坐在办公室,周喆点击操作板,屏幕上生产进度、交货时间、设备运行状态、运行时长一目了然。 两年前,这位工厂厂长,仅靠一部电话与外地生产车间、客户和供应商沟通,忙起来半天顾不上喝一口水。 得益于工业互联网的发展,我国制造业的面貌正在重塑,数字化、智能化让工厂更“聪明”,让管理更“省力”。 成立于2014年的汇利伟业,正是这样一家基于数字孪生技术的工业互联网3D数字化解决方案提供商。 所谓孪生,其实就是物理世界与之对应的数字世界形成两大体系平行发展,相互作用,即数字镜像和数字映射的关联关系,基于深度学习、机器学习和工业机理模型等关联规则,实现节拍同频和数模仿真推演,减少生产制造现场调试、提升工艺排产的效率。
目前,汇利伟业已经在家电、钢铁、矿业、煤炭、核电、石油化工、电力、应急等领域均拥有了一批标杆客户,如美的集团、正大集团、矿冶科技集团、山东黄金、紫金矿业、江苏沙钢、金川集团、广东安科院等等。
近日,【观澜财经】来到位于厦门软件园火炬众创空间的汇利伟业。三维实景演示厅内,真实的厂区环境跃入眼帘,纵横交错的道路,色彩丰富的管道,不停运转的流水线,令人应接不暇,有身临其境之感。
汇利伟业总经理梅汇伟表示,所有的技术应用都是为了使工业作业变得更加简约化、集中化、直观化,随着工业互联网时代的到来,并融合5G技术的行业应用,5G+数字孪生技术对于整个工业的实际意义将无可估量。
2015年,虚拟现实风光无限,梅汇伟把目光投向了VR产业,研发出可供工厂三维建模、培训演练于一体的多人协作VR软件。但在与工厂的交流中发现,这并不能解决工厂最现实的需求。
如何更好地实现智能化发展、降本增效,才是工厂的当务之急。随着“中国制造2025”强国战略的推进,发展工业互联网成为了国家重要战略目标。 基于此,2017年,梅汇伟决定抓住机遇,顺势而为,带领团队向工业互联网转型,运用三维仿真、数字孪生、物联网和人工智能等新兴技术,基于先进制造的物理工厂/车间构建数据+模型+仿真的模拟验证与可视化管控。
不过,创业并不容易。在竞争激烈的市场上,初生的汇利伟业并不具备优势,甚至一度濒临资金链断裂。 “转型过程很艰辛,我们花了半年时间,派工程师到广东珠三角的工厂调研,了解工厂生产制造的工艺流程和设备的数据传感,这个过程中一分钱收入没有,一直在烧自己的钱。”梅汇伟回想起这段经历,仍十分感恩愿意陪他一起节衣缩食、共克时艰的团队成员。 机会往往留给有准备的人。2018年秋,梅汇伟迎来了转机。 彼时,美的集团广州工厂首次对外招募工业互联网3D解决方案提供商,汇利伟业与国内多家公司同台竞技,最后以技术领先优势,拿下了项目。
项目运行后,工厂生产效益大幅提高:停机时间缩短57%,故障响应时间缩短80%,DIY虚拟调试平台帮助缩短现场的调试时间,效率提升50%以上。
“这个项目对我们来说特别重要,当时投入了二三十号人,直接现场驻场。”如同攥住了一根救命稻草般,美的项目成了汇利伟业转型的第一个标杆。 自此,梅汇伟和他的汇利伟业得以不断实现蜕变,项目订单接踵而来。
目前,公司已形成四大核心技术:一是针对大型场景/超大型场景的快速加载及瞬间计算检索能力,有效解决3D场景运行出现失真、卡顿和数据延迟等问题;二是基于自主研发的基于‘无向图中环遍历算法’,实时动态在线渲染,让画质画面更加逼真;三是基于图像解析、三维重建等核心算法,真正实现节拍同频;四是面向摄像头的全景拼接,通过算法提取特征合成实时全景监控图,让监控角度无死角。
“在基于数字孪生技术的3D数字化管控产品逐步实现产业化过程中,真正奠定了我们在数字孪生技术领域的先进性。”梅汇伟表示,公司利用航拍、CAD、激光测量和自动建模等方式,在地形地貌、厂区分布、设备等信息基础上通过数字建模,形成数字工厂三维场景。
技术的成功应用,主要得益于汇利伟业强大的研发实力。
公司网罗了一批来自国防科大、复旦大学、武汉大学等院校的计算机图形、动作捕捉、无线传输和场景定位重建等领域的研究人员,创始团队均来自华为、中国电信集团、融创天下等大型科技公司。
近两年来,汇利伟业的产品也逐步从家电、采矿等领域,延伸到核工业、烟草等行业。 梅汇伟表示,虽然行业不同,但工业制造的痛点是相似的。 传统的制造工厂智能化系统种类繁多,数据与信息缺乏关联与融合,造成工厂内部信息孤岛。即便在同一个企业,生产管理、销售采购、客户管理系统也经常不联通。
而3D数字化管控系统,能够将数据与场景串联,为工业管理系统赋能,实现物流、数据流、信息流“一个流” 传递,打破信息孤岛。
对制造企业来说,每年调整产线、设备停产检修,已经成为了行业惯例。3D数字化管控系统,能帮助企业缩短停产时间和故障响应时间,增加产能。 以家电行业为例。家电生产企业每个月需要调整产线1-2次,一年下来,因产线调整,需停产7天。 “你可以先在我的数字软件里,把整个工厂工艺布局规划调整完后,以最快的速度切换,一年只需要停产4天。”梅汇伟给记者算了一笔账,假设一天生产空调2万多台,缩短的3天可生产七八万台,以每台千元计算,为企业增加了七八千万元的收入。 传统工厂通常采用三色警示灯系统,设备出现故障后,亮灯闪烁,再用广播的方式通知工程师排查,“一排查可能一个小时没了”。 3D数字化系统能按秒级定位故障。系统会实时跟踪每个设备的温度、压力、转速、测量值、浓度等,一旦出现异常,精准定位到具体设备,以三维可视化方式分析故障产生原因和处理方式,并弹出相应责任人,方便追责。
更神奇的是,系统还能通过三维动态方式指导故障处理,无需人工介入。 比如电网变电站出现问题,系统可实现远程控制设备的启停、调整等,使设备恢复正常。汇利伟业通过底层的物联网控制协议,实现定位巡航和故障处理,大幅降低电网的巡检压力和人员投入,“不需开车跑二三十公里去检修。” 数字孪生技术的另一项重要应用,是解决高危险源和高辐射环境下生产作业的痛点,把人从最恶劣的生产环境里解放出来。 以核工业为例,在运输核废料时,需要员工身着防护服,走到高辐射的环境中去。有了图像解析和三维实时成像,操作员可以脱掉防护服,直接对着屏幕,在地面上操作。 矿业也同理。在矿山企业中,通常采用二维CAD工业图纸来了解企业的生产现状,但由于井下开采系统庞大又复杂,如果不是对井下生产现场非常熟悉的人,很难厘清设备、矿山的相对空间位置关系。立体、直观的模型,能为矿山企业管理者提供重要的决策依据。
好的商业模式可以快速复制,从而实现企业的高速增长。 梅汇伟深谙此道。以矿业为例,从北矿、山东黄金、紫金矿业到金川集团,汇利伟业产品的开发周期在不断缩短。 每家企业的厂区环境、生产工艺都不同,如何做到迅速复制?梅汇伟解释了三点原因。 第一,在对无数台设备进行数字建模后,汇利伟业已积累了大量的工业机理模型库,软件已实现标准化、组件化、能力化,对于工程师来说,只需要在软件里进行调整和接口对接就可以。 第二,汇利伟业数字孪生3D数字化管控系统已经在底层框架完成基础能力封装,已兼容全球95%以上的工业标准通信协议接口。“对我们来说,服务不同行业的工业企业,特别是不同的工业平台或者通信协议,我们已经无需在定制化开发了。”梅汇伟说。
第三,软件开发界面简单友好,易上手。客户收到软件后,通常只需经过半天左右的培训,就能直接在后台配置不同的模块。 “做得越多,积累的工业模型库就会越丰富,逐步形成拥有工业机理模型库的资源管理平台。未来赋能给更多的中小企业”梅汇伟直言。 中小企业要筹建新的工厂,都可以借用该平台去拖拽设备模块,规划线路,3D工厂模型马上出炉,比平面图纸更加直观。 系统通过对工厂内规划、调整、建设到运行等不同环节进行模拟、评估、验证和优化,自动计算出最大产能,从而实现快速部署。 工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益成为先进制造的重要基石。 2017年,国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,形成规范和指导我国工业互联网发展的纲领性文件。 紧接着,上海、广东、浙江等近30个地方省份出台了本地区的发展政策。“全国一盘棋” 的发展格局基本形成,市场空间超万亿。 梅汇伟采取的发展战略是,以大企业为渠道拓展市场,相互赋能。 近期,汇利伟业与阿里巴巴签署了线上合作协议,成为其联合方案提供商。汇利伟业将数字孪生3D可视化技术,融入阿里云工业互联网平台能力基座,相互赋能合作。双方共同帮助中大型生产制造企业,完成智慧工厂/车间数字化升级服务。 随着国家新基建的目标和任务,以5G技术作为新基建载体,工业互联网和人工智能将依托5G技术垂直行业应用服务,为实体产业带来全新的数字革命,基于这种环境下,汇利伟业依靠数字孪生技术和项目经验优势,已开始逐步与三大运营商开始了合作上的尝试与落地。 目前,公司已入围中国联通河南省分公司的工业互联网平台指定供应商,将人工智能、工业互联网,与5G、新基建相融合,服务于行业应用。 未来,公司还将寻求与西门子、ABB等工业巨头的紧密合作。“这些企业在全球具备较大的影响力,上千万的工业项目,即使只是供应其中一个组件,也能为公司带来上百万收入,帮助我们迅速全球化。”梅汇伟说。
古代医学有“望、闻、问、切”之说,而工业互联网时代,企业管理者同样需要为运营精确把脉。 从平面到立体再到实时,随着数字化技术的发展,这一精度在不断拓展。 梅汇伟希望,在团队的共同努力下,能有越来越多的中小制造企业,享受到智能化、数字化带来的便利。
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