工业互联网

2026-06-27 16:12:00

传统工业的各个生产节点是孤立的,没有数字化没有网络,信息的传递和沟通变得复杂且缓慢。假如一台机器出现问题,可能直到生产出不合格的产品才会被发现。而这时为了找出到底是哪里出了问题,需要去现场一步一步排查寻找,消耗大量的时间和精力。随着社会的发展,传统的工业制造业遇到了种种绊脚石,比如生产成本上升,人力成本上升;不了解客户与市场,生产的产品没人要,别人想要的产品却没有生产,等等。这些问题都阻碍了传统制造业的发展,而工业互联网的出现,可以跨过这些障碍,帮助企业一路飞奔向前。

“工业互联网”这个词最早是2012年美国的通用电气(GE)公司提出的,和工业4.0是好兄弟,虽然风格不完全一样,但目标都是要对工业进行全面升级改造,以应对未来更多的挑战。我国从2015年以来,在“十三五规划、中国制造2025、“互联网+”行动计划、“两化”融合和国家大数据战略中都明确提出,要加快建设和发展我国工业互联网。

工业互联网就像人的躯干一样,将身体内的各个部件串接起来,让各个节点“活”起来。工业机器正在装备越来越多的电子传感器,能让它们可以像人一样“看、听、感受”,获取大量的数据,就像工业互联网的“四肢和各个器官”。这些数据实时传输地“流动”起来,能让人们及时知道生产运行情况,更加高效地去操控机器,就像工业互联网的“神经和血管”。还可以借助云计算、大数据这些技术进行分析,并通过一些分析技术由人工智能提供参考意见,就像工业互联网的“大脑”。企业资源、客户关系等的管理可以帮助企业更清楚地了解市场,结合过去的经验,更好地分配资源和做决策。例如,面对同样的问题,假如一台机器有可能要出现故障,在发生故障之前就可以通过机器的各个指标提前预测它有可能出现的问题,这些提示和相关信息实时地告诉工作人员,工作人员就可以直接通过系统进行远程操控和维护,减少了沟通的复杂程度,更快地处理了问题,也避免了问题发生之后导致的需要停止生产等严重后果。

工业互联网不仅有对数据、信息进行管理分析的互联网,运用云计算、人工智能等技术可以更快地进行数据分析并实时进行传输;也有各台设备机器所在的物联网,各个点的信息可以进行连接和沟通;还有企业资源管理、产品生产制造等工业场景应用的“网”,可以帮助人们更加便捷地了解各个环节信息,更精准快速地做出决策并执行。所以,这个“网上之网”是工业技术和信息通信的结合,汇集了智能机器、高级分析以及人类的创造力和智慧,它可以实现生产率的提高、运营成本的降低和能耗的减少,推动整个产业链与工业经济的发展。

企业是市场主体,也是创新主体,更是数字化转型主体,石油工业企业也不例外。目前,石油行业正处于数字化、智能化转型的关键时期,必须点燃工业互联网发展的“新引擎”,应用工业互联网进行行业智能转型升级,将新一代信息通信技术与石油行业管理模式、业务特点、具体的生产过程等深度融合,从而优化生产过程,提升强势竞争力。

工业互联网作为一项新兴技术正在成为新时代工业驱动力,它可以把传统的工业知识和新技术相结合,从设备、车间等物理实体采集各种数据,并进行快速处理和深度分析,根据这些分析结果可以形成一些成熟的经验,变成标准和模型进行复用,便于人们更好地操控和决策业务。工业互联网像人的躯干一样将各类生产要素都串接在一起,极大地影响企业生产和运营的方方面面,正在助力企业实现数字化转型。

工业现场的生产过程优化:以前的生产就像“盲人摸象”,各个生产环节互相不知道对方到什么进度,整体的情况更是很难实时统计,各台机器的状况都需要到生产现场才能知道。如果发生问题,可能直到生产出不合格的产品时才去一步一步检查是哪个环节出现故障,无效等待和质量问题引起的返工时常影响生产效率。而现在,工业互联网平台可以实时采集生产过程数据,及时了解生产状态,便于优化制造工艺、生产流程,也可以及时通过数据发现质量问题和进行设备的预测性维护,在发生重大故障前提前处理问题,实现更高效、更节能、更优质的生产。

企业运营的管理决策优化:有了工业互联网平台,生产现场数据、企业管理数据和供应链数据都可以实时连通,就像有一个实时的“传话筒”,能及时互相传递信息。比如,对供应链中现场物料消耗和库存情况一目了然,平时不需要大量囤货,等需要的时候再安排供应商进行配货,既减少了占地面积,也降低了维护库存的人力物力成本。生产现场的数据及时提供给企业的业务管理层,再加上对企业内部信息的综合分析,有助于企业全面地了解生产运行状况,支撑企业进行智能决策,实现更加精准与透明的企业管理。

面向社会化生产的资源优化配置与协同:工业互联网平台打通了企业内部数据信息流动通道,实现企业与外部资源全面对接,推动设计、制造、供应和服务环节的并行组织和协同优化。通过使设计企业、生产企业及供应链企业数据互联互通,可以让部分环节同时进行,大幅缩短产品研发设计与生产周期,实现降本增效。通过与用户的无缝对接,可以更精准高效地了解个性化需求,做出更符合用户要求的产品,留住更多的客户。除此以外,平台汇聚的生产制造信息还可以提供给其他行业和机构,例如为金融行业提供银行放贷、股权投资业务的依据,等等。

面向产品全生命周期的管理与服务优化:对于产品来说,工业互联网平台可以陪伴它的整个生命周期,从设计、生产、运行到后期服务,提供全流程监测及优化支持。就像每个人有自己的档案一样,工业互联网平台可以记录产品的档案,包括生产、物流、服务等各类信息,便于后期溯源查询。作为产品的“虚拟双胞胎”,在设计阶段它可以通过模拟的方式形成数字化的虚拟产品,对产品的可制造性进行测试,能够减少设计优化的成本,提高效率。同时,它也是产品的小管家,通过分析实时运行数据,实现故障的提前预警,帮助设备健康运行;通过产品运行和用户使用行为数据的反馈,可以为产品优化提供方向,帮助产品创新发展。

油气行业是工业互联网的重要应用场景之一,工业互联网在油气行业的发展前景广阔。在石油钻井作业中的钻井液、完井、录井等专业之间需要高度配合才能减少现场无效等待时间。如钻不同的井就需要不同的钻井液配方,需要准备不同的材料,过去采购原材料时,浪费或临时短缺不可避免。有了工业互联网的全要素全产业链连接,钻井液工就能提早知道会打什么样的井、需配什么料,完井公司知道大概什么时候需要作业,就可以合理地安排设备检维修和人员调休了。钻机是复杂的装备,工业互联网让钻机的生产厂商和钻井作业现场连接在一起,能实时查看到钻机在制造过程时所采用的材料和工艺,从而对该钻机所适用的地质条件能更准确地判断。在发生故障时,生产厂商可以远程诊断并指导维修,减少了维修时间;钻机生产厂商可以根据返回的钻机生产数据发现设备缺陷、进行有针对性的科研和攻关,从而提高产品质量、提高工作效率。钻井需要一些价值不菲且有严格保质期限的备件和配件;需要使用时,可以通过工业互联网调剂优先使用快到期的产品。而在钻井中最重要的是通过工业互联网能将地质人员和工程人员串接在一起,随时了解真实的地质情况,调整设计方案,更准确地找到油层;还能将大量采集的数据与历史资料进行比对,提前发现和预判出现事故和复杂的情况。钻一口井的成本动辄几千万甚至上亿元,每一天的无效等待损失都以十万元为单位计算,通过工业互联网可极大地减少这些损失,更大的效益还在于能减少事故和复杂状况的出现。

由此可见,工业互联网平台可以带动传统产业实现数字化、智能化转型,提高生产运行效率和经济效益,降低操作成本和维护成本,增强数据共享和分析决策能力,加速知识创新和价值创造,实现全方位的优化。

物联网好比工人的“感官”,工业互联网好比“躯干”,工业的发展、成长和壮大离不开“躯干”,而“躯干”日常工作离不开他的“腿脚”,而这些“腿脚”就是另一个新兴的信息技术能力——边缘计算。通过边缘计算能操控工业互联网上的各类生产要素。

物联网、工业互联网都是一张“网”,隐藏在工业生产的方方面面,看不见摸不着。物联网好比一个“老当益壮”但依旧在为工业服务的“触角网”。它在1999年由美国麻省理工学院Auto-ID研究中心首先提出,主要是建立在物品编码、射频识别技术和互联网的基础上,被人戏称之为传感网,又叫“万物相连的互联网”,是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的规则(协议),把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它更多注重的是前端设备的广泛物联接入。工业互联网好比一个“年轻力壮”既新又大的“网”,这张“网”不仅对原先的“网”进行了必要修补,还对其进行重新编织和扩充,使现在的“网”功能变得越发强大。

工业互联网是网(物联网)上之网,是满足工业智能化发展需求,具有低时延、高可靠、广覆盖特点的关键网络基础设施,是新一代信息通信技术与先进制造业深度融合而形成的新兴业态与应用模式,是制造业数字化的产业生态。网络、平台、安全构成了工业互联网的超级“三驾马车”。

“第一驾马车”(网络体系),是工业互联网的基础。其将连接对象延伸到工业全系统,可实现人、物品、机器、车间、企业以及设计、研发、生产、管理、服务等产业链全要素各环节的泛在深度互联与数据的顺畅流通,形成工业智能化的“血液循环系统”。

“第二驾马车”(平台体系),是工业互联网的核心。其作为工业智能化发展的核心载体,平台体系为数据汇聚、建模分析、应用开发、资源调度、监测管理等提供支撑,实现生产智能决策、业务模式创新、资源优化配置、产业生态培育,形成工业智能化的“神经中枢系统”。

“第三驾马车”(安全体系),是工业互联网的保障。其建设满足工业需求的安全技术体系和管理体系,增强设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力,识别和抵御安全威胁,化解各种安全风险,构建工业智能化发展的安全可信环境,形成工业智能化的“免疫防护系统”。

石油工业互联网是工业互联网在石油工业(能源领域)的典型具体应用,石油工业互联网是石油工业领域掘油炼“金”的一把好手,它是充分利用石油行业现有的专有云(云计算数据中心)、局域网、广域网、各专业物联网系统、工控安全体系等建设成果,实现石油工业全产业链、价值链、全要素(如机器、原材料、人、软件、产品、企业生产、管理、服务)的泛在深度连接,完成数据在平台的汇聚、存储、分析和管理,通过平台上的工业模型、算法、机器学习和大数据分析,实现石油工业资源泛在连接、弹性供给和高效配置,支撑石油工业技术、专家经验、知识的模型化和软件化,打通石油工业内外部各个产业链,优化石油工业企业研发设计、生产制造和运营管理的效率,最终培育石油工业良好生态圈,支撑石油工业的找油找气、油气生产、炼油化工、油气储运、油气销售和工程服务与支持等业务快速、高效、安全发展,为石油工业安全生产提供保障,降低企业生产运行成本、提高生产效率,真正成为石油工业数字化转型、智能化发展的强力助推器。

随着云计算、大数据、数字孪生、人工智能、区块链等技术蓬勃兴起,全球各大石油公司也都积极将先进信息技术与传统产业深度融合,推动石油企业数字化转型、智能化发展,构建设备全面互联、动态感知的工业互联网平台,实现传统制造业生产、制造、运营模式变革,加快实现向以数字化为主导的现代化新模式转变。

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