工業互聯網成就智能制造堅實基石

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打鐵還需自身硬;面對多重挑戰,逐漸無法享受成本優勢、環境優勢、人口優勢的中國制造業要想百尺竿頭,再進一步,向智能轉型已成必由之路。而在實踐智能制造的眾多路徑當中,建設新一代先進工業互聯網既是基礎,也是目標。

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那么,問題接踵而至,工業互聯網能給企業帶來怎樣的優勢?企業應該如何部署工業互聯網?

在制造業重鎮,華為闡釋新一代工業互聯網五大要素

上海是中國制造業重鎮,同樣也是制造業數字化轉型和工業互聯網探索的先鋒隊。日前,以“智能聯接,無界成長”為主題的《上海工業互聯網技術沙龍》在滬召開。沙龍邀請了華為數通產品線CTO唐新兵、中國信息通信研究院華東分院院長張雪麗、上汽乘用車通訊網絡主管高越洋、華為數通產品線制造行業產品管理總監黃亮等制造業上下游專家共同參與,就制造業數字化轉型,工業互聯網的技術要點和部署效果等制造業關心的話題展開討論,并分享了各自在轉型當中的經驗與心得。

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沙龍上,中國信息通信研究院華東分院院長張雪麗表示:上海是全國工業互聯網發展的先行者,更在工業互聯網賦能經濟數字化轉型方面有著廣闊的前景。2021年,上海數字經濟核心產業增加值將超5000億元。實現這一目標的兩大支柱,其一是數字產業本身,另一個則是包括制造業在內的產業智聯化、科創化、數字化。同樣是在2021年,上海要達成400家智能工廠的發展目標。

正如同人腦需要無數的神經聯接才能控制身體,展現能動性一樣;制造業工廠的智能化也絕不僅是上馬一些AI應用和一些自動化設備這般簡單。對此,華為數通產品線CTO唐新兵表示:我國政企客戶的數字化轉型正在逐漸步入深水區。具體到制造業來說,深度的數字化轉型首先要把人和設備的聯接率提上來;但目前,中國制造企業的聯網率只有23%。而后,針對制造業中大量存在的Drity(臟)、Dangerous(危險)、Diffcult(困難)、Demeaning(勞累)等“4D”場景,企業則需要引入更多的自動化、智能化設備去逐漸替代人工,以提升制造業的生產、經營和管理效率。而這些新設備、新系統要發揮作用,同樣需要以聯接為基礎。

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這一過程中,企業應首先構建扁平化、IP化的網絡架構,形成金字塔似的控制模型。以此為基礎,企業才能構建新型的高效數據交換架構,從而實現實時的數據采集和精密的全生產流程控制。而且,由于需要聯接海量的設備,全新的工業互聯網也應該基于IPv6技術打造;這將為網絡的擴展和管理帶來眾多優勢。

01聯接應用

為構建新一代工業互聯網,全新的聯接技術也必不可少。借由5G通訊高帶寬、低延遲、海量設備同時在線的特點,過去無法組網或組網成本很高的作業場景均可快速、方便的建立聯接,為之后的數字化場景改造鋪平道路。

02無線+有線

與5G相配合,Wi-Fi 6技術則能夠在更多的室內或固定場景中提供高質量聯接,為客戶帶來更優的成本效益和網絡管理便利性。當然,在很多對帶寬、延遲、成本要求更高場合,以光纖為基礎的F5G技術同樣具有重大價值。

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03網絡自由切換

當不同的網絡聯接技術在制造業場景中遍地開花,網絡之間的無中斷自由切換也就成了工業互聯網所必須關注的點。通過網絡的自由切換,員工、設備、業務流、數據流等可以保持始終在線并接受納管,在保證業務連續性、可靠性的前提下實現生產的智能、柔性、彈性。

04SD-WAN

除了生產場景之外,制造業企業還擁有自己的銷售網絡、物流網絡、上下游供應鏈等,這就使得制造業不可避免的需要借助公網開展業務、協同生產。這也使得如何保證公網業務的可靠性、安全性、低延遲、低成本成了新的關注點。相對于傳統的專線網絡解決方案,新的SD-WAN技術則是滿足這些需求的有效途徑。

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05安全

當企業開始更深層次的數字化轉型,數據和業務的安全性就成為無法忽視的問題。前段時間,美國最大燃油管道商遭黑客攻擊,很多地區石油供應因此中斷了一周時間,進而引起了消費者的恐慌。這說明來自網絡空間的威脅正在越來越多的瞄準企業、瞄準生產。但制造業的數字化不能因噎廢食,所以更完整的安全防護、更有效的網絡+安全聯動機制、更有效的安全風險監控手段就成為了工業互聯網構建之初就必須考慮的問題。

華為給出智慧工廠建設范本

雖然理論能夠指導實踐,但紙上談兵從來不是華為的風格,更不符合一向銳意進取的中國制造業風格。因此,在從方法論層面總結新一代工業互聯網的五大特性之后,華為數通產品線制造行業產品管理總監黃亮也以華為南方工廠為例,介紹了華為自身在工業互聯網方面的實踐經驗和成果。而這也是本次論壇分享的一大亮點。

01有線+無線,全廠一張網

作為全球頂尖的智能工廠,華為南方工廠不僅匯集了先進的自動化生產設備和大批頂尖人才,更通過先進的IP網絡將人、物、數據、系統、平臺等要素進行了有機的融合。華為南方工廠中,無論生產車間還是辦公環境都由同一套網絡基礎設施來提供服務,這就使得各類數據可以在各個生產環節中高效流通。由此,華為南方工廠也實現了辦公網絡和AGV物流機器人所用網絡的全面無線化。同時,根據廠區內部不同應用場景的安全級別,華為也設置了對應的紅、黃、綠、藍四大區域,并在確保不同區域之間實現了網絡物理隔離,保障了數據和業務安全。

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02先進SD-WAN,全球一張網

通過SD-WAN技術等新一代網絡技術,華為南方工廠也能夠與包含設計、物流、營銷等在內的上下游企業緊密聯接,在更大空間上實現精密協同。同時,在整個華為生態中,南方工廠也同樣身處“100毫秒延時圈”當中。換句話說,工廠的每一個制造流程、每一種業務需求、每一個員工都可以在100毫秒內完成與遍布全球的華為辦事處或研究機構的數據交互,形成節奏一致的全球一體化業務“脈搏”。在這張由軟件定義的虛擬網絡中,工廠的新業務上線周期可以從之前的90天縮短為30天,所需的網絡帶寬成本也能降低30-40%。

對于華為南方工廠的工業互聯網建設成果,黃亮表示:工業4.0時代,華為南方工廠打破了不同系統之間的協議隔閡,在多種數字系統深度融合的基礎上,通過先進的IP網絡實現了數據、人、設備、系統、產業鏈之間的全維度互聯互通。并且,借助自動化的網絡管理分析系統,很少的運維人員便可保障網絡的接入、漫游、吞吐及可靠性。

賦能制造,華為工業互聯網正全速前進

“自己造的降落傘,自己先跳!”在通過自身實踐探明了智能制造與工業互聯網的應用方法之后,華為要做的便是積極幫助制造業客戶構建工業互聯網,讓先進經驗轉化為制造業客戶的實際價值。全新建設的上汽寧德工廠被譽為現實世界中的科幻工廠,是全球頂尖的智能制造典范工程。而上汽乘用車通訊網絡主管高越洋也參加沙龍,現身說法,介紹上汽寧德工廠與華為合作建設工業互聯網的點滴和取得的成果。

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高越洋表示:上汽寧德工廠使用了500余臺機器人,能夠實現車輛裝配的全自動運作。總裝和物流車間,寧德工廠完全采用Wi-Fi形式實現網絡聯接,并通過華為交換機實現所有生產交換機的無線交換和二三層的安全隔離,完成了等保三級安全認證。而在網絡穩定性方面,寧德工廠也沒有出現因網絡質量不穩定而導致的生產和物流停頓現象。基于廣泛聯接的寧德工廠年產能達到了25萬輛,平均每分鐘生產一輛新車,單車人力成本降低14%,單車總成本降低22%,交付周期縮短10%;就總體而言,在實施互聯網改造之后,寧德工廠生產效率相比傳統產線提升48%,產量提升50%,質量缺陷36%。未來,借助華為的SD-WAN等先進技術,工廠還將嘗試對接公有云,以大帶寬、低延遲的網絡實現生產效率的進一步提高和創新成本、運維成本的進一步降低。顯然,在幫助制造業構建工業互聯網方面,華為數據通信解決方案也具備極廣的適用性。

構建工業4.0的強勁骨架

打造工業互聯網網絡新基座,推動IP化先進工業網絡發展是“十四五”期間工業互聯網發展的重點。這既是工業制造業完成自身數字化轉型的切實需求,也是推進經濟高質量發展的必由之路。無論智能制造還是工業互聯網,我國制造業仍處在起步階段。數據和聯接標準如何進一步統一,應用怎樣打通,改造成本如何繼續降低、邊緣設備和場景怎樣聯接……這些都是需要方案商和全行業需要共同面對和協商解決的具體問題。 好在行業中已經有越來越多的企業開始著手發現并解決這些問題,并將最終成果打包為解決方案,賦能制造業的眾多場景。在這一進程中,華為不僅能夠提供先進且完整的產品技術解決方案,更能夠聯合生態伙伴為轉型中的企業提供全面的規劃咨詢服務,為客戶構建從頂層設計到具體執行的全套轉型方案;幫助客戶以更低的成本、更小的風險、更快的速度完成工業互聯網的建設和升級。人與人的聯接創造了社會和組織,讓我們有力量航向星辰大海;而人與物的高效聯接則能讓制造更進一步,讓工業文明煥發出全新的光輝。