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工业互联网在航空工业的探索!

发布时间:2018-02-26
关键字:工业互联网 
1月24日,工业互联网平台宣讲团活动继续开讲,由中航工业集团信息技术中心首席顾问、走向智能研究院特约研究员宁振波为大家分享“工业互联网在航空工业的探索”。
    大家好,我是中国航空工业集团信息技术中心宁振波。在前两讲里面,中国信息通信研究院总工程师余晓晖和信通院两化所副所长朱敏,分别给大家介绍了工业互联网发展背景、我国工业互联网发展态势与展望,解读了工业互联网平台白皮书。今天,我给大家汇报一下工业互联网在航空工业的探索和应用,请大家多多提意见和建议,让我们共同提升对工业互联网的认识,加深对工业互联网平台的理解,如果能达到这个目的,今天与大家的分享就非常有意义了。感谢大家!
 
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    习近平总书记在十九大报告中提出“加快建设制造强国,加快发展先进制造业”。过去多年,我国的工业发展非常快,三十多年的发展速度是历史上从来没有过,但同时资源浪费、环境污染也非常厉害,因此习总书记讲“我们既要绿水青山,也要金山银山”。但是大家思考,要绿水青山与要金山银山,看上去这是矛盾的,我们如何破解这个难题?希望今天我的一点思考能给各位带来一些启发。
 
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    我们首先来看一看,未来的产品生产模式是怎样的?过去,福特汽车单件大批量生产就是个典型。据一汽的专家讲,二十世纪二十年代,一款福特T型车就只有一个颜色。同样一种T型车,生产上千万辆。就在这种情况下,当时每一个美国人都能等待,都以能买到T型车为荣。这就是单件大批量。后来随着社会的发展、工业水平的提高,我们现在的每辆汽车都有很多种样式,包括配置、颜色、内部的装饰,完全不一样,这就是多件小批量。现在人们的生活水平越来越高,对产品的需求也越来越多,因此出现了个性化定制。个性化定制实现起来非常困难,我们一定要正确理解。
 
    过去也有过个性化定制。比如说英国的劳斯莱斯汽车,他是为英国皇家成员个性化定制的。因为每辆外形不一样,装饰不一样,配置不一样,所以成本极高。对汽车而言,生产不同的汽车,要用采用不同的模具,仅仅模具就价值上千万,因此过去的个性化定制成本奇高。
 
    我个人认为,今后的生产方式是单件大批量、多件小批量和个性化定制并存。最难解决的是个性化定制,个性化定制问题解决了,多件小批量和单件大批量都容易了。如何解决个性化定制呢?用软件来控制数据的自动流动,解决个性化定制的复杂产品的不确定性,这就是智能制造!
 
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    来的生产方式是什么?我个人认为十五年后的先进制造业一定是时空人机一体化。就是生产方式随时、随地、不随人。随时,就什么时间都可以造,随地就是,不论是在月球上、火星上、宇宙飞船上或太空站,还是水面的舰艇、水下的潜艇上,都能够随时制造。当然,不随人就是不随个人的技术水平高低影响到产品的质量好坏。
 
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    我们老讲云、大、移、物、智,实际上我们搞工业和制造业最重要的就是产品研发体系,从设计工艺、制造检测、试验运行、服务到维护维修退役,整个过程有大量的数据要采集,这就是工业大数据。采集数据需要传感器,这就是工业互联网和物联网要做的事情。工业互联网设备联网是非常困难,全世界的各种设备和装备,据了解光总线都有一百三十多种,因此各个设备的连接是非常困难的。通过工业互联网和物联网,就可以将整个产品研发过程、运行过程的数据采集、输送到云平台,这个云平台就相当于人的大脑。
 
    在大脑里把这些数据通过计算分析仿真和处理,来形成新的智能制造解决方案,反过来支撑整个产品的研制过程,这就是云、大、移、物、智的关系。
 
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    实际上,《中国制造2025》讲得非常清楚,就是要以两化融合为主线,以智能制造为突破口,这个基础就是便宜的传感器,可以采集到大量有用的数据。数据是数字化的数据,通过工业互联网连接起来传递到后台用,电脑辅助人的大脑来实现智能化。
 
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    在工业4.0里面讲到,建立一个CPS平台,CPS的核心就是工业互联网,我们讲虚实精确映射、赛博控制物理。这个四十亿是指现在全球上网的人口数量,根据几大国际咨询公司的报告,今后到2020年全球联网的设备就有四百亿台。四百亿台设备,需要靠工业互联网。没有工业互联网,就没有智能制造。
 
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    《中国制造2025》源于十八大,习主席报告中提到,要搞中国制造强国战略研究。2013年的1月24日中国工程院周济院长主持召开了中国制造强国战略研究的第一次工作会议。演进到了2015年,国务院出台了《中国制造2025》的文件。为了不断的完善中国制造2025,在2016年,国务院又出台了关于《深化制造业与互联网融合发展的指导意见》。
 
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    我们再来看一看关于网络的几个名词术语。
 
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    国际互联网:大家都知道利用国际互联网,我们可以通过电脑或者手机上网沟通信息,这是大家天天都在使用的。
 
    工业互联网:这是美国GE公司最先提出的理念。其核心是互联网和机器设备的结合,利用对机器运转产生的大数据分析,提升机器的运转效率,减少停机时间和计划外故障,连接设备、物料。
 
    产业互联网:我个人认为是个伪概念。第一产业是农业,第二产业是工业,第三产业是服务业。从经济学来看,产业互联网中“产业”一词本身就是意义非常宽泛。从技术层面看,也存在逻辑矛盾。
 
    物联网:物联网早期叫传感网,是通过各类射频识别(RFID)、红外感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
 
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    这张图片是摘自《工业互联网平台白皮书》,描绘了工业互联网平台的内涵和功能架构。前面两期宣讲中,信通院余晓晖总工程师和朱敏副所长已经有了完善的描述,我这里不再多讲。我们一定要重视工业互联网平台的功能架构,包含有四个核心能力:第一是工业数据的采集能力,第二是海量数据处理能力,第三是工业知识的沉淀能力,第四是工业应用的创新能力,因此工业互联网平台既是工业应用创新的平台,也是新型工业应用运行的载体。
 
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    《工业互联网平台白皮书》提到工业互联网平台应用的四大场景:从生产现场到企业工厂内部,再到企业对外的协同。它包含四个场景,第一种场景是面向工业现场的生产过程优化,场景二是面向企业运营的管理决策优化,第三是面向社会化生产的资源优化配置与协同。场景四就是面向产品全生命周期的管理与服务优化。
 
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    第二部分讲互联网+先进制造业,就是要大力发展工业互联网。
 
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    大家知道,2017年11月,国务院出台了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,从国家层面提出了发展工业互联网的国家战略。
 
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    前面提到,工业互联网是智能制造的基础,工信部和国务院非常重视这项工作。习主席在十九大报告中讲,要发展先进制造业推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。2017年10月30日,国务院常务会议审议通过了《深化“互联网+”与先进制造业发展工业互联网的指导意见》。11月3号,国务院新闻办公室举行国务院政策例行吹风会,工信部陈部长,信息通信管理韩夏局长,信软司谢少锋司长出席并回答了记者提问。
 
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    第三部分就是工业互联网和智能制造的关系
 
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    在工业4.0中可以明确看出,新工业革命的本质就是CPS,我们翻译为信息物理系统。实际上CPS这个概念最早由美国人发明,当时并没有考虑这个赛博是怎么来的。实际上,赛博是由人创造出来的。因此,我们《三体智能革命》写作组,在2016年写了一本书就叫《三体智能革命》,它的核心是三体就是指物理实体、意识人体和数字虚体。
 
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    首先,物理实体是由宇宙形成的,物理实体在演进的过程中演变出植物和动物。动物的最高形态是有意识的、有智能的意识人体。人类创造了数学物理和化学方法,发明了电脑,开发出软件。人就可以把物理实体建模形成数字虚体。
 

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