提到智能制造,你会想到什么?
无人工厂?工业机器人?大幅解决“用工荒”,还是“生产效率倍数提升”?
都对,但并非全部。
目前,绝大多数人对智能制造的认识,仅是“冰山一角”。没有深入到智能制造这座巨大冰山的水下部分,就无法纵观整个庞大的智能制造体系。
只有深度下潜,方可一睹其博大。
11月28日,全球工业4.0领域最重要的奖项之一,德国ROI-EFESO工业4.0奖首轮获奖企业揭晓。在卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台及其旗下海尔工业智能研究院(简称海尔智研院)赋能下,由海尔智研院、海尔中央空调互联工厂、海尔中德冰箱互联工厂、海尔中德滚筒互联工厂、海尔中德热水器互联工厂组成的“灯塔基地”——海尔中德智慧园区,获评德国ROI-EFESO工业4.0奖。这是该奖项首次花落中国。
值得注意的是,海尔智研院不仅是卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台践行生态赋能的核心技术支撑,更是海尔智能制造体系的重要载体。
使命不凡,要做中国版弗劳恩霍夫研究所
以新基建为契机,中国工业互联网发展已步入快车道,但一些“卡脖子”问题,譬如自主软件、人工智能、芯片等领域的核心技术仍掌握在国外主流大厂手中,必须引起重视。
造成这一状况的主要原因,在于业内不少企业没有底层研发支撑,缺少新技术研发和验证平台。同时,一些科技创新型企业虽然也在探索一些新技术,但怎么将新技术用在具体场景中,他们并不清楚。
今年4月9日,国家出台了关于要素市场进一步市场化改革决定,提出要在中国建设一批像德国弗劳恩霍夫研究所这样的科技成果转化机构,促进科研与产业发展有机对接。
弗劳恩霍夫研究所,是德国也是欧洲最大的应用科学研究机构,在国际上享有盛誉。作为国家科技发展的重要力量,弗劳恩霍夫研究所积极参与欧盟战略性科技发展项目,研究领域涵盖了几乎所有的自然科学和社会科学前沿领域。
事实上,中国版弗劳恩霍夫研究所早已成立。2016年,海尔与清华大学、德国弗劳恩霍夫研究所共同发起成立海尔工业智能研究院。这是中国第一家由企业发起创立的工业智能研究院,也是海尔旗下卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台在工业互联网+智能制造领域的关键技术支撑。其创立初衷,就是要通过整合优势资源,构筑工业智能体系,建立技术转化平台、产业孵化平台,在制造业转型升级方面实现引领。
也就在这一年,海尔智研院当选为国家智能制造标准化总体组成员,并代表中国,开启在IEEE、ISO 、IEC三大国际标准组织中,主导制定大规模定制模式领域国际标准的征程。
从某种意义上来说,海尔智研院是一家生来就肩负着重大使命的产业研究院。而紧盯三大国际标准,也让海尔智能制造体系牢牢占据全球智能制造、工业互联网竞争制高点。
在逐步实现大规模定制模式标准引领全球的同时,由卡奥斯COSMOPlat和海尔智研院赋能的海尔互联工厂,开始走进世界经济论坛的视野。
2018年9月,世界经济论坛公布了全球首批“灯塔工厂”名单,海尔中央空调互联工厂与其他8家先进制造业工厂,从全球1000多家工厂的角逐中胜出。
海尔是当时唯一一家入选的中国本土企业,而海尔智研院,也成为国内唯一一所向“灯塔工厂”输出智能制造模式标准及技术能力的产业研究院,成为卡奥斯COSMOPlat扛起“灯塔工厂”领路人大旗的领头雁、排头兵。
2020年11月,由海尔智研院与1座灯塔工厂、3座互联工厂组成的“灯塔基地”,获得ROI-EFESO 工业4.0奖。颁奖主办方在推荐理由中提到:“海尔智能制造走出了一条差异化的‘智造’之路,真正实现了物联网时代的场景落地。”
大奖背后,是海尔智研院——在带动海尔智能制造越迁升级同时,支撑卡奥斯COSMOPlat践行生态赋能,复制“灯塔经验”,助力企业转型升级。
那么,作为“主攻手”,海尔智研院究竟有怎样的实力?
实验室里搭建工业4.0虚拟工厂:让新技术试错成本降低30%
“我们在实验室搭建了一个虚拟工厂,能够达到工业4.0水平,任何新产品、新技术,验证平台都能快速将其接入到虚拟工厂中,以验证其合理性。”海尔工业智能研究院科技创新技术总监鲁效平说。
验证平台,指的是海尔智研院打造的“全球首个‘智能+5G’大规模定制虚实融合示范验证平台”,已经更新到第五代版本,其控制系统是自主研发,涵盖区块链、数字孪生、人工智能+视觉、5G+WIFI6等新兴技术。验证平台能提供“智能+5G”各类场景,注重底层设备与工业互联网平台间的数据采集、传输、交互和处理,以及平台与用户之间的互动交流,真正做到联平台、联用户、联设备。
这个验证平台,底层是智能制造产线,可实现用户参与的大规模定制,全流程模拟智能制造成熟度等级4.0以上的工厂环境;中间层是数字孪生系统,连接设备层和网络层,实现虚实同步和逆向控制;最上面是卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台,全量数据上网,同时工业app能够下沉到边缘侧。
通过验证平台,接入新产品、新技术的虚拟工厂,映射着现实工厂里每一台机器、每一条产线,可以伸缩、回放、重构,一切都在计算机上完成。
在这座“虚拟工厂”,通过模拟各种工况,对产品各项性能指标进行测试,结合各种模型和大数据分析,判断产品生产状态下机器的工作状态,提醒潜在危机,提前预测潜在故障,让产线保持稳定,将产品方案在工厂运行的真实状态以数据的形式展现出来,从而验证技术及产品的合理性,将各项成本降到最低。这是工业互联网对传统工厂改造中,能让工厂最快受益的技术。
同样,在现实中,譬如建设互联工厂,也可以先在虚拟世界里搭建好一座工厂模型,按照园区建设、工厂建设、生产流程、产线逻辑等各方面规划设计,来验证其合理性。如果方案验证通过,那么所测试的结果会直接提供数据反馈。据此模型,工厂建设避免了零件、材料的分毫浪费。
这就是为什么通过海尔智能制造系统,新建项目规划成本能够降低80%,建厂周期能够下降40%,新技术应用的试错成本能够降低30%的原因。
依托全球122座工厂,拥有智能制造最广沃的“黑土层”
无论是验证平台还是虚拟工厂,都只是海尔智研院在前沿技术布局上的一个缩影。这背后,倚靠的是其打造的“1+6+N”科创体系。
其中,“1”是智能+5G大规模定制虚实融合示范验证平台;“6”指的是人工智能、大数据、网络工程、数字化工程、先进制造、系统工程在内的6大实验室,分别对应着工业互联网时代的六大技术领域;N指的是外部资源,是海尔构建工业互联网的研发生态能力。
值得一提的是,“1+6+N”科创体系的不断完善,与国际标准建立的不断努力,已成为海尔智研院支撑卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台生态赋能的重要源动力。
目前,海尔有122座遍布全球的工厂、工业园区,其中包括2家世界 级”灯塔工厂“和17家互联工厂。这122座工厂,就是滋养海尔智能制造体系不断向上生长的最肥沃土壤。而这样一片广沃的“黑土层”,也是智能制造这个赛道中,其他选手难以企及的优势。
试想一下,依托122座工厂的广泛应用场景,每一个新技术都可以通过验证平台在虚拟工厂里“跑一跑”“测一测”,验证效果,实现新技术不断优化、复制,进而形成解决方案,对内可以在海尔互联工厂迅速推广,对外可以生态赋能建设灯塔工厂提供支撑。
对于制造业而言,这不啻是一次颠覆式改变。
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