三一重工离真正的工业物联网还有多远?


来源:中国工业评论

作者:刘世磊、iot101君

物联网智库 整理发布

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——   【导读】   ——

你能想象以生产挖掘机等重型机械闻名的三一重工正在打造自己的工业物联网平台并玩转大数据吗?




对制造业而言,在新一轮科技革命和产业变革的大背景下,以数字化、网络化、智能化为特征的智能制造已成为未来发展趋势。工业领域基于云端的供应链精细化管理、连续的在线监测、生产设备运行的优化、能源数据管理、工业安全生产等都将大大提高企业的发展潜力。工业物联网平台或者工业云平台代表着未来工业领域重要的发展方向,国内外企业纷纷展开激烈竞争。三一重工集团作为一家以生产混凝土机械、挖掘机械等工程机械为主的传统制造企业,努力抓住当前智能制造的机遇,积蓄新的增长动能,为国内企业提供可供借鉴的经验。


打造本土工业物联网开放平台过程


三一重工集团主营混凝土机械、路面机械、桩工机械、履带起重机械等工程机械,混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率国内第一,泵车产量世界第一。在全球制造业向工业4.0迈进之际,三一重工也在积极谋求向智能制造转型。三一重工工业物联网发展基本可以分为三个阶段。


早期物联网探索阶段重点开展以M2M为主要组成部分的“物联网”研发应用,建立“M2M远程数据采集与监控平台”。


早在2005年,三一重工就认识到物联网在工程机械行业将发挥越来越重要的作用,并且开始对工程机械物联网核心部件及相关技术开展研究。三一重工成为国内首个在工程机械行业应用GPS系统的企业,可实现对全球设备的识别、定位、跟踪、监控、诊断处理和企业生产管理等。


2007年中国移动长沙分公司与三一重工就“三一工程机械设备智能服务系统”项目开展合作,探索建立基于物联网技术的“M2M远程数据采集与监控平台”。平台由三部分组成,基于CAN总线的数据采集和反向控制子系统、智能通道子系统和M2M应用平台。借助安装在设备上的采集提供、M2M终端及反向控制系统,通过中国移动网络,将设备状态参数传送至企业监控中心。


最初是小规模商用,在小范围的工程设备和车辆上实行试商用,主要解决信息采集状态不稳定、无线网络传输带宽不足、监控信息平台的网络接口改造等技术问题。2009年,三一重工的“M2M远程数据采集与监控平台”实现规模化商用,建成国内首家工程机械物联网企业控制中心。公司进一步完善了车载M2M系统,作为工程机械的标配,在出厂前全部预装,开通中国移动的M2M服务。


物联网大规模应用阶段。强化远程数据采集与分析,提升产品智能化水平。


2010年后,三一重工强化M2M在信息采集、数据分析、信息传输、解决方案运营等相关环节的运用,对“M2M远程数据采集与监控平台”进一步细分,逐步形成了三个子平台。


一是设备远程监控技术支撑平台。包括设备远程监控技术支撑平台和设备数据平台,为主机设备质量的持续改进及设备的售后服务提供参考数据。


二是机群智能服务系统。通过搅拌车位置信息、混凝土配送信息、混凝土消耗信息以及泵送设备和搅拌车当前作业状态信息在搅拌站各机群设备之间的实时数据交互和共享,实现各机群设备之间的作业协同和作业指导。用户据此可采用较科学的车辆调度策略和设备作业模式,提高企业运营效率和设备利用率,降低总体运营成本。


三是泵车远程监控及维护系统。通过研究工程机械智能化前端理论,开发出业界领先、具有自主知识产权的智能化产品,提升工程机械的作业能力和水平,设计构建先进的远程监控系统,全面提升企业的信息化服务水平和运行效率。


2011年,三一重工建成国内工程机械行业最大容量的M2M应用平台,可支持50万台设备并行接入并具有动态扩展能力。


产品智能化方面,包括传感器、遥控器、智能运动控制器等全套的智能终端部件形成的一个完整体系,通过这个智能化产品采集数据,使公司能够实时对设备进行远程监控和诊断。2009年,成立了三一智能设备控制有限公司,构建传感、通信、驱动、控制、人机交互、远程维护与诊断等产品布局,为各类工业设备提供智能化产品和系统,使三一重工成为国内首家自主研发智能化技术及产品的工程机械企业,奠定了公司在智能化领域的领先地位。2011年,三一重工上海华兴数字科技有限公司成立,重点研发工程机械仪器仪表设备、软硬件产品、自动控制系统和智能管理系统。


大数据和云平台阶段。借助“ECC客户服务平台”,积极开展大数据应用。


挖掘机具有功能强大、产销量大、系统复杂等特点,当前呈现高效率低能耗、智能化精准化、更好的用户体验等趋势。作为传统的制造企业,首先是制造、服务和生产的所有环节数字化,然后用计算机运算、存储和分享沟通。


三一重工自主研发了大数据储存与分析平台即“ECC客户服务平台”,包括所有设备底层控制的硬件和软件,能够实现双向的交互以及对设备的远程控制,可将20多万台客户设备实时运行情况的数据通过传感器传到后台进行分析和优化。每日实时监控设备运行信息(如位置、工时、转速、主压、油耗等),系统面向代理商、操作手、挖掘机老板和研发人员四类主要用户。大数据设计要点从代理商、操作手、挖掘机老板、研发人员四个侧重点出发,采用基础矩阵分拆成基础向量,再分拆成特征值,其特征值重新组合形成自定义向量再组合成设备信息、健康等矩阵,进而提供全生命周期的增值服务。用户可通过网页或手机APP,随时随地掌握机器各方面的状态。依据大数据分析,针对常用档位按区域、载荷、温度分别进行精准控制,使新产品的动力总成效率提升8%,油耗降低10%。


三一重工已经形成的5000多个维度、每天2亿条、超过40TB的大数据资源,基于这些数据,开展的大数据应用主要在以下几个方面:


一是预测宏观环境。三一重工与清华大学合作,推出了“挖掘机指数”,显示设备的施工时长和开工率等数据,根据开工率数据预测下个月固定资产投资增量,在一定程度上可以反映中国宏观经济走势。根据每个省数据情况,发现各省固定资产投资走向,实时分析区域市场变化,指导营销。


二是分析产品结构。建立基于数据分析的研发模式,可以发现哪种型号的产品更受欢迎,对于基于市场定位的产品研发有较强参考价值。


三是预测设备故障。在设备出现故障征兆时提前维护,目前在出现故障的设备里有50%可以事先预测,减少了客户的损失。


四是预测配件需求。通过设备运行状况研究其跟配件消耗之间有什么样的关联,建立起预测模型,可大大降低企业生产成本。


工业物联网平台建设成效显著


降低成本 提升服务效率


三一重工通过使用智能服务系统,借助系统数据智能分析能力,研发出挖掘机节能控制技术,大大提高燃油效率,降低挖掘机使用过程中的燃油成本。通过实时监测设备的作业情况、关键零件磨损、油耗和承压情况等,在问题出现之前提出预警,做到主动维修,实现对成本的精准控制并大幅提高用户服务质量。通过突破工程机械设备安全可控核心技术瓶颈,促进了融资租赁业务的开展,提升了服务效率。


实施差异化战略推动企业转型发展



在工程机械领域,借助物联网、大数据,三一重工提供科学解决方案和服务,提升设备的性能和用户体验,针对挖掘机、泵车、摊铺机等工程机械,走出一条智能化差异化发展道路,实现企业转型发展。


积极探索工业物联网商业模式创新


三一重工与国内一些创业投资机构合资成立了明照资本。该基金重点投资工业4.0或物联网领域的创业团队及中小企业。2016年3月,三一重工和珠海大横琴投资有限公司、珠海铧创投资管理有限公司等15家股东共同发起设立国内首家基于物联网的专业保险公司久隆保险。装备业因其风险的多样性和复杂性,很少有保险公司深入这一领域,市场专业需求和普遍性供给错位明显。借助三一重工遍布全国的200余家代理商及9000人的营销服务团队,公司将专业保险产品嵌入相关装备制造垂直领域互联网平台,并与线下销售渠道及服务资源衔接。依托物联网和大数据,久隆保险可更准确地识别风险与定价,根据客户的风险特性定制保险产品与服务,为中国装备制造产品走出去提供有特色的金融服务。


未来,三一重工计划整合国内资源,打造中国本土的工业物联网平台,进一步提升中国工业的智能制造水平。


从三一重工实践看未来工业物联网发展趋势


预计到2020年,全球工业物联网的价值将达到1.7万亿美元。在当今数据爆炸时代,如何获取数据、分析数据,用数据指挥生产是工业发展的方向,工业物联网是工业数字化、网络化的重要表现形式,也是未来企业打造核心竞争力的关键所在。


国外企业纷纷进军工业物联网。在工业互联网领域,发达国家走在了前列。美国通用电气(GE)公司开发了Predix、Predictivity和APM等可预测资产管理工具,可以将各种生产设备和供应商相互连接并接入云端,提供资产性能管理和运营优化服务。2014年仅通过Predictivity解决方案,公司就获得超过10亿美元的收入,2015年公司进一步开放Predix工业互联网平台,使得全球范围内更多的机器接入网络平台。GE还将推出面向应用开发者的专用云平台Predix.io,进一步拓展GE的工业互联网平台。此外IBM公司也推出了Bluemix云平台,全球有超过30000云客户。德国西门子公司采用SAP HANA云平台技术,于2014年正式对外提供预测性维护、资产分析和能源数据管理等基于数据的服务。


工业数据分析服务将带来更多市场价值


从长期看,硬件制造端的价值在不断降低,智能化产品的价值将不断提升。大数据和智能制造给传统工业带来了巨大冲击,强大的工业数据分析服务将成为制造企业数字化战略的重要组成部分,工业物联网将显现出更大的战略价值。


协同创新才能打造中国本土工业物联网平台


物联网大数据平台的开发非常复杂,每个企业都去自主开发“不现实”。工业物联网平台还面临着设备兼容性不足、数据采集技术有待提高、网络安全性令人担忧等问题,要想建立强大的本土工业物联网大数据平台,单靠个别公司的努力是难以实现的,相互独立的做法也无法做到“互联”,必须靠机器设备、硬件和软件企业共同努力,打造一个建立在全行业大数据基础上的开放平台,才能真正发挥平台的价值,起到更大的作用。


积极开展商业模式创新


物联网通过改进商业流程,促进商业模式创新。服务需求提升成为工业物联网生态发展的重要推手。在物联网背景下,设备厂商可以不卖设备,而是根据客户对设备的使用量收取费用。同时,市场竞争模式将从个体竞争转向生态竞争,企业必须以开放的心态,积极参与到生态体系的建设中。设备厂商应更多地考虑跟第三方软件公司合作,实现合作共赢。


刘世磊  工信部赛迪智库工业经济研究所

本文发表于《中国工业评论》杂志2016年第8期


物联网智库特邀评论

三一重工离真正的工业物联网还有多远?


历经数年的喧嚣,物联网(IoT)终于从一个浮于空中的概念慢慢落到实地。其中最重要的就是产业物联网的诞生——即物联网向传统产业渗透,为传统企业的改造转型提供手段。


工业物联网(IIoT)是产业物联网的一个重要分支,工业与物联网技术的结合虽然并不为普通大众所熟知,但它对全球工业带来的改变将是颠覆性的。如果说机器生产引领了工业革命,计算机技术引领了科技革命,那么现在,智能机器正在主导工业物联网的浪潮。


连接机器比连接人要困难许多,幸好,有三种技术力量在为这股浪潮提供驱动力:一是云计算和大数据;二是低功耗广域网络;三是机器学习。所以,现在是工业物联网的最好时机,而工业物联网也必将在能源、交通运输、制造等应用领域发挥重要作用。


IIoT将带来数以万亿美元的产值增长,面对这样的一块肥肉,工业时代的巨人们人人都想啃上一口。


在美国,剥离掉金融和家电等业务的GE找准了自己的重心,Predix平台越发耀眼,仅2014年公司就凭此获得超过10亿美元的收入。


在德国,为了引领所谓的“工业4.0”,西门子的数字化服务平台Sinalytics隆重登场,工业云平台“MindSphere的重要性日渐凸显。


而在中国本土,改变同样早已发生。你能想象以生产挖掘机等重型机械闻名的三一重工正在打造自己的工业物联网平台并玩转大数据吗?


前文中刘世磊先生已经详细的介绍过三一的工业物联网平台,所以智库在这里仅做补充评论:三一和GE或者西门子的平台区别到底在哪里?离真正的工业物联网还有多远?




1.从企业到行业

虽然三一重工自主研发了 “ECC的客户服务平台”,已经形成的5000多个维度、每天2亿条、超过40TB的大数据资源。但是究其根本,这些数据都产自于三一重工的自家产品,但GE的Predix平台就不同,他可以让各个工业企业都把设备接进来,进行数据分析和预测性维护。


工业互联网强调是整个行业的改造升级,一家企业的联网不是真正的工业互联网,一家企业的数据不是真正的大数据。三一重工工业物联网的下一步战略应该是从企业级工业物联网平台向行业级工业物联网平台的过渡,这需要行业意识的提升和所有企业共同协作努力。


2.从封闭到开放

物联网大数据平台的开发非常复杂,每个企业都去自主开发“不现实”,而且每个企业自主开发也容易形成一个一个相互隔离的封闭孤岛。


许多不同机器相连后,常常会“咚”地弹出一个对话框:“错误代码222,系统兼容性错误”,然后死机。各种独立的复杂工业系统,传感器和数据格式之间缺乏兼容性,让整体产业链的数字化融合成为了不可能。只有制定统一的数据标准,数据才能被计算机储存、分析和传输。,每个工业企业才可能把自己的物理世界变成数字化的信息世界。


三一重工的物联网平台要想实现如此,就需要前所有未有的开放性,让大家都能加入,让所有企业的设备都能像三一自己的机械设备那样被追踪、分析和维护。一旦实现,这样的平台就能打通工业生产价值链的上下游,在中国开启一个新的工业时代。


3.从硬件到软件

GE全球董事长伊梅尔特曾经说过:“GE昨天还是一家制造业公司,一觉醒来已经成为一家软件和数据公司了。”这是根本上的改变,是从生产向服务的转变,而服务,无疑会创造更大的价值。


Predix平台中有一整套软件服务来协助开发者迅速开发适用于工业环境的软件应用,工程师可以在平台上按照自己企业的需求便携程序和应用,各取所需。而这正是三一重工的工业物联网平台所缺乏的。


但是和美国GE或德国的西门子不同,三一在中国这块特殊的土地上已经深耕许久,他的最大优势在于与客户靠的近,与市场靠的近。所以三一要做中国的工业物联网,一定是由客户倒推到产业链。


只有聚焦自己的优势——产品和服务,把有限的资源用在最需要的地方,才能构建出真正的本土工业物联网平台!



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