ABB：互聯(lián)世界中的智能制造

　　當(dāng)前，能源和第四次工業(yè)革命正在驅(qū)動市場變革，能源效率和生產(chǎn)力的提升是目前市場需求和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的兩大驅(qū)動力。在能源領(lǐng)域，可再生能源、電動汽車、微型電網(wǎng)等技術(shù)正迅速發(fā)展，預(yù)計未來25年內(nèi)在可再生能源領(lǐng)域的投資將達(dá)到約7萬億美元，到2030年電動汽車將占汽車總銷量的50%以上，2025年微型電網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到50億美元，2020年能源管理市場規(guī)模將翻番達(dá)440億美元。在工業(yè)和制造業(yè)領(lǐng)域，很多國家都已經(jīng)制訂了國家戰(zhàn)略來推進產(chǎn)業(yè)升級，例如德國的“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”以及印度的“印度制造”等。在制造業(yè)升級中，以工業(yè)機器人為例，預(yù)計到2019年，工業(yè)機器人在全球的裝機量將達(dá)到260萬臺，而在工業(yè)機器人最大的市場——中國，預(yù)計工業(yè)機器人的密度會從2014年的每1萬名工人36臺機器人增長到2020年的150臺。

　　市場的變革以及對效率的追求，給用戶側(cè)和供應(yīng)側(cè)的企業(yè)都帶來了諸多挑戰(zhàn)和機遇。能源和工業(yè)市場變革的背后是數(shù)字化技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，近幾年，無論是企業(yè)管理者還是技術(shù)專家都通過各種渠道對虛擬現(xiàn)實、軟件定義設(shè)備、機器學(xué)習(xí)、云計算、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)安全以及區(qū)塊鏈等等技術(shù)詞匯耳熟能詳。過去10年甚至20年，很多顛覆性創(chuàng)新技術(shù)都是從消費領(lǐng)域開始，例如移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和人工智能等。我們要特別感謝消費互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，因為在該領(lǐng)域產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模和應(yīng)用場景促使整個計算、存儲、連接以及交互技術(shù)實現(xiàn)了飛躍，滿足了低成本和大規(guī)模的要求。在過去幾年，這些主要從消費領(lǐng)域發(fā)展起來的技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域也得到了快速的應(yīng)用。行業(yè)研究報告表明，制造業(yè)、油氣、交通和樓宇等行業(yè)都處于數(shù)字化快速上升的拐點上，創(chuàng)新性的數(shù)字化技術(shù)正在對傳統(tǒng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

　　作為全球電氣產(chǎn)品、機器人及運動控制、工業(yè)自動化和電網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，ABB結(jié)合已經(jīng)在全球安裝的7000多萬臺數(shù)字化設(shè)備和7萬多套自動化系統(tǒng)，推出了ABB Ability工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺以及180多個數(shù)字化解決方案，覆蓋了很多重要行業(yè)。

　　在工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)字化轉(zhuǎn)型其實就是IT與OT融合，即兩化融合——信息化和自動化的融合。由于本人在CIO這個崗位上任職多年，現(xiàn)在又負(fù)責(zé)ABB數(shù)字化業(yè)務(wù)的發(fā)展，因此對兩化融合感觸很深。過去，IT與OT這兩部分在制造企業(yè)內(nèi)部割裂十分嚴(yán)重，不僅是系統(tǒng)層面的割裂（或者看似是連接的，但是數(shù)據(jù)的交互產(chǎn)生的價值是有限的），還包括人員知識的割裂，做IT的不了解OT，做OT的對新的ICT技術(shù)的了解也比較欠缺。

　　數(shù)字化、智能化過程實際上是將各層級之間打通、貫穿的一個過程。從數(shù)據(jù)被采集到分析再到集成，從設(shè)備、邊緣計算到云計算再到不同平臺之間、跨越企業(yè)邊界的云互聯(lián)，無論如何，業(yè)務(wù)最終要與現(xiàn)實世界打交道，因此必須要具備“感知-分析-執(zhí)行”的閉環(huán)能力，必須有能力去執(zhí)行，而不是只停留在信息層面。智能化設(shè)備、控制系統(tǒng)以及連接都是其中非常關(guān)鍵的因素，這些也是ABB和我們的客戶長久以來積累的行業(yè)經(jīng)驗之一。

　　未來的智能工廠會有很多種形態(tài)，但是有幾點是共通的。首先，未來工廠一定要滿足客戶多樣性的需求；其次，制造過程是柔性的、靈活的，能滿足大規(guī)模定制的需求；第三，生產(chǎn)率要提高，成本要下降，能耗要優(yōu)化，運營要更安全；第四，未來的工廠一定是協(xié)作的，包括人與機器、機器與機器、機器與分析系統(tǒng)、云平臺之間的協(xié)作，以及跨越整個供應(yīng)鏈（從供應(yīng)商到最終客戶）的協(xié)作�；ヂ�(lián)互通在智能工廠中的作用十分重要，因為只有集成了多維度的信息，加上設(shè)備層、邊緣計算層或者云端的分析能力以及最終的執(zhí)行能力，才能形成“感知-分析-執(zhí)行”的閉環(huán)，進而實現(xiàn)從自動化到自主化的演進。

　　為支持客戶智能制造和產(chǎn)業(yè)升級，ABB提供了非常多的解決方案以及產(chǎn)品，不但包括用于各行業(yè)的機器人解決方案、應(yīng)用和自動化控制系統(tǒng)，也包括具有強大分析能力的生產(chǎn)運營管理平臺、基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的資產(chǎn)健康管理平臺，以及遠(yuǎn)程服務(wù)等企業(yè)級系統(tǒng)。制造是非常復(fù)雜和廣泛的課題，ABB的方案也在演進中，并不斷被應(yīng)用于客戶和ABB自己的工廠中，也包括華為的松山湖制造基地。

　　在華為松山湖制造基地中，ABB的機器人已經(jīng)與華為eLTE-U方案完成了對接，能夠回傳ABB機器人狀態(tài)和告警數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)設(shè)備的預(yù)防性維護提供大數(shù)據(jù)通路。未來，雙方還將繼續(xù)深化合作，例如在生產(chǎn)設(shè)備中配備集成了eLTE-IoT模組的能耗采集模塊，可將設(shè)備電壓、電流和能源消耗情況回傳，及時發(fā)現(xiàn)并處理空耗情況，打造綠色工廠；通過部署eLTE-U網(wǎng)絡(luò)，可無線監(jiān)控機器人和產(chǎn)線的情況，并實時回傳監(jiān)控視頻，后續(xù)通過AR/VR的運用還可以進行遠(yuǎn)程診斷以及指導(dǎo)現(xiàn)場工人排障等；此外，通過將eLTE-U模組集成到ABB機器人，利用無線網(wǎng)絡(luò)對機械臂進行遠(yuǎn)程和實時控制，可實現(xiàn)精益化、高效生產(chǎn)，打造數(shù)字化、自動化和綠色的生產(chǎn)園區(qū)。

　　據(jù)Gartner預(yù)計，到2020年全球?qū)⒂?60億臺設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)，其中13%來自于制造業(yè)。連接是行業(yè)數(shù)字化與智能制造的關(guān)鍵因素，將連接與ABB以及華為等合作伙伴在垂直行業(yè)中的專業(yè)知識和能力相結(jié)合，可以為客戶和行業(yè)創(chuàng)造巨大的價值。以工業(yè)中的智能制造場景為例，機器人、傳動設(shè)備和電機等設(shè)備與系統(tǒng)也可以根據(jù)不同場景和需求采用不同的連接技術(shù)互聯(lián)以及連接到云端。

　　在遠(yuǎn)程服務(wù)領(lǐng)域，可借助物聯(lián)網(wǎng)平臺進行預(yù)測性維護，避免故障停產(chǎn)，降低運營成本，這就需要利用eLTE-U、NB-IoT等無線技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)。例如，ABB與華為一起聯(lián)合研發(fā)的基于eLTE-U的機器人方案，將機器人與網(wǎng)絡(luò)高效連接起來，實時提取機器人的海量數(shù)據(jù)并進行分析，實現(xiàn)預(yù)測性維護，優(yōu)化產(chǎn)線。

　　如果讓機器人移動起來會怎樣？在自動導(dǎo)航小車（AGV）和移動機器人領(lǐng)域，結(jié)合MES和上位調(diào)度系統(tǒng)讓機器人靈活移動，大大拓展了機器人在物流、倉儲和制造車間等場景中的應(yīng)用，使得生產(chǎn)更靈活與柔性。這也對無線技術(shù)提出了更高要求。例如，機器人重復(fù)定位精度可以達(dá)到0.02mm，而小車的移動精度與之還有一定差距，如何滿足響應(yīng)與執(zhí)行效率、定位精度等多方面因素的需要，5G技術(shù)將使移動工作站變?yōu)榭赡�，實現(xiàn)與上位系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時快速交互以及設(shè)備定位，ABB與華為等合作伙伴也一直在努力運用更新的技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)的創(chuàng)新。

　　在機器視覺領(lǐng)域，視頻不僅用于視頻監(jiān)控，還可用來測量、檢驗、引導(dǎo)和識別，例如做質(zhì)檢，檢查生產(chǎn)的產(chǎn)品是否有缺陷。尤其是結(jié)合云端的人工智能和認(rèn)知服務(wù)，再結(jié)合具有執(zhí)行能力的系統(tǒng)，來形成完整的自我反饋的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。而網(wǎng)絡(luò)的大帶寬讓眼睛更“清晰”，低時延讓動作更快、更準(zhǔn)。

　　創(chuàng)新性的數(shù)字化技術(shù)和應(yīng)用可以大幅度提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能耗、延長設(shè)備壽命。以ABB已經(jīng)推出的解決方案為例，借助可連接的機器人、制造執(zhí)行系統(tǒng)、能耗評估、網(wǎng)絡(luò)安全評估、機器人開發(fā)的數(shù)字化仿真、電能質(zhì)量監(jiān)測與需求響應(yīng)、分布式控制系統(tǒng)，以及遠(yuǎn)程監(jiān)控與優(yōu)化，我們的客戶可以將生產(chǎn)力提高200%、能耗降低30%、設(shè)備壽命延長30%。

　　在許多垂直行業(yè)，無線還有更大的發(fā)展空間。在流程制造業(yè)中，自動化程度相對較高，對信息的采集、傳輸和頻率要求也更高，場景和現(xiàn)場的條件也更復(fù)雜，我們結(jié)合多年積累的專業(yè)知識去分析和挖掘這些場景。在智能電網(wǎng)、智能水務(wù)和自動化港口領(lǐng)域都有很多非常好的應(yīng)用。例如在地下礦中的智能煤流方案，通過對煤流的實時監(jiān)控反饋、無線傳輸和集中控制，可以大幅度降低耗材成本，延長設(shè)備使用周期，給客戶帶來可觀的經(jīng)濟效益。

　　數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)和連接技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)大大促進了工業(yè)、制造、能源等行業(yè)的數(shù)字化進程。未來，需要OT、IT和ICT企業(yè)與客戶攜手，利用各自的專長和對行業(yè)的理解發(fā)掘出更多、更深層次的場景，從而帶動整個行業(yè)的發(fā)展。

　　【附】華為與ABB合作歷程分享

　　中哈天然氣管道是中石油在海外距離最長、等級最高的跨國能源大動脈之一，也是中亞-中國天然氣戰(zhàn)略管道的重要組成部分，在哈薩克斯坦境內(nèi)單線全長約1300公里。

　　為改變傳統(tǒng)模擬上傳、手工報表、人工巡檢的管道運營模式，華為為該項目提供了創(chuàng)新數(shù)字管道集成通信解決方案，滿足了管道沿線通信覆蓋、生產(chǎn)通信和綜合安全的需求。在“通信與SCADA融合”子系統(tǒng)中，華為與ABB攜手，成功實現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)與SCADA系統(tǒng)的無縫集成，保障了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可靠、高效傳輸，讓遠(yuǎn)在千里之外的控制中心實時監(jiān)控管道運行的各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對管道的遠(yuǎn)程控制，提高了決策效率和應(yīng)急響應(yīng)效率。

　　以中哈天然氣管道項目為起點，ABB與華為進一步深度推進解決方案融合，聯(lián)合推出“油氣生產(chǎn)通信與SCADA集成解決方案”。該方案從自動化監(jiān)視與控制、網(wǎng)絡(luò)、通信、安全4個方面全方位支撐業(yè)務(wù)，針對油氣生成與運輸環(huán)節(jié)的各種復(fù)雜場景，提供生產(chǎn)自動化方案和多種基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)解決方案，以及集群通信系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　該方案中，華為的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、集群通信、統(tǒng)一通信和視頻監(jiān)控等通信系統(tǒng)與ABB的SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫集成，為行業(yè)客戶提供了一站式的通信與自動化整體解決方案。方案最大的特點是實現(xiàn)了油氣SCADA系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的無縫集成，高度可靠的通信網(wǎng)絡(luò)保障了SCADA數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的及時性和穩(wěn)定性，其中“SCADA與IVS視頻系統(tǒng)融合”和“SCADA與eSight網(wǎng)管系統(tǒng)融合”是雙方在油氣行業(yè)的首創(chuàng)。

　　在華為2016全聯(lián)接大會（Huawei Connect 2016）上，華為與全球領(lǐng)先的電力和自動化技術(shù)集團ABB簽訂合作備忘錄，雙方共同研發(fā)將基于4G LTE的華為OneAir產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用到ABB的機器人和工業(yè)自動化解決方案中，實現(xiàn)機器人的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控管理、配置、運維、大數(shù)據(jù)應(yīng)用和可視化智能生產(chǎn)，攜手致力于“工業(yè)4.0”領(lǐng)域的全聯(lián)接。