層面上，極有可能每個物品貼上一個基于RFID標(biāo)簽就成為可能，這個技術(shù)現(xiàn)在目前引起工業(yè)界，學(xué)術(shù)界，和投資界極大的關(guān)注，這很可能是一個大方向。
我們一直講物聯(lián)網(wǎng)站在產(chǎn)業(yè)制高點，制高點在哪里，技術(shù)制高點在哪里，極有可能在這個上面。第二是工業(yè)傳感器與檢測技術(shù)，高可靠，實時工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這是必須要具備兩個基本提出。還有工業(yè)感知信息處理與挖掘技術(shù)，當(dāng)然這是后話，前面這幾個是一個關(guān)鍵技術(shù)。這張圖實際上我參加目前鄔院長做的報告里面也在想一個事情，物聯(lián)網(wǎng)你可以找到很多應(yīng)用點都說是物聯(lián)網(wǎng)沒有問題，RFID也是物聯(lián)網(wǎng)。但是你看每一個應(yīng)用的時候產(chǎn)能不大，國家提倡物聯(lián)網(wǎng)的時候希望能夠拉動一個大產(chǎn)業(yè)，很都都做了但是沒有應(yīng)用起來。就像這張圖很多不亮，有點像螢火蟲就那么大一點點，因此我就在想夜晚星空我們在這里摸索就是這樣子如何能做大，傳感部分和RFID是一個關(guān)鍵，如果說把這個義務(wù)做大了，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用才能真正提到整個產(chǎn)業(yè)上，有一句話“繁星點點，星光閃耀，物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)應(yīng)用將照亮整個物聯(lián)網(wǎng)的夜空”，謝謝大家。
