神库工业互联网云平台(文库版)

武汉神库科技有限公司华中科学技术研究所华中科学技术研究所武汉神库科技有限公司412华中科学技术研究所2001年4月成立，总部位于依山傍海的日本高科技名城：神户，并于2012年4月成立武汉神库科技有限公司。依托华中科技大学雄厚的专业人才优势，在日本长期专注于工业互联网实时云平台。十多年来，工业互联网相关产品在日本关西、中部、九州、东京等电力系统有着广泛成功应用，深得日本客户的好评和赞赏。工业互联网云平台是在全面总结日本三菱、東䒦、日立、西门子产品的基础上，深入实践之中，精心设计、潜心研制而成。2工业互联网的崛起3随着互联网技术、移动通信技术、软硬件技术和大数据智能分析技术的飞速发展和相互融合渗透，世界正在迎来以「工业互联网」为核心的第三次工业革命浪潮。工业互联网的应用4工业互联网包括传统方式以及最新混合方式，以便通过特定行业的高级分析来充分利用历史数据和实时数据。工业互联网的数据流5工业互联网可以被看作是数据、硬件、软件和智能的流通与互动。从智能设备和网络中获取数据，然后利用大数据和分析工具进行存储、分析和可视化。最终的“智能信息”可以供决策者（在必要时实时）使用，或者作为各工业系统中更广泛的工业资产优化或战略决策流程的一部分。工业互联网的潜在GDP份额6工业互联网覆盖的规模和范围—经济视角7全球经济的规模在2011年为70万亿美元。全球工业的经济定义包括制造、自然资源开采、建筑和公用事业部门，全球工业部门占大约30%，或者说21万亿美元。其中，商品制造占产出的大约17%，而包括资源开采和建筑在内的其它行业占全球产出的大约13%。工业互联网将包含比传统经济分类更广泛的部门。例如，它还涉及庞大的交通运输行业，包括：运输编队以及航空、铁路和海运等大型物流行业。2011年，包括陆运、空运、海运、管道、电信和物流支持服务在内的全球运输服务部门大约占全球经济活动的7%。运输编队是制造和能源生产等相关供应和分销产业链上重要的环节。在这里，工业互联网通过优化重工业的时间和商品流动而提供帮助。在客机等商用机运输服务领域，也有优化运营和资产并加强服务和安全的机会。工业互联网覆盖的规模和范围—经济视角8传统工业部门加上交通运输和医疗，大约全球经济的46%（或全球产值中的32.3万亿美元）均可受益于工业互联网。随着全球经济和工业部门的增长，这一数字还会提高。到2025年，我们估计工业部门（广义）在全球经济中的份额将增加到大约50%，或以名义货币计算占未来全球产值中的82万亿美元。其它商业和政府服务部门也将受益匪浅。例如在医疗领域，在海量的安全数据中找到关键的共性和模型将是一个涉及生死存亡的问题。医疗行业，包括公共和私有部门的支出在2011年估计占全球经济的10%或者说7.1万亿美元，本身就是全球经济中一个庞大的部门。在这里，工业互联网的重点从优化商品物流转变为优化信息流和人们的工作流程——在合适的时间为合适的人提供合适的信息。工业互联网覆盖的规模和范围—能源消耗视角92011年全球能源流工业互联网覆盖的规模和范围—能源消耗视角10更智能的技术和强大的网络相结合，所带来的其中一个关键收益是能够节约能源并降低成本。能源系统的限制在不断加剧。资源匮乏、需要更好的环境可持续发展以及缺乏基础设施是全球各地都面临的问题。甚至可以说，工业互联网的崛起是对资源限制和匮乏直接的反应。提供全球所需的产品和服务需要大量的能源。如果在制造和运输部门的基础上考虑能源的生产和储存，工业互联网将惠及全球能源消耗的一半以上。在能源消耗方面，全球主要能源被转化为9.5Btoe的能源产品，包括1.9Btoe的电力和7.1Btoe的其他燃料。工业终端用户以电力、柴油、炼焦煤、天然气和化学原材料的方式消耗36%。在工业部门，能耗最高的行业是钢铁与金属行业以及石油化工行业。这些高能耗行业消耗了大约50%的工业能源。最近的研究表明，如果采用最好的技术，重工业的能耗可以降低15%到20%。通过流程集成、生命周期优化以及电机和旋转设备的高效利用和维护，工业互联网有助于实现这个目标。工业互联网覆盖的规模和范围—能源消耗视角11交通运输部门是另外一个能源消耗大户，占全球能源需求的27%——主要是石油制品。在交通运输部门，大约一半（48%）的燃料被重型编队所消耗，包括卡车、公共汽车、飞机、船只和铁路机车，大约另外一半（52%）被轻型车辆所消耗。使用信息技术和网络设备及系统来优化交通运输是工业互联网所带来的最令人兴奋的机会之一。假设大多数大型运输工具和一部分轻型车辆可以受益，工业互联网技术可以影响14%的全球交通运输业的燃料需求。很明显，为全球能源消耗带来真正的变革面临很多因素和挑战。每个系统和子系统都需要评估它们在整个系统内的情况，及其与更大型能源网络的互动。过去20年在流程管理和自动化方面的进步在很大程度上取得了成功。虽然能源系统中的某些部分正在被优化，人们仍在尝试新的努力。能源生产和转化中涉及的所有机器、设备组、设施和系统网络都存在可以通过工业互联网的增长而提高效率的空间。工业互联网覆盖的规模和范围—硬件设施（旋转设备）视角12根据典型的旋转设备以及用于监控的主要设备进行综合评估，也就是评估工业系统中的旋转设备。所有这些资产都受温度、压力、振动和其他关键指标的制约，而这些指标已经或可以被监测、建模和远程操作以提供安全、提高生产力并节约运营成本。工业互联网的前景13随着工业互联网的崛起，世界正处在通向新的创新与变革时代的门口，这要归功于全球工业系统与先进的计算、分析、低成本传感技术以及全新互联网连接融合的结果。数字世界与机器世界的更深层次融合有可能对全球产业带来深刻的变革，并对日常生活的方方面面产生影响，其中包括我们许多人的工作方式。这些创新有望为航空、铁路运输、电力、石油和天然气开发，以及医疗等各个行业带来更快的发展速度和更高的效率。通过使用更低成本带来更好的医疗效果、大量节约燃料和能源，以及使用性能更好、寿命更长的硬件设施，工业互联网将进一步提高效率，就像工业革命和互联网革命那样加快生产力增长。生产力的提高意味着更快地提高人们的收入和生活水平。在美国，如果工业互联网能够使生产率每年提高1-1.5%，使其重回互联网革命时期的峰值水平，那么未来20年，它将使平均收入比当前水平提高25-40%。随着创新意识在全球范围的扩散，如果世界其它地区能确保实现美国生产率增长的一半，那么工业互联网在此期间会为全球GDP增加10-15万亿美元—几乎是当今美国经济的规模。工业互联网的前景14保守看待特定行业的收益：即使工业互联网只能让效率提高百分之一，其效益也将是巨大的。工业互联网的前景—广泛收益15作为重要创新的发起者和先行者，美国、日本、德国位于工业互联网的前沿。鉴于越来越深入的全球一体化以及更快速的技术转移，带来的收益将是全球性的。事实上，由于新兴市场大量投资基础设施，尽早快速采用工业互联网技术会成为一个强大的放大器。可能有机会避免发达经济体所经历的某些发展阶段。例如，通过直接使用无线技术，可能会避免使用电缆或电线。或者，目前提供的私有、半公共或公共云系统有可能不再需求孤立系统。从而更快弥合发达和新兴国家之间生产力的差距。在这个过程中，工业互联网将缓解资源和财务限制，使强大的全球经济的增长能够实现可持续发展。中国工业互联网的现状16目前中国工业互联网实时云平台应用还仅仅限制在一些有限的领域，处于起步初期，而且应用还很浅显，根本没有涉及到企业的核心系统和业务。但随着制造业云计算的发展，中国工业互联网实时云平台终有一天会实现。从现在来看，中国工业互联网实时云平台对于工业的应用优势是显而易见的，这些优势主要体现在系统的高效性、资源的共享性以及部署的灵活性。在传统IT架构应用模式下，工业企业要实现信息化应用必须首先购买IT软硬件产品，成立专门的IT部门负责实施包括IT基础设施以及业务系统在内的所有平台，不但周期长，而且部署之后还需要专门的IT运维人员来保证所有系统的正常运行。随着企业规模的扩大以及业务系统的日趋复杂，信息化系统也在不断扩大，而且投入成本也在不断增长，这是传统工业在传统IT架构下应用信息化系统所面临的普遍问题，也是必须经历的过程。借助“工业互联网实时云平台”、“制造即服务”、服务增效等云计算在工业中的创新应用，为工业的创新发展提供了可资借鉴的新思路。中国工业互联网的发展基础17新技术的发展为“工业互联网实时云平台”奠定了基础。工业企业在新技术应用方面已经具备了相当的规模和应用基础。从“八五”时起到“十一五”期间，我国在工业领域相继开展了计算机集成制造、并行工程、敏捷制造和网络化制造等制造业相关技术的研发和应用，取得了显著成果。此外，在信息技术的发展方面，物联网、虚拟化、高性能计算、嵌入式系统等技术的出现和彼此的交叉融合为“工业互联网实时云平台”奠定了可行性基础。“制造即服务”演绎商业模式创新。从生产型制造向服务型制造转型升级是全球制造业发展的重要趋势，也是我国制造业尤其是集团企业转型升级、增加产品附加值、走向价值链高端的重要手段。在经济全球化的形势下，商业模式不断创新，企业关系松散耦合，自动化的业务流程将无缝贯穿所有关联方。两化融合推进工业优化升级。2009年，我国成为仅次于美国的全球第二大工业制造国，大力提升工业制造业的竞争力成为提升国家综合实力的必然选择。党的十七届五中全会和“十二五”规划都提出要推进两化深度融合。两化深度融合是两化融合的继承和发展，重点是在两化融合实践成果的基础上，在一些关键领域进行深化、提升，例如云计算等新一代信息技术的集成应用和融合创新。而发展“云制造”将对中国从“制造大国”向“制造强国”转变起到关键的推动作用。中国工业互联网的发展基础18在工业自动化领域当中，应用和服务正向云计算转移，数据和运算位置的主要模式被改变了，由此也给嵌入式设备领域带来颠覆性变革。特别是，云计算除了对于IT架构产生影响外，同时还影响到嵌入式云计算领域的物联网(M2M)通信。随着嵌入式产品和系统的智能以及联网程度日渐提高，云计算也将带来效率、移动性、业务生产率以及功能的大幅提升。云计算能够提供完整的系统和服务，而非单个的“盒子”或者设备，因此同样可以提供包括降低成本、提高生产和工艺质量在内的诸多好处。在这一过程中，主要的过渡点在于从孤立的嵌入式领域进入到企业，利用云计算实现更高的业务智能，从而改善决策并提升成本和使用效益。中国工业互联网的市场应用—电力行业192014年1月14日，国家能源局发布2013年全社会用电量等数据：据统计，2013年全社会用电量累计53,223亿千瓦时，同比增长7.5%；全国发电设备累计平均利用小时为4,511小时。2013年末，中国发电机组总装机容量达到12.47亿千瓦，其中火电总装机容量达到8.62亿千瓦。通过工业互联网平台的应用，可以达到：降低机组设备运行故障率和故障时间，实现机组设备安全可靠运行；实现设备运行的优化，让设备能够在能耗最低、性能最佳的状态中工作，实现机组设备经济、环保运行。据估算、直接产生的经济效益：发电煤耗率降低1g/kwh,全国总计节省燃煤5,322,300吨,按照标煤800元/吨计算,直接经济效益达到42.58亿元。中国工业互联网的市场应用—环保行业20据统计,2013年末，全国燃煤脱硫机组共4659台，总装机容量7.18亿千瓦；燃煤脱硝机组共548台，总装机容量2.26亿千瓦；钢铁烧结机脱硫设施389台，烧结机总面积6.32万平方米；钢铁球团脱硫设施44台，球团年生产能力1461万吨；水泥熟料生产线脱硝设施148台，熟料年生产能力1.57亿吨。日前、国家发改委和环境保护部联合发文《燃煤发电机组环保电价及环保设施运行监管办法》，燃煤机组必须按规定安装脱硫、脱硝和除尘设施，必须运行烟气排放检测系统，通过环保设施投运率、大气污染物排放浓度（排放浓度小时均值考核）。通过工业互联网云平台的应用，可以提高脱硫、脱硝和除尘设备运行效率，降低运行成本，减少大气污染排放总量，节能减排，产生良好的社会和