大數據引領服務工業(yè)互聯網智能裝備產業(yè)

◎ 中國四聯儀器儀表集團有限公司總經理、黨委副書記 吳 朋重慶川儀股份有限公司董事長

重慶是西部重要的工業(yè)基地，擁有較為完善的工業(yè)體系。而同時，重慶又是長江上游的經濟中心，內陸開放高地。因此，重慶的“國家中心城市”建設，有別于其他中心城市，即要發(fā)揮重慶在制造業(yè)上的優(yōu)勢，以及為制造業(yè)服務的現代服務業(yè)。這既符合我國推進新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現代化的“總戰(zhàn)略”要求，又符合了重慶是重要的工業(yè)基地的實際，實現了差異化發(fā)展。目前重慶已經形成了汽車制造、電子制造、消費品制造、裝備制造、材料、化工醫(yī)藥和能源幾大支柱產業(yè)。當前，各產業(yè)正在按照市委市政府戰(zhàn)略規(guī)劃，加大對外開放，實施以大數據、智能化為引領，推動產業(yè)自主創(chuàng)新和提檔升級。

四聯集團所從事的產業(yè)非常特殊，本身屬于電子信息制造業(yè)，在借助互聯網、大數據、人工智能等技術手段實現高質量發(fā)展，實現經濟發(fā)展從要素投入推動轉向更多依靠科技創(chuàng)新推動方面，較早地進行了一些嘗試。而同時，四聯集團的核心產品是高精度、高可靠性的智能化儀器儀表和自動化控制系統，為工業(yè)生產和設備運行提供監(jiān)測和控制服務，以保障生產安全、保護生態(tài)環(huán)境和提高經濟效益。

2014年，四聯集團核心企業(yè)川儀股份就前瞻性地開展了“智能制造新模式”的研究與探索。以設備為基礎、數據為核心、業(yè)務為紐帶，關注產品的需求導入、研發(fā)設計、生產制造、營銷服務、運行維護等全生命周期，構建了可視化決策分析系統、協同設計平臺、營銷服務平臺、企業(yè)資源管理系統、協同供應平臺、生產制造管理平臺和數字化車間。并實現了各個平臺之間的數據和信息交互，并對大數據進行可視化管理，應用人工智能算法對大數據進行分析和挖掘，形成了“產品全生命周期數據閉環(huán)智能制造新模式”。該項目獲得了國家工信部和財政部的支持，被列入2015年國家智能制造專項項目。項目實現了儀器儀表多品種、小批量混線生產的柔性生產方式，生產效率提高30%以上，運營成本降低20%以上，產品研制周期縮短30%以上，產品不良品率降低20%以上，能源利用率提高10%以上，均超過了設計目標。智能化打造的利器使企業(yè)競爭力上了一個新臺階。克強總理、馬凱副總理、工信部苗圩部長、工程院周濟院長均來我公司視察并對該智能制造新模式給予了充分肯定。

川儀股份通過把傳統生產流程人為分割的信息孤島貫通起來，把企業(yè)管理和產品的研發(fā)設計、生產制造過程周期互聯起來，形成工業(yè)化和信息化的深度融合。通過數字化工廠的建設，實現了產品加工、裝配、檢驗等過程的自動化和智能化；智能數控加工中心，通過采用DNC機聯網及刀具管理系統，實現了對車間數控機加工設備的網絡化、信息化管理；智能化倉儲與運輸配送系統，配置了自動化立體倉庫軟硬件系統、配套立庫托盤、AGV小車系統，實現了倉儲智能化管理；制造執(zhí)行MES系統，加速車間物料流動，提高轉運效率，節(jié)約了物流空間；機械加工臺套制配送，減少裝配中的物料取用時間，提高了生產效率；物流小批量多頻次拉動模式，保證物料配送準時化，促進精益生產。很好地實現了設備互聯互通，生產實時感知，數據實時分析，實現自動決策和自組織生產。

川儀股份借用互聯網、物聯網、大數據的東風，用豐富的感知和執(zhí)行類智能終端產品，鋪就了工業(yè)互聯網在工廠現場的多彩數據源；用具有自主知識產權的現場級高速智能通信網絡管道，聯通了現場設備與人；用云平臺實現了人、設備和業(yè)務流程的互聯互通。如今，一幅幅具有流程工業(yè)典型設備特色的云、管、端體系圖已躍然紙上，描繪了工業(yè)和城市的創(chuàng)新。城市創(chuàng)新有以智能終端產品為牽引的智慧照明、智慧水務、智慧燃氣、智慧環(huán)保、智慧健康養(yǎng)老等多樣化應用。工業(yè)創(chuàng)新有基于大數據、工業(yè)物聯網、智能化技術的智能制造、基于互聯網的儀控裝備遠程服務與運維、基于大數據的工廠設備健康監(jiān)測與診斷、工業(yè)安全服務等大數據智能化服務。

“十三五”以來，我們全面推進智能化創(chuàng)新，以創(chuàng)新驅動產品和服務進化。在感知層，智能儀表設備像智能手機一樣具有：信息多樣化、功能多樣化、具備自學習、自診斷、自適應及互聯網遠程服務功能。在傳輸層，為多樣化的設備構建了高速信息鏈路，其長距離、高速率、本質安全環(huán)境適用和供電通信合一的特性與窄帶、5G無線通信技術互補，實現了現場各類智能設備快捷地接入網絡。在平臺層，川儀設備云將分析、管理、數據、應用支撐和連接與安全功能作為五大基本能力，通過適應不同的行業(yè)量體裁衣，衍生出不同行業(yè)應用的平臺，為實施智慧化服務構建了技術支撐，目前已形成以川儀各類智能檢測控制終端設備、各類通信網絡與云平臺為支撐的智慧水務、智慧環(huán)保、智慧光伏、智慧照明、智慧交通等產品技術的系統解決方案。

未來，我們將繼續(xù)推進大數據智能化領域的產品技術和服務研發(fā)，緊抓“制造+互聯網”的契機，響應“以大數據智能化引領創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略”的號召，助推產業(yè)轉型升級，為我國城市建設和工業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻。

中國四聯儀器儀表集團是中國儀器儀表行業(yè)經營規(guī)模最大、產品門類齊全、系統集成能力最強的綜合性高科技企業(yè)，產品涵蓋工業(yè)自動化儀表、藍寶石及LED、城市智能照明、環(huán)保裝備、城市軌道交通自動化裝備、汽車零部件及特種裝備等多個板塊。在工業(yè)自動化領域，長期致力于為各行業(yè)提供先進的自動化設備和系統解決方案。客戶遍布冶金、石化、電力等工業(yè)領域和市政、環(huán)保、交通等智慧城市領域。四聯集團是國家首批“技術創(chuàng)新示范企業(yè)”，建有兩個國家級企業(yè)技術中心、十個市級企業(yè)技術中心和工程研究中心，有院士專家工作站、博士后科研工作站等高層次創(chuàng)新平臺。近五年來，四聯集團及各單位先后承擔國家級、省部級重點科研創(chuàng)新項目350余項，擁有有效專利1295項，其中發(fā)明專利238項，連續(xù)多年榮膺中國制造業(yè)500強、中國機械工業(yè)100強、中國電子信息100強。

四聯集團核心企業(yè)川儀股份堅持以大數據智能化為引領的創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，以面向工業(yè)互聯網服務的智能裝備產業(yè)為目標，以“兩化融合”和智能制造為切入點，在行業(yè)內率先把制造自動化擴展到數字化、柔性化、智能化和高度集成化。榮獲全國“兩化融合管理體系貫標示范企業(yè)”稱號。

在實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略中，確立了以智能化感知、人機協同、決策控制和精準執(zhí)行為核心的技術體系，形成了智能化儀器儀表、分布式控制系統、智能成套裝置等新產品系列，打造了智能儀器儀表全生命周期管理、大數據運用和智能運維服務--體化解決方案。大數據智能化正引領企業(yè)向工業(yè)互聯網儀器儀表轉型升級，實現跨越式發(fā)展。

“創(chuàng)新型國家”的本質就是依靠創(chuàng)新活動推動經濟發(fā)展和競爭力提高，其測度指標就要體現在創(chuàng)新資源、知識創(chuàng)造、企業(yè)創(chuàng)新、創(chuàng)新績效、創(chuàng)新環(huán)境等方面。四聯集團將一如既往地實施創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略，堅持智能化引導產業(yè)發(fā)展。探索以智能化制造、智能化服務促進企業(yè)轉型升級，構建制造+服務的重要產業(yè)布局。

四聯集團目前還在謀劃實施智能儀器儀表及控制系統研發(fā)設計大數據信息化平臺建設。以三維設計軟件工具為基礎，產品數據管理（PDM）系統為核心，產品從概念設計、詳細設計、試驗、工藝規(guī)劃、工裝管理到生產制造的全過程實現數據管理，形成基于產品系統工程的綜合研發(fā)體系。以數字化和自動化技術為主線，從穩(wěn)定工藝過程控制和提升制造能力入手，實現智能現場儀表的智能制造。建設數據中心系統，構建大數據系統基本物理設施，搭建智能產線需要的精確控制、數字化、數據采集系統的基礎信息系統，引領未來儀器儀表產業(yè)智能化、產線智能化及應用領域智能化，以此來支撐新的經濟增長點。

四聯集團未來還將以自動化儀器儀表產品為依托，全面布局基于裝備數據提供服務、以運維服務帶動設備制造轉型升級的發(fā)展格局，實施以設備制造和數據服務并舉的智能制造工程。做強高端制造市場，做大數據服務市場，實現公司從制造向制造+服務轉型，引領行業(yè)發(fā)展。

在本次智博會上，四聯集團將攜旗下企業(yè)智能制造大數據物聯網解決方案、智慧城市大數據智能化解決方案、生態(tài)環(huán)保智能化系統解決方案三大主題精彩亮相，全方位展示在智能化領域的發(fā)展成果。

智能制造大數據物聯網解決方案。首先，智能制造的基礎是儀器測量與系統控制。通過各類儀表對溫度、壓力、流量、物位等物理參數進行實時精準的感知和監(jiān)測，上傳到基于工業(yè)互聯網的流程工業(yè)自動化控制系統（DCS），好比一個有思想能行動的人體。然后由DCS控制系統這個“大腦”進行高速多線程智慧處理，并發(fā)出指令；再由遍布各個工業(yè)管道及其他節(jié)點的智能執(zhí)行器、智能調節(jié)閥等進行終端控制，實現各種參數的智能調節(jié)。目前，以高精度(0.04%F.S)智能壓力變送器、高靈敏度智能水表等為代表的產品已達到國際先進水平。二是川儀股份最新研發(fā)的設備狀態(tài)智能監(jiān)測診斷系統，該系統采用基于先進儀器檢測技術的傳感器和信號處理裝置，基于大數據的特征提取技術、基于人工智能的軟件分析技術和基于互聯網的云服務平臺，對工業(yè)生產和城市運營的各種裝置和設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控、健康診斷，以實現故障預測和主動維修。就好比為生產設備裝上了一套智能化的體檢系統，用戶可以預知故障征兆和發(fā)展趨勢，有計劃地針對性采購備件，大幅度節(jié)約資金、減少庫存。該系統今年已在國內一些大型鋼鐵、石化、水泥企業(yè)的重要裝備上進行了推廣應用，提高了生產安全、降低了維修成本、提高了經濟效益。三是推進兩化融合，建設儀器儀表智能化工廠的成果。川儀股份在“智能制造”方面的探索和實踐均處于領先水平，是大數據、智能化成功運用于“智能制造”的典范。可以說，儀器儀表和控制系統是工業(yè)企業(yè)實現智能制造的關鍵保障，而這些產品本身的生產制造也是設備精密、科技含量高、管理水平高的智能制造過程。

智慧城市大數據智能化解決方案，最受關注的是兩個版塊，一是城市智能水務系統解決方案，新研發(fā)的智慧水務系統以服務標準化、管理精細化為建設目標，基于物聯網數據采集儀、監(jiān)測儀等傳感設備自動采集流量、水位、水質等信息，通過移動互聯網實時傳輸給處理平臺，在大數據、云計算以及GIS信息技術的支持下，能高效完成監(jiān)測數據的分析、預測、決策以及數據的可視化和動態(tài)實時發(fā)布，提高水務公司運營管理的數字化、協同化、精細化，使城市供水更加精準、安全、高效，大力促進了對水資源的精細化管理，助力傳統水務企業(yè)的管理效率與管理質量的提升，使水務成為新一代的智慧化基礎設施。可通過大數據分析，合理調節(jié)各個時段的水壓，在確保供水的基礎上節(jié)能減排，還可以精準定位管網漏損情況和故障地點，進行及時有效的維護，大幅度降低供水漏損率，實現了實時運行與監(jiān)視預警、生產精細化管理、生產優(yōu)化調度、經營成本分析、輔助經營決策等綜合管理功能。二是基于智能照明平臺的城市智能管理系統，通過對傳統鈉燈替換為LED燈，實現一級節(jié)能，隨后通過綜合應用現代無線通信技術、光纖通信技術、大屏幕指揮調度技術及城市地理信息集成技術，建立智能路燈管理系統，形成更加精確、敏捷、高效、可視化、全時段、全方位的城市路燈照明設施智能化管理平臺，進而實現70%以上的累計二級節(jié)能。值得一提的是，對于燈具管理，四聯集團已將其納入到“互聯網+”的概念中，通過智能管理平臺提示燈具出現故障，有力地提高了維修效率。目前，四聯集團正在深入實施智慧城市實施及提升方案，把智能路燈作為智慧城市建設的重要突破口，在無線WiFi、充電樁、數據監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測、燈桿屏等應用都可以依托路燈和智能控制平臺來實現。

生態(tài)環(huán)保智能化系統解決方案，與我們的生活質量息息相關，一是城鄉(xiāng)生活污水處理及檢測智能成套系統解決方案。川儀股份以積極參與大型市政、中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)及河流治理工程為切入口，加快水污染防治，把落實綠色發(fā)展理念作為一項政治責任，積極拓展戰(zhàn)略性新型產業(yè)領域。在污水整治中大顯身手的生物轉盤工藝，是一種生物膜法處理技術，它是利用轉盤作為載體生長繁育微生物，微生物攝取污水中的有機污染物使污水得到凈化。川儀股份在引進日本技術的基礎上，在盤片材質、結構設計、工藝特性等方面均進行了優(yōu)化。與我國目前廣泛采用的中小規(guī)模污水處理工藝相比，新型生物轉盤擁有諸多優(yōu)勢，以100噸/日規(guī)模市政污水處理設施為例，可滿足約1500人的生活污水處理要求，新工藝較傳統工藝，其占地面積減少50%以上，運行功率不足1.5千瓦/時，相當于1臺掛機空調的運行能耗，節(jié)能降耗非常明顯。二是VOC（可揮發(fā)有機物）監(jiān)測智能分析及VOC治理成套系統解決方案。石化產品生產、汽車噴漆等過程中會產生大量可揮發(fā)有機物，造成環(huán)境污染，給人體健康來嚴重危害。川儀股份研發(fā)的氣體高級氧化處理裝置采用專用吸附材料，并針對不同種類的有機物選用、組合各類分子篩進行處理，實現了對多種有機物的高效吸附回收，有機物經變溫、變壓脫附回收后可重復用于工業(yè)生產。這些裝置就是高度智能化的碧水藍天守護神。