工業(yè)互聯(lián)網的目的是激發(fā)制造業(yè)生產力和競爭力,通過多維數(shù)據(jù)采集、分析和應用,賦能工業(yè)制造業(yè)、工業(yè)服務業(yè)和裝備制造業(yè)全產業(yè)鏈。幫助工業(yè)制造企業(yè)實現(xiàn)價值增值,實現(xiàn)更高效、更經濟和更綠色的制造能力構建。優(yōu)化工業(yè)服務供應鏈創(chuàng)新,實現(xiàn)高質、高效的工業(yè)服務與裝備制造供給側結構性改革。
圖一:工業(yè)互聯(lián)網&工業(yè)服務創(chuàng)新階段
關鍵詞:設備管理、工業(yè)服務、工業(yè)互聯(lián)網、技術創(chuàng)新、生態(tài)創(chuàng)新、服務型制造
從設備管理說起
設備管理是工業(yè)制造企業(yè)基礎管理活動,是對生產設施的物質運動和價值運動進行全過程(從規(guī)劃、設計、選型、購置、安裝、驗收、使用、保養(yǎng)、維修、改造、更新直至報廢)的科學型管理。
設備管理是一項綜合性工程,在制造業(yè)向數(shù)字化、智能化和自動化的價值轉型過程中,扮演至關重要的作用,體現(xiàn)在其經濟屬性、管理屬性和技術屬性方面,這在工業(yè)互聯(lián)網時代尤為重要。
經濟屬性:以生產效率、質量為關注重心,以提升設備可用度(提升MTBF平均故障間隔時間,降低MTTR平均故障修復時間,可用度A=(MTBF+MTTR)/MTBF)、降低維修費用、降低備件庫存為目標。換句話講,設備管理的價值體現(xiàn)在最少的故障、最快的故障恢復確保生產系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性(開源),并以最低的維護成本(節(jié)流)、最低的庫存(節(jié)省庫存、提高制造業(yè)現(xiàn)金流),確保工業(yè)制造業(yè)的持續(xù)盈利能力構建;
管理屬性:對企業(yè)內部而言,設備管理涉及操作使用部門、維修改造部門、設備及其備件采購部門,決策部門構成。對工業(yè)服務外部而言,涉及設備制造廠商、設計機構、施工單位、設備及備件代理單位、維修單位等構成。這就給設備內部管理和外部資源協(xié)調帶來了很大的挑戰(zhàn),全員和全生態(tài)系統(tǒng)的積極參與和配合,需要良好的管理機制和供應鏈協(xié)同機制完成。
技術屬性:制造系統(tǒng)是由設備構成,而設備則是規(guī)劃、設計和制造出來的,設備的功能性和適用性需要匹配加工原理和控制能力,在這些過程中,設備故障也被同時制造出來。而正是如此,設備的固有可用度也在制造和安裝后被確定,故障模型也同樣被確認。這些故障特征可以通過外在的表現(xiàn)映射出來,如振動、溫度、壓力以及控制邏輯報警等方式呈現(xiàn)出來,通過對這些特征的把握,我們可以更好的調整、優(yōu)化和提前處理這些故障,同時這些數(shù)據(jù)反饋到設計與制造體系中,可做到設計優(yōu)化和服務創(chuàng)新中來。正是因為技術屬性,驅動了以物聯(lián)網為基礎連接的工業(yè)互聯(lián)網平臺應用的創(chuàng)新革命。
圖二:企業(yè)設備管理價值模型
數(shù)字運維+工業(yè)互聯(lián)網的生態(tài)創(chuàng)新
任何技術創(chuàng)新,應當首先構建于合適的場景和成熟的市場條件,這是非常重要的基礎。面向制造業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新,應構建在制造企業(yè)明確清晰設備管理價值,具備運維管理的基礎能力,以及工業(yè)服務和裝備制造商有序的價值匹配基礎條件之上。
這是許多工業(yè)互聯(lián)網平臺極力回避或者不明就里的領域,認為涉及到人、或者低價競標等潛在規(guī)則的事,就選擇了排斥和逃避。但實際上,如果不解決企業(yè)價值問題,不解決人的問題,不解決大多數(shù)的服務商和制造商利益關切,工業(yè)互聯(lián)網平臺就走進了死胡同,要么市場天花板太低,要么難以為繼,進退兩難。
工業(yè)互聯(lián)網的本質是需要解決和重建設備使用方(用戶)、設備服務方(工業(yè)維修、設備與工業(yè)品提供、設備管理與技術咨詢、設備安裝與非標制造商)和設備制造方(裝備制造商、工業(yè)品制造商)之間的供需匹配關系與機制。
1)設備管理創(chuàng)新與需求側優(yōu)化
我國工業(yè)企業(yè)設備管理普遍以事后維修為主,相對于歐美生產維修制、日本TPM全面生產維護中強調主動性預測性和預防性維修管理,我國制造業(yè)工業(yè)運維能力普遍較弱。
實體經濟在投資、勞動力、資源和環(huán)境等低成本要素來驅動經濟規(guī)模的模式開始出現(xiàn)瓶頸,工業(yè)制造業(yè)向高效、綠色和節(jié)約的質量轉型方向發(fā)展。工業(yè)制造業(yè)發(fā)展出現(xiàn)非線性的特征,這表現(xiàn)為:
市場表現(xiàn)為多品種,短交期、低價格競爭,對制造要素訴求表現(xiàn)為高效率,低成本和低庫存,對制造系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性要求驟然提高;
制造企業(yè)對管理能力、制造系統(tǒng)改善的訴求更為迫切,與管理基礎和知識積累較弱、高技能人才短缺與員工流失率偏高,形成矛盾。
相對于歐美和日本等國家,幾十年的管理基礎與知識積累,我國制造業(yè)必須突破原有的傳統(tǒng)管理咨詢方法和思路?;谌斯ぶ悄艿臄?shù)字運維,將有利于實現(xiàn):
利用人工智能技術加速生產員工、維修人員知識交互和積累,實現(xiàn)故障異常的高效處理和維修經驗的重用和企業(yè)知識積累;
強化主動性維修,提高日常點檢、專業(yè)點檢、預防性維修的執(zhí)行效率,提高異常和故障判斷的準確性;
數(shù)據(jù)驅動運維決策,實現(xiàn)質量和效率(OEE綜合效率)的有效保障,以提升系統(tǒng)可用性,降低運維費用和備件庫存為運維目標,智能分析制約條件和因素,精準提升運維能力。
大幅降低設備管理信息化上線成本,減少或杜絕對于傳統(tǒng)管理咨詢的依賴性,實現(xiàn)數(shù)據(jù)節(jié)人和提效的雙贏能力。
圖三:數(shù)字運維-“精益衛(wèi)士”人工智能維修輔助系統(tǒng)
2)大數(shù)據(jù)引發(fā)工業(yè)服務與裝備制造業(yè)生態(tài)變革
運維管理的提升,帶來的是對工業(yè)服務和裝備需求的量化,這將有利于改變B2B工業(yè)服務生態(tài)。在數(shù)字運維普及應用基礎上,基于大數(shù)據(jù)和云計算條件下的工業(yè)互聯(lián)網服務平臺,將有利于:
工業(yè)APP培育計劃,工業(yè)服務需求精準匹配與制造型服務。
數(shù)字運維帶來制造業(yè)運維能力的提升,實質上是工業(yè)服務、裝備需求及工業(yè)品需求精準挖掘,通過大數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)規(guī)模化訂單能力?;跀?shù)字運維導向的工互聯(lián)網服務平臺:向供應鏈端連接和培育工業(yè)APP,如工業(yè)品供應、維修共享、咨詢服務、知識社區(qū)、遠程維護等;向下支持MRO服務社區(qū)落地,展開融資租賃、運維托管、工業(yè)品集供,維修線下共享與運維外包等服務。
圖四:數(shù)據(jù)驅動工業(yè)服務變革
2. 利于服務優(yōu)化和產品升級的裝備服務型制造。
當數(shù)字運維沉淀設備維修數(shù)據(jù),對于數(shù)據(jù)的深度分析,可識別出不同廠家、不同產品類型,不同型號的售后質量表現(xiàn)、故障實效分析、維修響應等客觀數(shù)據(jù),這對于裝備制造商優(yōu)化產品設計、制定銷售和服務策略將起到實質的幫助。
3. 基于數(shù)據(jù)的供應鏈金融創(chuàng)新,改變B2B產業(yè)生態(tài)。
對于工業(yè)服務商而言,交易的制約難點在于銷售回款,對于制造業(yè)用戶而言,在于交易后的質量保障。解決這一痛點的關鍵,是改變交易收付款方式,強化風險保障能力?;跀?shù)字運維大數(shù)據(jù)分析,借助供應鏈金融創(chuàng)新,交易雙方通過銀行授信解決交易收付款,并通過運維能力、交付能力和交易誠信數(shù)據(jù),發(fā)展相應的保險業(yè)務,將有利于降低交易雙方的工程風險。
這些改變,將有效解決B2B產業(yè)現(xiàn)狀,減少交易款拖欠、承兌支付所帶來的弊端,促進制造業(yè)、工業(yè)服務商和設備制造商重視誠信,強化供應鏈效率和質量。
基于工業(yè)物聯(lián)網的技術應用創(chuàng)新
工業(yè)物聯(lián)網是數(shù)字運維的技術補充,傳統(tǒng)意義上認為,工業(yè)物聯(lián)網可以跳開人的因素,借助設備物理參數(shù)反應出系統(tǒng)缺陷分析應用,從而改變工業(yè)生態(tài),促進制造業(yè)轉型升級。
但我們從現(xiàn)存案例中分析,可以識別出其中的一些關鍵因素,將有利于建立更完善的工業(yè)生態(tài)。
案例1:GE Predix 工業(yè)互聯(lián)網平臺
GE是是世界上最大的提供技術和服務業(yè)務的B2B企業(yè)。受全球工業(yè)增速減緩的影響,GE提出工業(yè)互聯(lián)網解決方案,一方面提升自身預測性服務能力,一方面面向全球工業(yè)服務商、裝備制造商提供新的服務方式和增長點。
從GE自身來說,這自然是好事一件,大數(shù)據(jù)分析應用能實現(xiàn)諸如航空發(fā)動機,預期中將預測性維修準確性提升從70%,提升至99.9%左右,這對于服務質量和服務成本來講,這是飛躍的進步。
但在新的業(yè)務增長上,也并不順利。是技術成功并不意味著商業(yè)成功,其一是同行業(yè)未必采用其服務,其二,這要求用戶具備一定的工業(yè)運維能力,以及裝備具備良好的可靠性能力和價值基礎。
案例2:樹根互聯(lián)工業(yè)互聯(lián)網平臺
樹根互聯(lián)源自三一重工這樣的大型B2B制造業(yè),在國內工程機械交易受阻的條件下,利用物聯(lián)網有效解決了租賃問題,由此誕生了國內的工業(yè)互聯(lián)網平臺解決方案。
樹根互聯(lián)是從裝備制造商的為出發(fā)點,以數(shù)據(jù)賦能產品設計、產品服務,并以融資租賃完成商業(yè)閉環(huán),這至少在三一重工應用是成功的。
盡管如此,但同樣面臨新增業(yè)務的障礙。我們發(fā)現(xiàn),與三一這樣有競爭關系的裝備制造商并不原意為此買單,這讓業(yè)務拓展的范圍變得極其有限。而將業(yè)務范圍瞄向非工程機械領域的工業(yè)制造業(yè)時,驟然發(fā)現(xiàn),技術型的解決方案和實施團隊,并不能針對工業(yè)制造企業(yè)運維管理提供有效和全面的解決方案。
工業(yè)互聯(lián)網平臺企業(yè)借助于技術應用的突破,依然是未來主要發(fā)展方向。結合我國工業(yè)制造業(yè)實際狀況,未來在這三個方向上有望突圍。
方向1:數(shù)字制造+服務型制造
圖五:工業(yè)互聯(lián)網平臺+服務型制造
實施主體:裝備制造商、工業(yè)品制造商,如工程機械、農用機械、汽車、摩托車總裝、家電企業(yè)等具備規(guī)?;a能力的制造企業(yè)。
實施目標:建立服務型制造+生產決策優(yōu)化能力。
實施要點:數(shù)字運維+數(shù)字制造+數(shù)字研發(fā)+自動化改造服務商+大數(shù)據(jù)分析服務商,與工業(yè)互聯(lián)網平臺服務商實現(xiàn)協(xié)同構建。
實施難點:需要主體企業(yè)具備一定的經營管理、現(xiàn)場精益化基礎,產品在市場表現(xiàn)突出,盈利能力較強的制造業(yè)為佳。
非裝備制造或工業(yè)品制造商,由于工業(yè)互聯(lián)網平臺并不能解決服務型制造賦能問題,通常合適在可靠性要求較高的行業(yè),如大型石化、電網和電力企業(yè),而對于一般中小型制造業(yè)來講,經濟性是一大挑戰(zhàn)。
方向2:能源托管與物流租賃服務
圖六:工業(yè)互聯(lián)網+服務托管/設備租賃
實施主體:設備或成套系統(tǒng)的運營托管商、運維服務商及租賃商,如能源托管服務商、空壓機運維服務商、叉車等物流設施租賃商,這些設備通常不是工業(yè)制造業(yè)的主體設備,一般適合第三方運營管理。
實施目標:提高運營效率、降低運營成本,提高裝備的可靠性和維修性。
實施要點:重視設備的可靠性、維修性和系統(tǒng)控制性,并不是簡單的采集現(xiàn)有數(shù)據(jù),并注重在運維層面與數(shù)字運維對接,形成故障處理閉環(huán)和運維能力分析應用。
實施難點:商業(yè)成功取決于服務商的商業(yè)模式,適合在工業(yè)園區(qū)形成規(guī)?;头漳芰﹂]環(huán)。
方向3:關鍵/通用設備+預測性維修
圖七:工業(yè)互聯(lián)網平臺+預測性維修/工業(yè)服務
實施主體:絕大部分制造業(yè)工廠,通用性較強或關鍵的設備,如風電行業(yè)風機、機械加工行業(yè)機床、齒輪箱(減速機)、化工行業(yè)較為重要的機泵、壓縮機等設備。
實施目標:提高關鍵設備的預測性維修普及率和預測性診斷準確性,確保產線整體的穩(wěn)定性和可靠性,提高其可用度,降低其運維成本。
實施要點:以設備的可靠性、維修性為重要關切點,尤其注重垂直領域原理知識應用研究和沉淀,如設計機械故障的振動分析、油液分析,以及針對于特定類型設備的故障模型研究和分析,并在運維層面與數(shù)字運維對接,形成故障處理閉環(huán)和運維能力分析應用。
實施難點:形成垂直領域的產品化方案,注意結合在線和離線的數(shù)據(jù)采集方式組合,在綜合解決方案中考慮和設備制造廠家、第三方運維服務商和數(shù)字運維解決服務商形成商業(yè)閉環(huán),以實現(xiàn)實施的經濟性、以及預測性診斷與維修閉環(huán)的完整性,提高預測性維修的準確性和有效性。
工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新的意義,在于驅動工業(yè)服務生態(tài)重建,既是復雜的技術解決方案,也是B2B互聯(lián)網商業(yè)的有效閉環(huán)。在實踐中,注重理論與實際、業(yè)務與技術、戰(zhàn)略和戰(zhàn)術、IT與OT、線上與線下的有效融合,聚焦于工業(yè)服務社會化程度較高的工業(yè)產業(yè)園區(qū),踐行工業(yè)服務與互聯(lián)網產業(yè)化研究、應用和孵化落地一體化的區(qū)域創(chuàng)新示范建設工程,是工業(yè)互聯(lián)網從概念走向商業(yè)成熟的關鍵。