智能再制造產(chǎn)業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)探討

引 言

不能以犧牲環(huán)境、生態(tài)為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)向質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革，高端智能再制造是實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)提效增質(zhì)的重要途徑。智能再制造在保證產(chǎn)品性能的前提下具有節(jié)能、節(jié)材、降低污染物排放等特性其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益顯著。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手，本文就智能再制造產(chǎn)業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行了相關(guān)探討

1 智能再制造現(xiàn)狀

智能再制造是與智能制造深度融合的再制造。智能再制造將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)與再制造回收、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各環(huán)節(jié)融合，通過(guò)人技結(jié)合、人機(jī)交互等集成方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。智能再制造的特征包括再制造產(chǎn)品在產(chǎn)品功能、技術(shù)性能、綠色性、經(jīng)濟(jì)性等方面不低于原型新品，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益顯著智能再制造在優(yōu)先考慮產(chǎn)品的可回收性、可拆解性、可再制造性和可維護(hù)性等屬性的同時(shí)，保證實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、節(jié)材等目標(biāo)

再制造產(chǎn)業(yè)鏈由廢舊產(chǎn)品回收、專(zhuān)業(yè)拆解、再制造、再制造產(chǎn)品銷(xiāo)售和消費(fèi)者共同組成了一個(gè)閉環(huán)結(jié)構(gòu)。智能再制造通過(guò)賦能再制造產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化企業(yè)價(jià)值鏈，提升行業(yè)價(jià)值和企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率，從而提高再制造的勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。智能再制造產(chǎn)業(yè)作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)“再利用”的高級(jí)形式，打通了“資源 - 產(chǎn)品 - 報(bào)廢- 再制造產(chǎn)品”的循環(huán)型產(chǎn)業(yè)鏈條，踐行了工業(yè)綠色發(fā)展模式

2 智能再制造產(chǎn)業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)動(dòng)因

企業(yè)間缺少協(xié)同能力，質(zhì)量缺乏有效控制、生產(chǎn)管理透明度低、智能分析缺乏數(shù)據(jù)支撐、資源利用分配不均、自動(dòng)化生產(chǎn)水平低等原因是制約我國(guó)大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)大而不強(qiáng)的重要原因

2.1 我國(guó)開(kāi)啟工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)，連接工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈，支撐工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)與應(yīng)用模式，是互聯(lián)網(wǎng)從消費(fèi)領(lǐng)域向生產(chǎn)領(lǐng)域從虛擬經(jīng)濟(jì)向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)拓展的核心載體

我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)近年來(lái)的發(fā)展，已經(jīng)取得初步進(jìn)展參與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)的企業(yè)類(lèi)型主要包括龍頭制造業(yè)企業(yè)、ICT 企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)三種類(lèi)型，這些平臺(tái)分布于家電制造業(yè)、裝備制造、國(guó)防軍工、航空、能源、醫(yī)療、交通、基礎(chǔ)設(shè)施及城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)行業(yè)。比如海爾的 COSMO Plat 平臺(tái)，將顧客需求、產(chǎn)品訂單平臺(tái)，合作生產(chǎn)、原料供應(yīng)品設(shè)計(jì)組裝和智能分析等環(huán)節(jié)互聯(lián)起來(lái)并進(jìn)行實(shí)時(shí)通信和分析以滿足規(guī)?；ㄖ菩枨?。部分工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)見(jiàn)表 1 所列

2.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是提升智能再制造的重要途徑

2017 年，工信部出臺(tái)《高端智能再制造行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020 年）》：到 2020 年，推動(dòng)建立 100 家高端智能再制造示范企業(yè)、技術(shù)研發(fā)中心、服務(wù)企業(yè)、信息服務(wù)平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)等，帶動(dòng)我國(guó)再制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到 2 000 億元

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠讓消費(fèi)者對(duì)再制造產(chǎn)品追蹤溯源，增加對(duì)再制造產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)的信心，同時(shí)倒逼企業(yè)提高再制造產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)，從而促進(jìn)整個(gè)智能再制造行業(yè)良性發(fā)展

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠幫助智能再制造實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)

(1) 打造新的生態(tài)商務(wù)模式和創(chuàng)建新的生態(tài)，幫助企業(yè)提質(zhì)增效、業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，增加新的營(yíng)收增長(zhǎng)點(diǎn)

(2) 將服務(wù)拓展到產(chǎn)品的全生命周期，智能再制造商提供能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)預(yù)警和遠(yuǎn)程維修等服務(wù)

(3) 集中組織生產(chǎn)向分散化組織生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，推進(jìn)制造由規(guī)?；瘶?biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品向個(gè)性化定制產(chǎn)品延展

(4) 設(shè)計(jì)與生產(chǎn)部門(mén)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享統(tǒng)一平臺(tái)打造虛實(shí)結(jié)合的數(shù)字化工廠

(5) 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)制造資源云化，按照生產(chǎn)要求進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)配與提供，將社會(huì)制造資源有效組織按需取用

3 智能再制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)

3.1 技術(shù)體系

數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是制造業(yè)發(fā)展的方向，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的重要載體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合再制造技術(shù)、智能制造技術(shù)，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)放大這些技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。智能再制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系如圖 1 所示

3.2 平臺(tái)架構(gòu)

智能再制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)由邊緣層、平臺(tái)層、應(yīng)用層構(gòu)成。邊緣層通過(guò)高速互聯(lián)通信將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)底層的硬件設(shè)備和軟件連接起來(lái)，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。平臺(tái)層將數(shù)據(jù)科學(xué)與工業(yè)機(jī)理相結(jié)合，構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)分析能力，把技術(shù)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等資源固化為可移植、可復(fù)用的工業(yè)微服務(wù)組件庫(kù)，提供通用性的微服務(wù)和模塊。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)、外部的資源高效協(xié)同和利用，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、制造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、服務(wù)等價(jià)值鏈的智能化。智能再制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)如圖 2 所示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與其他平臺(tái)系統(tǒng)的對(duì)接如圖 3 所示

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)連接供給端、需求端、生產(chǎn)制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、精益生產(chǎn)、柔性化生產(chǎn)和精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要解決的問(wèn)題在于更大范圍的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同問(wèn)題，包括生產(chǎn)制造企業(yè)與上游的原材料商、設(shè)備制造商、下游的客戶，甚至是銀行等金融機(jī)構(gòu)的協(xié)同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以工業(yè) APP 的形式為企業(yè)制造各類(lèi)創(chuàng)新應(yīng)用，最終形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進(jìn)的制造業(yè)生態(tài)

                                       圖1 智能再制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

3.3 大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)

大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)產(chǎn)生價(jià)值的重要一環(huán)工業(yè)大數(shù)據(jù)主要包括產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、價(jià)值鏈數(shù)據(jù)外部數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)在企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品故障診斷與預(yù)測(cè)工藝流程分析、供應(yīng)鏈優(yōu)化和產(chǎn)品精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)等方面為企業(yè)帶來(lái)新的價(jià)值

(1) 加速產(chǎn)品創(chuàng)新：客戶與工業(yè)企業(yè)之間的交互和交易行為將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，使客戶參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，為產(chǎn)品創(chuàng)新做貢獻(xiàn)

(2) 診斷與預(yù)測(cè)產(chǎn)品故障 ：無(wú)所不在的傳感器、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入使得產(chǎn)品故障實(shí)時(shí)診斷變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用建模與仿真技術(shù)使得預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)性成為可能

(3) 提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù) ：通過(guò)實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)和客戶大數(shù)據(jù)企業(yè)能夠更好地控制相關(guān)企業(yè)和全球供應(yīng)鏈，更創(chuàng)新和精確地滿足用戶需求。大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)如圖 4所示

3.4 提升產(chǎn)業(yè)鏈高效協(xié)同

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠有效采集和匯聚設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)、物料配送和進(jìn)度管理、市場(chǎng)銷(xiāo)售數(shù)據(jù)等。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和反饋，在制造工藝、生產(chǎn)流程、質(zhì)量管理設(shè)備維護(hù)、能耗管理、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等具體場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化應(yīng)用提升制造品質(zhì)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)融入智能再制造產(chǎn)業(yè)鏈如圖 5 所示

4 結(jié) 語(yǔ)

智能再制造產(chǎn)業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應(yīng)客戶需求、提高研發(fā)效率、提升再制造的生產(chǎn)柔性。還能夠促進(jìn)智能再制造向服務(wù)發(fā)展、開(kāi)發(fā)新型商業(yè)模式，將數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為服務(wù)能力，形成多種創(chuàng)新模式。