近年來(lái)，以信息通信技術(shù)（ICT）與制造業(yè)深度融合為核心的新工業(yè)革命正在加速孕育，美國稱(chēng)之為“再工業(yè)化”，日本稱(chēng)之為“工業(yè)智能化”，德國則稱(chēng)之為“工業(yè)4.0”。
工業(yè)4.0的出現引發(fā)了巨大的變化，其將ICT和生產(chǎn)制造深入融合，重新定義了制造業(yè)；工業(yè)4.0通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，改變生產(chǎn)和消費的全過(guò)程；除此之外，工業(yè)4.0也在能源、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物流等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響力，改變人們的生活方式，甚至是人類(lèi)對存在的認知。
工業(yè)4.0的推進(jìn)，會(huì )逐步將最先進(jìn)的IT、CT技術(shù)應用到制造的核心領(lǐng)域，這需要ICT廠(chǎng)商和傳統制造廠(chǎng)商緊密結合，建立廣泛的聯(lián)盟，聯(lián)合進(jìn)行創(chuàng )新，并率先在部分行業(yè)構建樣板，樹(shù)立典范，形成示范效應。示范效應會(huì )吸引更多的企業(yè)加入，同時(shí)會(huì )出現新的商業(yè)模式，保守的企業(yè)有可能會(huì )被迅速淘汰。
另外，標準化對工業(yè)4.0至關(guān)重要。這方面政府和國際組織需要發(fā)揮更大的作用，推動(dòng)跨國跨產(chǎn)業(yè)的合作，在Connectivity、設備IP化和移動(dòng)化、數據共享和安全機制等幾個(gè)方面深入討論。
工業(yè)4.0，提升行業(yè)效率和競爭力
正像蒸汽機、電力和信息化驅動(dòng)了前3次革命一樣，工業(yè)4.0是ICT技術(shù)發(fā)展到新階段而產(chǎn)生的新的工業(yè)發(fā)展模式。大數據、云計算以及物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)都會(huì )應用到工業(yè)4.0當中，但是工業(yè)4.0并非是為了技術(shù)而技術(shù)，其最根本的驅動(dòng)力是解決當前行業(yè)中面臨的各種問(wèn)題，最終的目的是為了提高企業(yè)、行業(yè)的整體效率和競爭力。
不同行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)原料不同，對生產(chǎn)設備的要求也各不相同。在將ICT技術(shù)應用到生產(chǎn)過(guò)程的變革中，針對不同環(huán)境下的抗震、耐高溫、抗酸堿腐蝕以及防水防撞等工業(yè)屬性的特殊要求，在技術(shù)選擇上也需要進(jìn)行創(chuàng )新和取舍。
比如在鋼鐵廠(chǎng)的冷軋過(guò)程中，為了精確地測量鋼板的溫度，傳感器必須部署在溫度極高的環(huán)境中，大大超過(guò)傳統有線(xiàn)通信的能力，必須采用高效的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)；而在石油煉化工廠(chǎng)中，存在大量密集的金屬管線(xiàn)，對無(wú)線(xiàn)信號有比較強的屏蔽效應，這時(shí)候就需要考慮繞射和穿透力強的技術(shù)，如e LTE。這些行業(yè)上的特殊要求，一方面需要設備廠(chǎng)商深入了解工業(yè)環(huán)境需求，選擇合適的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)應對，另一方面也需要結合多廠(chǎng)商的優(yōu)勢，組合成適合行業(yè)特點(diǎn)、面向特定需求的解決方案。
除了要面向行業(yè)之外，基于工業(yè)4 .0的解決方案還需要考慮在廣泛實(shí)現智能互聯(lián)的基礎上實(shí)現系統的彈性，一方面能夠適應在不同規模的企業(yè)中應用，另外也應考慮如何實(shí)現快速的優(yōu)化和迭代。這需要解決方案構建標準化的開(kāi)放架構，并在此架構下構建可裁剪的組件。在未來(lái)的工廠(chǎng)中，解決方案就像搭積木一樣，根據實(shí)際需求，快速地通過(guò)組件來(lái)構建和優(yōu)化。
最后，工業(yè)4.0將逐步驅動(dòng)行業(yè)核心領(lǐng)域開(kāi)放，通過(guò)嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、云數據中心和安全數據交換，實(shí)現多個(gè)設備之間、多個(gè)工廠(chǎng)之間的協(xié)作，從而實(shí)現產(chǎn)業(yè)集群，以集群化的優(yōu)勢去提升競爭力。
近幾年，華為在行業(yè)解決方案領(lǐng)域持續投入，在智慧城市、智能交通、智慧能源、智能電網(wǎng)和智能制造領(lǐng)域積累了深厚的經(jīng)驗，聯(lián)合合作伙伴一起，規劃和設計了一大批可復制的解決方案。
制造行業(yè)：聚焦智能工廠(chǎng)和智能工程機械
面向工業(yè)4. 0的解決方案中，智能工廠(chǎng)是一個(gè)重要的方向，其通過(guò)采用網(wǎng)絡(luò )化的分布式生產(chǎn)設施，組合成智能化生產(chǎn)系統，實(shí)現智能化生產(chǎn)過(guò)程。在智能工廠(chǎng)中，將實(shí)現智能生產(chǎn)，這也是工業(yè)4.0的一個(gè)核心話(huà)題，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應用等。
為了實(shí)現智能工廠(chǎng)和智能生產(chǎn)，需要考慮對現有工廠(chǎng)的設備進(jìn)行智能化改造，采用有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)一體化的網(wǎng)絡(luò )打破生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )和辦公網(wǎng)絡(luò )之間的屏障。在此過(guò)程中，需要重點(diǎn)考慮設備和網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放帶來(lái)的安全風(fēng)險，提供端到端的安全保障。同時(shí)，為了實(shí)現智能制造，設備和生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的大量數據也要有效地加以利用，以構建先進(jìn)的制造云平臺，提供生產(chǎn)數據的大數據分析和處理，優(yōu)化生產(chǎn)流程，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全。
華為的智能工廠(chǎng)解決方案采用多種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將短距無(wú)線(xiàn)通信和廣覆蓋無(wú)線(xiàn)通信之間有效配合，也將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )融合起來(lái)實(shí)現無(wú)縫的接入，最終統一智能工廠(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )，有效地保障設備與設備之間、設備與制造云數據中心之間的數據交換，為智能工廠(chǎng)提供網(wǎng)絡(luò )基礎。同時(shí)，華為能提供面向服務(wù)的、可彈性擴展的一體化制造云解決方案，為制造業(yè)的大數據分析、存儲及計算提供強有力的ICT基礎設施保障。
另外，在制造領(lǐng)域，工程機械也是很大的一塊市場(chǎng)。目前工程機械正面臨著(zhù)向服務(wù)轉型的巨大機遇。據統計，目前歐美發(fā)達市場(chǎng)上，工廠(chǎng)機械的服務(wù)銷(xiāo)售占比高達70%，而以中國為首的亞太區域，工程機械的服務(wù)銷(xiāo)售占比只有30%，估計到2016年，中國工程機械服務(wù)市場(chǎng)規模將達到1600億美元。在工程機械向服務(wù)轉型的過(guò)程中，預測性維護是當前的熱點(diǎn)，其將工程機械的當前位置、運行數據、運行狀態(tài)實(shí)時(shí)上報給廠(chǎng)商維護中心，通過(guò)對故障進(jìn)行建模和數據分析，為工程機械的高效率使用提供保障。
在預測性維護的解決方案中，實(shí)時(shí)有效的數據采集和回傳是非常重要的。目前在中國，大部分工程機械已經(jīng)實(shí)現了基于GPS的定位功能，廠(chǎng)商可以基于此功能對工程機械實(shí)現簡(jiǎn)單的定位和數據采集。但是要做到預測性維護，還需要提供更加實(shí)時(shí)的數據傳輸，在這方面，華為可發(fā)揮網(wǎng)絡(luò )優(yōu)勢，將工程機械設備上的傳感網(wǎng)絡(luò )、工程車(chē)輛的車(chē)載傳感網(wǎng)絡(luò )和運營(yíng)商的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、工程機械集散地的場(chǎng)區網(wǎng)絡(luò )無(wú)縫連接在一起，并通過(guò)統一的物聯(lián)網(wǎng)連接管理平臺對終端、傳感器進(jìn)行有效管理，確保數據連接的可靠性。
同時(shí)，華為也和合作伙伴一起為工程機械制造商提供創(chuàng )新的應用平臺，逐步實(shí)現工程機械性能監測、健康評估、故障診斷、智能維護、使用培訓、再制造、二手交易等方面的全生命周期管理，以及機群優(yōu)化調度等智能云服務(wù)，全面推動(dòng)工程機械行業(yè)從“生產(chǎn)型制造”向“服務(wù)型制造”的轉型升級。
能源行業(yè)：提升生產(chǎn)效率和HSE
在能源行業(yè)，特別是油氣領(lǐng)域，生產(chǎn)事故或者危險物質(zhì)泄漏造成的人身安全、財產(chǎn)損失層出不窮，在局部區域，對環(huán)境也帶來(lái)巨大的危害。因此，HSE在油氣行業(yè)廣受重視，而最新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)的傳感器和通信成本的大大降低，也進(jìn)一步推動(dòng)了HSE（Health, Safety, and Environment，健康、安全和環(huán)境管理體系的簡(jiǎn)稱(chēng)）相關(guān)解決方案的快速發(fā)展。
以石油煉化工廠(chǎng)為例，由于行業(yè)的特殊性，在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì )排放出大量的廢水、廢氣，同時(shí)廠(chǎng)區內還存在一些有毒、易燃、易爆氣體泄漏的問(wèn)題，極大地影響石化員工的人生安全，降低了整個(gè)工廠(chǎng)的生產(chǎn)效率。為了確保管線(xiàn)的生產(chǎn)安全，目前行業(yè)內采用大規模的人工巡檢方式，這需要投入大量人力，也帶來(lái)人身安全的隱患。
以管道測厚為例，一個(gè)中等規模的化工廠(chǎng)，針對不同的管道類(lèi)型，每月需要定期巡檢一次，同時(shí)針對高危管線(xiàn)和位置，巡檢的頻度還需要加強。在這種情況下，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采用無(wú)線(xiàn)測厚裝置，能夠極大提升測量的準確率，降低測量的工作量，避免漏測、測不準帶來(lái)的安全風(fēng)險。另外，危險區域的有毒氣體檢測也非常重要，一方面有毒氣體的提前預警，能夠避免人員誤入危險區域，降低人身?yè)p害；另一方面，有毒氣體的監控，也能夠及時(shí)有效地對問(wèn)題進(jìn)行處理，提高問(wèn)題解決的時(shí)效性，避免大規模的環(huán)境污染。
為了應對HSE的需求，華為無(wú)線(xiàn)智能工廠(chǎng)解決方案通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和4G移動(dòng)通信技術(shù)相結合，實(shí)現對生產(chǎn)裝置、罐區和廠(chǎng)區環(huán)境的全面感知和監控；同時(shí)實(shí)現各崗位的協(xié)同工作，緊密連接生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節，達到降本增效、協(xié)同響應、移動(dòng)化作業(yè)和管理的效果。
無(wú)線(xiàn)智能工廠(chǎng)解決方案在邏輯上主要分為3層：
- 應用層：負責石油煉化環(huán)境監控、運行管理、協(xié)同調度等；主要包括物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的應用，如HSE環(huán)境監測系統、排污監測系統和智能巡檢系統等，也包括寬帶無(wú)線(xiàn)集群調度系統、視頻監控系統和人員定位系統等協(xié)同調度的應用。
- 網(wǎng)絡(luò )層：實(shí)現石化生產(chǎn)各種業(yè)務(wù)的承載；保證業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性；華為提供企業(yè)級的4G網(wǎng)絡(luò )，為終端和傳感器提供有效的接入手段。同時(shí)，華為還創(chuàng )新性引入LTE-M技術(shù)，通過(guò)低功耗、強覆蓋的低速廣域網(wǎng)絡(luò )覆蓋，解決化工廠(chǎng)區因管線(xiàn)密集、裝置遮擋等原因造成的無(wú)線(xiàn)弱覆蓋問(wèn)題。
- 終端及傳感器層：實(shí)現一線(xiàn)語(yǔ)音、視頻的回傳和各種類(lèi)型傳感器及傳感網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接入，包含環(huán)境感知傳感器、移動(dòng)終端、CPE、視頻監控攝像頭和人員定位終端等設備。為了保障企業(yè)的投資，華為也支持傳統的Wireless Hart、ISA-100和WI-PA等短距網(wǎng)絡(luò )的接入和中繼。
車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)：交通控制網(wǎng)絡(luò )和車(chē)載系統是當前熱點(diǎn)
工業(yè)4.0除了將在制造和能源領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響之外，在車(chē)聯(lián)網(wǎng)、可穿戴等諸多和人們生活密切相關(guān)的領(lǐng)域，也將帶來(lái)深遠的影響。以車(chē)聯(lián)網(wǎng)為例，雖然現在很多車(chē)輛上已經(jīng)安裝了GPS，而且也能夠通過(guò)GPRS或者3G網(wǎng)絡(luò )上傳車(chē)輛的位置信息，但是未來(lái)，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，車(chē)與車(chē)、車(chē)與路、車(chē)與人、車(chē)與傳感設備等的交互將會(huì )更加頻繁。通過(guò)車(chē)與車(chē)、車(chē)與人、車(chē)與路互聯(lián)互通，可實(shí)現信息共享，收集車(chē)輛、道路和環(huán)境的信息，并在信息網(wǎng)絡(luò )平臺上對多源采集的信息進(jìn)行加工、計算、共享和安全發(fā)布，根據不同的功能需求對車(chē)輛進(jìn)行有效的引導與監管，并提供專(zhuān)業(yè)的多媒體與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應用服務(wù)。
在車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，華為積極和車(chē)廠(chǎng)、運營(yíng)商及政府相關(guān)部門(mén)合作，2014年10月，華為和東風(fēng)汽車(chē)簽署了合作協(xié)議，在車(chē)載電子產(chǎn)品、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能汽車(chē)等相關(guān)產(chǎn)品，以及代表未來(lái)方向的車(chē)載通信設備產(chǎn)品和解決方案等領(lǐng)域展開(kāi)合作，雙方合作步驟分為3個(gè)階段：
- 第一階段：華為為東風(fēng)開(kāi)發(fā)系列車(chē)機及服務(wù)，提供強大的智能互聯(lián)能力，并成功應用在東風(fēng)風(fēng)神AX7車(chē)型。該車(chē)機采用高分辨率的9英寸觸摸屏，具有強大的人機交互界面，可通過(guò)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩種形式連接智能終端，實(shí)現車(chē)機和手機的雙屏互動(dòng)。
- 第二階段：雙方聚焦車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域規劃未來(lái)的合作產(chǎn)品，包括車(chē)人、車(chē)車(chē)、車(chē)云之間互聯(lián)互通，實(shí)現車(chē)輛互聯(lián)的智能化，實(shí)現車(chē)內網(wǎng)、車(chē)際網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的三網(wǎng)融合。
- 第三階段：共同研發(fā)智能汽車(chē)，通過(guò)輔人階段、擬人階段和共生階段，最終實(shí)現具有情感化自動(dòng)駕駛的智慧汽車(chē)。
建立“德國工程能力中心”
2014年10月10日，中德雙方在第三輪中德政府磋商后發(fā)表《中德合作行動(dòng)綱要》宣布，兩國將開(kāi)展“工業(yè)4.0”合作，該領(lǐng)域合作有望成為中德未來(lái)產(chǎn)業(yè)合作的新方向。
為了響應政府號召，進(jìn)一步推動(dòng)華為和德國工業(yè)界在工業(yè)4.0方面的合作，華為將在慕尼黑建立“德國工程能力中心”，充分利用德國在人才、技術(shù)和研發(fā)等方面的優(yōu)勢資源，提升華為在整機及硅光制造、自動(dòng)化與智能機器人、測試、實(shí)時(shí)供應鏈管理等領(lǐng)域能力。同時(shí)，華為將繼續與德國產(chǎn)業(yè)界開(kāi)展合作，支持德國政府提出的“數字議程2014~2017”和“工業(yè)4.0”戰略。
