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工业 4.0、工业物联网、能源互联网都有什么区别和联系?

发布时间:2019-07-18   来源:环球物联网    
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工业4.0、工业互联网、能源互联网这几个概念,本质都是互联网深度参与到工业生产、能源领域中,从而将生产力提升到一个全新的高度。过去10年是消费者互联网的10年。上一波互联网浪潮中,互联网在全球连接起数十亿人,同时也造就了Google、亚马逊这样的互联网巨头。互联网在流通、消费、零售、沟通行业的高潮已经到了,也快结束了。

而互联网在工业生产、能源领域的改造还有巨大的空间。因此德国政府将工业4.0上升为国家战略,GE认为工业互联网革命可以再造一个美国经济,而中国以远景能源为代表的企业正致力于构建将改变未来能源图景的能源互联网。互联网激活传统工业生产和能源将是不可绕开的必由之路,是未来世界较大的一波浪潮。

工业互联网:再造一个美国经济

在工业革命和互联网革命之后,GE提出了工业互联网革命(Industrial Internet Revolution),GE董事长杰夫?伊梅尔特称,一个开放、全球化的网络,将人、数据和机器连接起来。工业互联网推崇的是利用物联网和软件定义的设备,来充分开启工业领域的巨大效益。

根据GE的预测,在美国工业互联网能够使生产率每年提高1%-1.5%,那么未来20年,它将使美国人的平均收入比当前水平提高25%-40%,工业互联网在此期间会为全球GDP增加10-15万亿美元,相当于再造一个美国经济。截至目前,GE已推出24种工业互联网产品,涵盖石油天然气平台监测管理、铁路机车效率分析等。

GE提出的工业互联网可以看做是工业网络的升级,有两点显著差异:

一.是联网节点数的暴增,对GE来说,其遍布全球的航空发动机、大型医疗设备都要连入同一个网络。那么,利用目前的商业互联网成熟的基础设施和技术就成了顺其自然的事。这样就打通了工业网络和商业互联网,形成一个统一的网络,携带着移动设备的人也将成为其中的节点。

二.是需要云端的数据分析系统,对大量机器发来的海量工业数据进行深度分析和决策。这需要工业领域的专业知识,也是整个网络实现的重点和难点。智能机器、高级分析和工作中的人是工业互联网的关键元素。

能源互联网:大幅提升能源产生和消费的效率,最终形成能源交易和能源资产交易两个市场

全球能源互联网技术领军企业远景能源率先提出了能源互联网这一概念。远景能源认为,能源的市场化、民主化、去中心化、智能化、物联化等趋势将注定要颠覆现有的能源行业。新的能源体系特征需要能源互联网,同时“能源互联网”将具备“智慧、能自学习、能进化”的生命体特征。

物联是基础:能源互联网用先进的传感器、控制和软件应用程序,将能源生产端、能源传输端、能源消费端的数以亿计的设备、机器、系统连接起来,形成了能源互联网的“物联基础”。

大数据分析、机器学习和预测是能源互联网实现生命体特征的重要技术支撑:能源互联网通过整合运行数据、天气数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等,进行大数据分析、负荷预测、发电预测、机器学习,打通并优化能源生产和能源消费端的运作效率,需求和供应将可以进行随时的动态调整。

智能发电、用电、储电设备,最终都将接入网络,借助信息流,形成自我对话。

能源互联网巨大的价值创造:

1. 能源产生和消费的效率大幅提升

2. 形成能源资产交易的自由市场

3. 形成能源交易的自由市场

能源互联网与工业互联网最大的区别是,能源互联网最终要走向消费端,例如智能家庭、智慧社区、电动汽车、家庭能源管理等,这是工业互联网并不涉及的领域。走入消费端的能源互联网将具备更大的想象空间和创新的商业模式。

工业4.0:工厂的自动化

工业4.0(Industry 4.0)是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,并已上升为国家战略。工业4.0可以理解为工厂的自动化,或者是未来工厂。西门子抢占先机,单独成立了数字工厂事业部,通过一系列工业软件领域的并购集成了目前全球较先进的生产管理系统,以及生产过程软件,完成从硬件专业提供商到“软硬结合”的系统解决方案“大管家”的跨越。

工业4.0的战略要点可以概括为:建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成。建设一个网络:信息物理系统网络。信息物理系统就是将物理设备连接到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。虚拟网络-实体物理网络系统(CPS)包括智能机器、储存系统和生产设施,各个部分能够相互独立地自动交换信息、触发动作和控制。而物联网、服务网以及数据网是“工业4.0”的基础。

研究两大主题:智能工厂和智能生产。“智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分,重点研究智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现。“智能生产”的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。生产流程智能化是实现工业4.0的关键。

实现三项集成:横向集成、纵向集成与端对端的集成。“工业4.0”将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过虚拟网络-实体物理网络系统CPS形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联,从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。

“横向集成”是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,是为了实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务;“纵向集成”是基于未来智能工厂中网络化的制造体系,实现个性化定制生产,替代传统的固定式生产流程(如生产流水线);“端对端集成”是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合,这将最大限度地实现个性化定制

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