本報(bào)記者 王志

　　在工業(yè)企業(yè)，職工只需在辦公室內(nèi)掃描一張二維碼，就能通過(guò)3D虛擬場(chǎng)景“導(dǎo)航”到企業(yè)相應(yīng)的設(shè)備，查看設(shè)備的狀態(tài)，并且在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，準(zhǔn)確定位并找到故障設(shè)備，展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，不需要現(xiàn)場(chǎng)人員檢查實(shí)際的物理設(shè)備……

　　這些科幻的技術(shù)不是只在電影里才會(huì)出現(xiàn)，在我們的現(xiàn)實(shí)生活中也正在逐步實(shí)現(xiàn)。

　　日前，在羅克韋爾自動(dòng)化2019全球路演（RAOTM）的礦山、冶金和水泥行業(yè)論壇上，專業(yè)人士為大家闡述了什么是智能制造，以及羅克韋爾如何助力工業(yè)企業(yè)從自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級(jí)成為智能化的企業(yè)，特別是如何助力鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)軟件新技術(shù)打破系統(tǒng)之間的孤島

　　羅克韋爾自動(dòng)化IIoT&MES（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)&制造執(zhí)行系統(tǒng)）軟件業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理李海杰表示，在自動(dòng)化方面，很多企業(yè)已經(jīng)搭建好4層系統(tǒng)架構(gòu)，即從L1層的過(guò)程自動(dòng)化控制（PLC/Sensor)、L2層的操作和監(jiān)控（HMI-SCADA)、L3層的制造運(yùn)營(yíng)（MES/MOM）、L4層的業(yè)務(wù)系統(tǒng)（ERP、SCM、PLC）。但是，這里邊的數(shù)據(jù)缺乏整合，不同崗位的人員對(duì)于數(shù)據(jù)的使用要求不一樣，使用和挖掘這些數(shù)據(jù)的工作量會(huì)非常大，需要反復(fù)查找，找出決策的依據(jù)。

　　在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)軟件新技術(shù)應(yīng)用下，傳統(tǒng)的系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的孤島已經(jīng)被打破，不同崗位的人員在整個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，這就是工業(yè)物聯(lián)的技術(shù)體現(xiàn)。

　　羅克韋爾自動(dòng)化和美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC）合作的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（FactoryTalk InnovationSuite）通過(guò)把OT（操作技術(shù)）和IT（信息技術(shù)）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接和整合，把管理人員、設(shè)備維護(hù)人員、質(zhì)量人員和操作人員各自需要的數(shù)據(jù)用新的邏輯組織在一起，從而實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)的人員對(duì)于這些數(shù)據(jù)的使用要求。

　　該平臺(tái)的移動(dòng)功能可確保在任何地點(diǎn)通過(guò)任何設(shè)備把握關(guān)鍵信息，使技術(shù)人員能夠毫不費(fèi)力地了解設(shè)備維護(hù)歷史記錄、工單和服務(wù)建議。

　　羅克韋爾自動(dòng)化還根據(jù)用戶的需求開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的工業(yè)APP，通過(guò)APP的界面，用戶能夠看到設(shè)備的數(shù)字孿生模型、設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)、設(shè)備的資產(chǎn)和臺(tái)賬信息、設(shè)備維修計(jì)劃和維修工單等內(nèi)容。

　　實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)智能化的5個(gè)階段

　　信息自動(dòng)化的核心是數(shù)據(jù)，企業(yè)可以借助人工智能完成從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)分析的工作。如果說(shuō)傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了效率的提升（從人工到機(jī)器），那么，人工智能則是實(shí)現(xiàn)了機(jī)器的自主學(xué)習(xí)。人工智能的核心是信息自動(dòng)化，其包含4個(gè)過(guò)程：一是判斷發(fā)生什么事情，二是判斷這個(gè)事情為什么發(fā)生，三是預(yù)測(cè)要發(fā)生的事，四是針對(duì)預(yù)測(cè)到的將來(lái)有可能發(fā)生的事情，給出有效的預(yù)防措施。

　　實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化，特別是借助人工智能，將為實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)智能化打下基礎(chǔ)。

　　李海杰認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)智能化主要有以下5個(gè)階段。

　　第一階段是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)。企業(yè)要把傳統(tǒng)自動(dòng)化的每一層數(shù)據(jù)直接采集，通過(guò)各種軟件將數(shù)據(jù)做成報(bào)表展示，并將OT的相關(guān)數(shù)據(jù)、設(shè)備工程圖紙，例如CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）模型、PLC（可編程邏輯控制器）數(shù)據(jù)等進(jìn)行融合。

　　第二階段是業(yè)務(wù)模型的創(chuàng)建。企業(yè)要把從不同的設(shè)備系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)在軟件中建模，模型的創(chuàng)建也是一個(gè)“數(shù)字化雙胞胎”（以數(shù)字化方式拷貝一個(gè)物理對(duì)象，模擬對(duì)象在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為，對(duì)產(chǎn)品、制造過(guò)程乃至整個(gè)工廠進(jìn)行虛擬仿真）建立的過(guò)程。在這一階段，企業(yè)要進(jìn)一步將數(shù)據(jù)可視化，可以用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或者是虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）來(lái)實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化雙胞胎”。

　　第三階段是實(shí)施分析仿真。分析仿真主要是借助機(jī)器自主學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)設(shè)備故障和工藝的優(yōu)化進(jìn)行運(yùn)算和分析。

　　第四階段是實(shí)現(xiàn)流程驅(qū)動(dòng)。流程驅(qū)動(dòng)是指將流程數(shù)字化，并與相應(yīng)的設(shè)備連接起來(lái)。

　　第五階段是完善用戶體驗(yàn)。這里需要把一些場(chǎng)景通過(guò)用戶界面（UI）呈現(xiàn)給用戶。在這個(gè)環(huán)節(jié)，企業(yè)可以通過(guò)移動(dòng)端的應(yīng)用，搭配增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的組件，以簡(jiǎn)化對(duì)勞動(dòng)者軟件培訓(xùn)的內(nèi)容。

　　其中，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）是通過(guò)3D建模把用戶的主要設(shè)備放入虛擬空間，在空間里面把用戶關(guān)心的數(shù)據(jù)，用標(biāo)簽在對(duì)應(yīng)的位置予以提示，然后把虛擬空間的數(shù)據(jù)標(biāo)簽與云端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)連接起來(lái)，就打造出了一個(gè)虛擬世界。系統(tǒng)建成后，可以生成對(duì)應(yīng)的二維碼，用戶用手機(jī)掃描此二維碼就可以看到虛擬世界?？蛻舻脑O(shè)備動(dòng)態(tài)在虛擬世界中甚至可以被制作成動(dòng)畫(huà)效果，并把動(dòng)畫(huà)做成標(biāo)簽，與真實(shí)的數(shù)據(jù)做連接。

　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）是在3D空間內(nèi)，把設(shè)備的一些數(shù)據(jù)標(biāo)簽做進(jìn)系統(tǒng)中，并將這些標(biāo)簽與設(shè)備的數(shù)據(jù)連接，完成后生成二維碼貼在設(shè)備上。設(shè)備操作者用VR眼鏡或者手機(jī)掃描此二維碼，就能在屏幕上看到一些設(shè)備的報(bào)表，包括看到設(shè)備的狀態(tài)，比如能耗等。

　　數(shù)字技術(shù)助力鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)型

　　羅克韋爾自動(dòng)化冶金行業(yè)經(jīng)理張浩認(rèn)為，鋼鐵企業(yè)在運(yùn)營(yíng)方面面臨著一些挑戰(zhàn)，比如資本和成本管理、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)品創(chuàng)新、柔性生產(chǎn)計(jì)劃、縮短交貨期、安全性、排放和能源等。

　　面對(duì)這些挑戰(zhàn)，張浩建議，鋼鐵企業(yè)可以借助數(shù)字技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)。一是通過(guò)分析改進(jìn)工藝、質(zhì)量和供應(yīng)鏈；二是通過(guò)模擬降低成本，事先驗(yàn)證策略；三是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，更好地跟蹤材料、人員、消耗品和排放物；四是用AI（人工智能）和ML（機(jī)器學(xué)習(xí)）預(yù)測(cè)故障和提高產(chǎn)量；五是可降低維護(hù)成本和提高人員生產(chǎn)效率；六是AR和VR技術(shù)可以更好地協(xié)作以確保安全操作；七是做到“端到端”的系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈的可視化。

　　張浩介紹，羅克韋爾自動(dòng)化現(xiàn)在給國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)客戶提供智能解決方案時(shí)，將智能解決方案貫穿到了每一個(gè)流程和環(huán)節(jié)。例如基礎(chǔ)層級(jí)中的智能電機(jī)控制中心(MCC)里面有一些智能模塊，以前電機(jī)控制中心柜內(nèi)看不到，現(xiàn)在都能看到。此外，在審視目前的自動(dòng)化現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)每一個(gè)客戶制訂不同的自動(dòng)化解決方案，幫助他們更好地發(fā)展。

　　《中國(guó)冶金報(bào)》（2019年06月13日 03版三版）