上周,研華公司在昆山舉辦了主題為“共建數智化·共創贏未來”的智能制造+智慧能源產業伙伴峰會。本次會議聚焦智能制造、綠色能源兩大產業,研華攜手500+產業專家、生態合作伙伴、客戶代表,圍繞企業智能生產、綠色低碳轉型展開了深入探討。
在會議中,給我印象最深的是生成式AI與邊緣計算深度融合,兩者結合形成的邊緣智能應用正在快速落地。
如今邊緣計算的發展已經成為共識,隨著生成式AI的持續升溫,邊緣與AI結合的熱度與日俱增,但是熱歸熱,這種共識真正能夠落地實踐是存在一定門檻的。
例如,從上云到邊緣部署的市場認知、業務路徑轉變、云邊協同的平衡點、邊緣管理平臺的穩定性等,都是不太容易解決的發展阻力。
難的事情往往更有價值。
研華正在將近40年的邊緣計算能力復制到智慧工廠、智慧醫療、智慧零售、智慧建筑、智慧城市等各個行業。
俗話說,Eating your own dog food,自己的產品自己先用,研華還把新一代的邊緣智能解決方案應用于自家工廠,讓數據驅動車間的管理,讓數據真正成為了生產力。
這篇文章就來詳細整理一下我在峰會中的相關收獲。
契合邊緣計算的3個階段,擇時推出開放軟件“三環合體”
雖然邊緣計算與人工智能的彼此融合處于技術周期的熱度高點,但是這項應用對于產業協同和企業技術底座要求較高,包括算力供給能力、云邊端協同聯動能力以及咨詢服務能力等,真正做起來并沒有那么容易。
在峰會中,研華董事長劉克振先生借鑒了Gartner的分析,來闡述邊緣計算在接下來幾年的發展歷程。
這里的“邊緣”是一個廣義的概念,指的是在云平臺之外,所有貫穿和連接實體設備的硬件和軟件,涵蓋邊緣基礎設施、邊緣設備、邊緣AI、網關、I/O模塊、邊緣服務器、控制器、微數據中心和分析軟件等。
在接下來的5~10年,邊緣計算將經歷3個發展階段:
第一階段,邊緣計算的需求僅僅是企業數字化轉型的一部分,并且這些用戶需求呈現出高度定制化,市場規模比較小;
第二階段,隨著行業需求的深入,邊緣計算的需求會不斷擴展,形成面向特定垂直行業的一整套整體解決方案,市場規模也在持續擴大;
第三階段,邊緣計算的許多技術需求將跨越垂直領域,比如企業用戶需求會從店面智慧零售擴展到工廠AI質檢場景和智慧油井的一些工作場景中,需要供應商具備橫向擴展的能力。
研華期待這樣的進化在未來5~10年會完全實現,形成AIoT上下游產業的融合,并促成行業的進化。
研華將在工業自動化和邊緣計算領域用心耕耘。為了適應未來的發展,AIoT邊緣計算需要一套完整開放的軟件平臺作為支撐底座,因此研華決定將各種軟件充分聯通,形成上圖的“三環合體”,打造完整的服務體系。
第一個環是最上方的EdgeSync 360,這是一個邊緣智能的模塊,包括通訊、遠程管理、數據傳輸等子集。
第二個環是右下方的WISE-IoT Suite,這是工業互聯網平臺,為企業數字化轉型提供了云邊端一體化交付引擎。
第三個環是左下方的AI Fusion,這是新增的部分,也是最為強調的一環,它將生成式人工智能融合進來。
劉克振在演講中提到,生成式AI可能會對物聯網造成很大的影響,可以把搜集到的數據,進一步做分析決策。
現在多數的解決方案做出來是一個儀表板,涵蓋很多數據,但無法告訴使用者該做什么決策。而生成式AI的融入,讓AIoT搜集的數據變成有用的資料,讓物聯網從可視化的界面呈現,進化到自然語言的直接表達。
親身實踐,讓看不見的數據流帶來巨大的價值
如今,很多制造企業已經意識到了數據的價值,意識到了應該將寶貴的數據資產做更好的采集、分析和預測,來驅動新型制造,這是企業的必然方向。
進而我們從看得見的自動化,邁入了看不見的自動化階段。
什么是看不見的自動化?
在不采購新設備的前提下,我們有可能通過已有的設備獲得關鍵數據,通過這些看不見的數據流,創造更大的價值。也就是這些看不見的數據,將成為驅動企業未來創新最重要的動能。
在研華的昆山工廠,正是“看不見自動化”的實驗場。在工廠發展的早期,研華投入了大量的新設備,隨著發展的深入,研華開始投入大量看不見的數據化和智能化。
通過研華自身的實踐,看不見的自動化確實發揮了很好的效力。
先說成果,從2013到2023的十年間,研華昆山制造中心的人力并沒有太大波動,但是人均單位產值翻了3倍(如上圖所示,氣泡越大表示人均產值越大)。
在這樣的過程中,研華越來越相信數據的價值,從底層的設備數據,到企業經營數據,再到用戶產生的數據,數據將會全面驅動創新,也推動了研華乃至整個產業的全面變革。
那么這么一家略顯傳統,甚至有些老舊的工廠,是怎么一步步做到升級改造的呢?
整體過程可以分成三個階段。
第一個階段,2013~2015年,基于精益生產的基礎,打造數據底座。
在2012年的時候,研華第一次聽說工業4.0,但是當時并不清楚什么是工業4.0。從2013年開始,工業4.0逐漸成為了顯學,大家都在談,研華也從2013年開始做數字化轉型,打通了ERP和MES等系統,通過APS來貫穿訂單和生產的過程控制,同時將人的經驗轉移到系統來取代重復性的工作,實現了部分的實時數據可視化。
第二個階段,2016~2021年,digital enable,加速數據優化的進程。
在這個階段,研華遇到了很多瓶頸和障礙。典型的挑戰比如工廠缺乏一盤棋的整體視角,業務驅動目標不明確,場景數據、應用、系統架構不清晰;大量數據散布在不同的系統中,很多應用開發都會需要眾多的專用接口,IT變成了瓶頸。
為了解決這個問題,研華把數據上傳到研華工業云平臺,這相當于是一個數據中臺。平臺劃分為不同的主題域,包含生產設備、品質、訂單物料等,分類分項的做一些管理,然后向上展示一些標準的接口,這時各種數據可以通過數據中臺快速的收集、上傳和分析。
由于建立了這樣一個高效可用的數據中臺,IT工程師的角色從原來gatekeeper變成了facilitator,研華認為這點在轉型中是至關重要的一步。
第三個階段,2022年之后,AI enable,引入更多的AI能力,加速智能制造的轉型。
這個階段正在開展的過程中。
通過數字化轉型,研華在綠色改造和節能方面也取得了很好的成效。
2022年,昆山工廠的整體產值增長7%,用電量下降238千瓦,單位產值的電耗有大約10%的節約。同時昆山工廠還布建了光伏設施,太陽能占到全年電能供給的5~8%。所有這些舉措綜合下來,研華昆山工廠有望在2050年實現凈零碳排放目標。
三廢排放也有了顯著性的改善,廢氣的減排量是12%,廢水排放降低了31%,廢棄物的排放減少了32%。
在數字化轉型的過程中,研華的自動化架構發生了巨大的變化,主要的轉變有4點:
1.從集中式到分布式架構
決策和控制在邊緣設備、云端服務器,以及中心控制器之間進行分布和協同。
2.從傳統硬件到軟件定義
很多功能和自動化架構采用軟件定義的方式來實現,傳統的硬件設備逐漸被軟件化,這也是研華大量投入軟件與平臺的初衷。
3.從靜態到AI動態優化
過去的自動控制是一個邏輯架構,現在的工業互聯網通過數據的不斷反饋,形成了一個動態AI結合的優化系統,這個系統會愈發智能。
4.從閉環到開放生態
從過去的單一封閉系統到開放生態,這也是研華將昆山的研發中心取名叫做“協同創新研發中心”的原因,研發一定要和客戶、用戶結合在一起。
跨越鴻溝,從數字化到智能化用數據驅動管理
當我們解決了第一個生產現場數據采集與接入的問題,解決了第二個IT與OT數據整合與打通的問題,自然就會遇到第三個問題:也就是如何從數字化到智能化,跨越鴻溝,真正實現用數據驅動管理?
企業的數字化轉型一定是離不開數據的,但是其實數據也往往是企業啟動數字化轉型的一個最大的障礙。
Gartner剛剛發布的數據和分析基礎設施模型DAIM,通過這個模型,讓我們從已知探索未知。
已知的條件很明顯,比如上個月我們做的怎么樣?上個月我們為什么做到了?下一步我們解決的問題是要知道未知的數據,去解決未知的問題,也就是我們要做預測和決策。我們要知道下個月能做成什么樣?還要知道我們做什么,下個月才能達到目標?
我們很多制造企業在現場收集了大量的設備和傳感器數據,還有企業IT信息系統的數據,現在要解決的問題就是怎么跨越鴻溝,讓這些數據能夠驅動管理和決策,中間這個鴻溝就要用AI技術幫助我們跨越。
研華將多種AI解決方案融入了技術架構,涵蓋智能制造、安全生產、能源管理等方面。現在研華正在探索將生成式AI與邊緣計算相結合。
IoT Edge是一個設備聯網和邊緣計算的工具,眾所周知它的功能強大,但是強大功能的背后往往隱含著操作的復雜。
我們一切應該回到以人為本,AI的本質是能夠提升我們人機交互的體驗,所以研華使用IoT Edge和生成式AI進行了整合性探索。
借助語音和文本的自動轉換工具,工程師和管理者不需要在界面上進行操作。以后的場景可能是在AI賦能之下,IoT Edge將變成一臺會說話的邊緣盒子。
我們不再需要在軟件界面上去進行操作和配置,產線的操作者可以用自然語言對話的方式,直接和邊緣的盒子去進行交互,讓這個盒子自動幫我們去完成設備聯網和邊緣數據的采集。
今后的設備維護也將更加簡便。如果監控系統發現設備的物聯網數據異常,AI Copilot會自動的關聯這個設備所有歷史的問題和維修記錄,并且自動派工給當天值班的維修工程師。
維修工程師收到這份工單和相關資料之后,可以繼續通過自然語言對話的方式和AI Copilot進行交互,進一步明確問題。
當他做出一個維修方案之后,不會立刻去真實設備維修,而是先在這臺設備的數字孿生體進行模擬調校,確認維修方案確實可行之后,下達指令給AI copilot自動的維修這臺設備,并且生成維修報告。
寫在最后
未來已來,我們唯有加速奔赴。
邊緣計算和人工智能的融合,形成的邊緣智能應用正在快速落地,為企業數字化轉型提供有力支持。
今年我們能夠明顯感受到制造業數字化轉型的需求尤為迫切,而制造業的數字化轉型核心是數據驅動,讓數據能夠真正的創造價值。
期待研華在昆山工廠的實踐可以被廣泛復制,助力更多的制造企業打造數據底座,加速數據優化的進程,讓看不見的自動化發揮效力。通過邊緣智慧賦能現代制造,讓更多的工業設備擁有“說話”的能力。
審核編輯:彭菁
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原文標題:邊緣計算與生成式AI結合于邊緣智能,讓大量工業設備擁有“說話”的能力
文章出處:【微信號:研華智能地球,微信公眾號:研華智能地球】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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