工业互联网机器数据人推动的颠覆性创新

文/戴联景

什么是工业互联网？抛开各种复杂的概念不谈。它是机器智能，或者智能机器？

也许更为准确的是联网的智能机器，是工业革命的机器和信息革命的智能网络、云计算、大数据结合诞生的创新。

最近，关于“克强经济学”的话题火热，其核心思想有一点值得关注，就是变“产品经济”为“服务经济”，强调经济结构调整过程中服务和创新的推动。事实上，我们观察通过工业互联网，机器运维过程变成服务和价值累积过程，正如云计算将计算存储硬件变成服务，大数据、移动互联网将终端，不管是手机、电脑甚至是汽车，都演变成更多服务创新的模式。

1、工业互联网的例子

GE（通用电气）最初提出工业互联网概念。事实上，工业互联网产生，基于两个基本前提，工业革命带来的大量机器、工具或者设备资源，以及计算和网络革命带来的随时联网、云计算、随时的数据采集，以及数据存储和处置能力。

可以看几个GE提供的例子：

案例1：

我们的医院拥有成千上万医疗件设备，大部分设备都是可移动的。如何知道某设备放置的所有区域，并有一个系统可以提醒医生、护士和技术人员注意状态变化，并提供能够提高资源利用率？通过GE的努力，类似系统已经开始得以部署。

通用电气医疗集团 (GE HEALTHCARE)和美国退伍军人事务部(VA)进行合作，开发出的一套智能系统能够在少量监督下进行手术工具的定位、分拣、递送和消毒，包括机器人系统、射频识别和计算机视觉等技术。夹钳、手术刀等手术工具都将配备一个独一无二的ID编号，这样可以被机器人的不同部件快速识别。该系统可以执行各种各样的任务，包括手术工具的配备、在消毒过程中的移动以及传入传出手术室等，从而确保正确的无菌工具在正确的时间按照操作顺序被递送到正确的地方。

通用电气医疗集团 (GE HEALTHCARE)估计，这些创新可以转化为削减医院15%至30%的设备成本，并使医务工作者在每次换班能额外获得一个小时的生产力。这些方法还可以通过降低手术感染，提升患者安全、医院质量和性价比。由于手术工具配备的正确性提高以及器械清点时间减少，手术室日程安排效率提高；通过降低手术布置时间和手术室周转时间，提高了医院服务能力。另外，它还会可以解放出医护人员的时间，以便他们从事更多与患者相关的工作。

案例2：

在美国加州圣拉蒙市的GE软件研发中心，工作人员通过测试筛选2万台喷气发动机各种细小警报信号，可以提供发动机维修的前瞻性评估数据。包括能够提前一个月预测哪些发动机急需维护修理，准备率达到70%。这套系统的另一个价值，就是可以让飞机误点机率大幅降低。因为，每年航班延误给全球航空公司带来400亿美元的损失，其中10%飞机延误，正是源自飞机发动机等部件突发性维修。

GE航空还和埃森哲成立了一家名为Taleris的合资公司，为全球各地的航空公司和航空货运公司提供该服务。通过云计算服务，当一架飞机落地以后，Taleris很快就可以把飞机数据用无线的方式传递出去，随后为之量身打造一套专门的维修方案。航空公司因此也能够对飞机上的各项性能指标进行实时监测和分析，并对故障进行预测，从而避免飞机因计划外的故障造成损失。

GE的下一代GEnX引擎中（装备波音787飞机）将会保留每次飞行的所有基础数据，甚至会从飞机实时传输回GE分析。这样一台引擎一年产生的数据量甚至会超过GE航空业务历史上所有的数据。海航是GE的合作伙伴，公司5年前就对飞机进行了资产的数据管理，以节省燃油和降低碳排放。利用软件分析数据后改进系统，使得海航在2012年和2011年节省了1.1%的燃油使用量，折合人民币是2亿多元，同时碳排放减少了9.7万吨。

案例3：

GE在美国纽约州斯克内克塔迪市有一家氯化镍电池工厂，在18万平方英尺的电池生产厂区内，一共安装了1万多个传感器，并全部连接高速内部以太网络进行数据传输。这些传感器有的用来检测电池制造核心的温度，有的用来检测制造一块电池所耗费的能源，还有的用来检测生产车间的气压。在流水生产线外，管理人员手拿iPad通过工厂的Wifi网络来获取这些传感器发来的数据，监督生产过程。

在新工厂中生产的电池上都标有序列号和条形码，方便各种传感器进行识别；如果管理人员想知道电池组件的耗能情况或者一天的产能，只需要在强力的工作站上就能完成数据采集和分析。通过传感器产生的数据，抽检的电池如某一环节出现了问题，就可以通过跟踪数据发现问题的根源，并及时解决。传感器和机器之间也有数据交换，当某一传感器发现流水线移动缓慢时，就会“告知”机器，让它们传输的速度慢一点。

另外，GE还准备将天气预报加入到斯克内克塔迪电池工厂的工业互联网中来，因为电池生产受气压、湿度的影响非常大，加入天气预报更有利于管理人员采取相应的对策，保证电池生产的质量和数量。

根据GE的报告，在全球，即使5个行业（铁路、航空、医疗、电力、石油天然气）提效1%，就可在未来15年为世界贡献2760亿美元增长。

2、什么是工业互联网

对于GE客户而言，工业互联网目前能带来的好处至少有两个：一是降低设备故障的几率和时间；二是实现资产管理的优化，让设备能够在能耗最低、性能最佳的状态中工作。当然通过持续的数据积累、深度学习和提高洞察力，他们未来还会收获更多。

根据CE提出的工业互联网理论，其中包括三个关键要素：“机器”、“数据”和“人”。

智能机器：以崭新的方法将现实世界中的机器、设备、团队和网络通过先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来。

高级分析：使用基于物理的分析法、预测算法、自动化和材料科学，电气工程及其他关键学科的深厚专业知识来理解机器与大型系统的运作方式。

工作人员：建立员工之间的实时连接，连接各种工作场所的人员，以支持更为智能的设计、操作、维护以及高质量的服务与安全保障。

更通俗地说，就是智能传感、数据分析与数据人才。通过网络将人、数据和机器连接起来，升级关键的工业领域，让人对于机器、设备能够拥有更加深刻、智慧的了解和掌控。因而，GE也得以重构其商业模式，正如此前IBM从硬件到服务的转型，苹果创新性的将终端硬件和服务的价值进行转换一样，GE的转型也将更强调“服务”，尤其是基于数据的服务。

根据CE董事长兼CEO杰夫·伊梅尔特的说法：“GE是以资产为出发点，我们是一家服务公司，优势是结合材料和分析带来实在的结果。”也就是说在提供设备之外，GE将更关注智能机器的运营和数据服务，“数据”和“服务”将会成为GE未来重心。

之所以GE要和埃森哲一道成立Taleris公司，正是为了补齐自己数据搜集、处理的数据的短板，提升自己的云计算能力。

3、工业互联网的未来

2012年底，GE和大数据众包平台Kaggle一道发起了一场“工业互联网挑战赛（Industrial InternetQuests）”，邀请开发者和数据科学家研究创建最好的算法并设计应用软件，帮助航空业减少航班延误，为医疗行业提供最佳患者体验。伴随移动网络、大数据、云计算浪潮，这类的创新和开拓将会越来越普遍。工业革命创造的庞大的机器世界和信息革命的网络、智能计算和数据搜集、处理能力结合，将催动GE称为工业互联网革命（Industrial Internet Revolution）的到来，也就是一个机器智慧和人类智能联通、融合的时代到来。

GE认为，工业互联网的价值总体上将从三个方面来体现。第一是提高能源的使用效率，包括油、气、电等等，而减少能源的浪费，并提高使用率，从侧面也等于提高了GDP。第二，提高工业系统与设备的维修和维护效率，降低宕机的时间，减少故障，并缩短维护时间，这相当于提高了生产力。第三，优化并简化运营，提高运营效率，这相当于解放了更多宝贵的人力资源，让他们可以进行更有价值与富有创新的工作。

工业互联网不仅将推动制造业向服务业的转型，还会彻底改变我们的工业发展与生活方式，促进机器与机器、人脑与机器的互动与融合，实现在机器、网络、个人或团体之间实现共享促进智能协作，以便做出更好的决策。当然，工业互联网的成熟也需要一些必备的条件，也就是使得它此时能被提出的原因：包括移动网络的普及、随手可得便宜的云计算能力，大规模数据采集、存储和分析的可能。

我们完全可以预见工业互联网对于生产效率、能源、环境等现实问题都会带来很好的解决，当然它也有可能带来诸如失业、数据安全、控制等问题，包括标准制订以及安全、伦理方面的问题需要全球统一来解决，包括政府、企业界和我们每一个人的努力。

(单位：中国社会科学院)

(责任编辑：蒙遗善)

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