2022工业互联网人工智能应用

工业互联网人工智能应用工业互联网赋能工业企业转型升级成识 1工业互联网为我国制造业发展提供新动能 1（工业互联网助力企业转型升级成效初显 3工业互联网有效促进工业企业降本增效提质 4针对设备资产管理与传统业务优化的应用最为集中 68工业互联网应用深度和度足 8（工业互联网发展需方法论支撑 12以数据流动为基以业标导向解耦工业互联 12（解耦工业互催生工业互联网生态新运作方式 （三基人工智能的工业互联网技术路线及实现方式 工业互联网人能应实践 19设/管理 19（质量管理 23（三能源管理 25（四安全管理 （五供应链管理 29

37解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级工业互联网人工智能应用白皮书工业互联网人工智能应用白皮书业1新增长点。1.3IT技术与OT我国政府高度重视工业互联网发展,近年来出台了一系列政策措施引导和支持工业企业基于工业互联网开展数字化转型。2017年11于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，成为我国推进工业互联网发展的纲领性文件。2018业互联网APP（2018-2020年》《工业互联网发展行动计（2018－2020年（2018-2020年2019年政府工作报告再次明确提2随着政策持续加码，工业互联网正逐步成为我国制造业发展的新解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级PAGEPAGE19|工业互联网人工智能应用白皮书工业互联网人工智能应用白皮书||PAGE20互联网应用在我国工业领域的落地实践已取得一定进展，在各行业的经济效/三大应（如图13成本成本降低用工成本减少故障损失降低运维成本降低能耗成本减少资源浪费减少安全事故效率缩短研发周期计划/排产优化提高资源利用率缩短交付周期提高员工工作效率提高供应链运作效率品和提高一次性合格率降低产品故障率产品持续优化产品可追溯售后响应速度提升客户服务延伸值智能产品创新数据即服务开拓新业务开拓新业务获得新融资新商业模式三大应用场景 四大应用成效三大应用场景四大应用成效协作协作化优与管品/17%14%17%14%32%14%18%8%10%7%7%2%5%9%9%2%5%1%产品全生命周期管理生产制造优化工艺优化资源调度优化协同研发设计

70%3.《工业互联网平台创新发展白皮书(2018)》，国家工业信息安全发展研究中心，2018年1.工业互联网促进工业企业降本增效提质在降低成本60%90%4在提高作业效率。如某电梯生产商为其24,000名技术工人配备了增强现实产品全息智能眼镜(2018)年拟图，HoloLens5在提升产品和服务品质6在创造新价值服务收入占总收入比重达+731000个“MicrosoftHoloLens“ \hchinacasestudiesdetails.asx?CompayPofileID=38“ 《数据驱动转型致胜――全球工业互联网应用案例析报国家工业信息安全发展研究中， bal《数据驱动转型致胜――全球工业互联网应用案例析报国家工业信息安全发展研究中， 20181382.针对设备资产管理与传统业务优化的应用最为集中70%和分析设备/即服务转型。OT数据与IT目10%8.《工业互联网平台创新发展白皮书(2018)》，国家工业信息安全发展研究中心，2018年度、减少库存积压，实现供应链上下游的协同。跨部门、提出（图２：工业企业面对工业互联网应用踟蹰不前工业企业

意愿不足

基础不强 资金不够 路径不

工业互联网应用资料来源：两化融合服务联盟、微软中国乏也使得巧妇难为无米之炊。企业对工业互联网应用普遍心存顾虑。即使有工业企业有转型的意愿和决心、自身数字化基础也,（。图全方位能力全方位能力服务商不具备实施难度大大系统项目现有工业互联网架构复杂度高需求差异工业企业门类众多我国工业行业复制推广难度大“杀手锏”应用尚未出现资料来源：两化融合服务联盟、微软中国个小类9工业企业间复制。（IT（（Gartner202080％的IoT10这要求服9\ha/24563620_354046“ 102020 \h/“ achives850599.html?weixin_use_id=01o6EQjvNybbCndio3VE7SoGHo工信息技术通信技术和运营技术解解耦可理解为降低（现阶段已落地的工业互联网解耦工业互联的时候像搭积木一样再把它们在新的工业互联网耦合框架里整合起来更新迭代。中国）（图４：以数据流动为基础、以业务目标为导向解耦工业互联示意图解耦工业互联形成的耦合框架解耦工业互联形成的耦合框架目标为程计管理赋能链导向产品/管理能源管理安全管理工艺优化调度优化��流动为基础数据采集数据处理��资料来源：两化融合服务联盟、微软中国（图4灰色底框44 ,进而通过互补合（如图5图5：新耦合框架下的工业互联网生态运作新机制“去中心化”工业互联网开放价值生态“去中心化”工业互联网开放价值生态专业深耕优势互补快速复制推广方案解决方案创新按需部署供需精准匹配应用场景耦合业务需求解耦资料来源：两化融合服务联盟、微软中国MES系统软件项目实施成败的关键，某数据采集企业通过与MES80%11从工业企业应用的角度，解耦有助于工业企业快速找准数字化转型切入随AI机器视觉与深度AI+一般机械臂=12人工智能在很大程度上可以学习和模拟人的思维模式，并利用计算设备13基于人工智能的工业互联网技术路线有四个（如图6所示机器学习/实际应用环节中部署AI业务场景解耦取业务场景解耦取(ML/AI)实现定义场景目标确定所需数据源及标准取方法数据清洗数据字典特征工程深度学习训练及调优部署AI务场景场景资料来源：两化融合服务联盟、微软中国基础技术包括OPCUATSN与IT融合构筑了表1：人工智能技术实现方式技术实现方式适用条件主要思路大数据+算法/模型大数据：历史数据量大、数据质量较好构建机器学习/深度学习模小数据+人工智能+专家人工干预在切分清楚后真正所需所需的数据量少充分利用、挖掘已有样本基于快速且易收敛的深融合专家经验资料来源：两化融合服务联盟、微软中国互联网人工智能/用解决方案加速推进。设备/产品管理是工业互联网人工智能应用案例数量最多、范围最广的场（详见图原先单纯地依赖人工、经验，转变成利用人工智能做出更科学和更高效的决策。人工智能在设备/产品管理方面的应用主要为：状态监测与报警、故障诊（详见图。状态监控与报警将设备状态转化为维通过设备运行中的相关信息来识别其技术状态是否正常,确定故障的性质与数据或实时数据对即将出现的问题进行预判，可有效缩短设备非计划停机时（如远程运维、预测性维护等制造商提供新的收入来源。图7：新耦合框架下的人工智能应用场景――设备/产品管理为状态监测与报警设备故障诊断、预测性维护及远程运维等深度应用提供数据基础。及时诊经故障诊断及远程运维预测性维护远程管设和 模习技障低修时排维工量降 强度。I与客产品即服务资料来源：两化融合服务联盟、微软中国解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级解决方案解决方案1：设备/产品管理――故障诊断及远程运维面临问题 可生能源电行业主要面临如问：解决方案国内可再生能源企业协合新能源以AzureIoT套件为基础搭建PowerBI系统进行Azure100GW电站应用成效通过应用该方案，能够有效减少新能源设备因故障停机和亚健康运行的状况出现，降低新能源电站运维成本，提高能源利用效率：降低IT3个月完成了原计划半1,0005,000余台光伏逆变器和汇流箱。设备的可利用率提高1~5%50MW1的提升就能带来10085%力成本。21| 国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联盟解决方案２：设备解决方案２：设备/产品管理――基于设备管理的服务化转型工业互联网人工智能应用白皮书面临问题航运设备制造业涉及大量大中型设备，这些设备价值较高，其安游用户也给大中型设备生产企业提出越来越严格的运营要求。因工业互联网人工智能应用白皮书解决方案1.应用微软机器学习等人工智能服务，打造设备的预测性维护方解决方案。应用成效 1.提全球港设备的维运营工程师的响应速；2.提前预知港设备的维护时间并调整排班；实现服务化转型：从卖设备变成卖系统，从卖硬件转型到卖软促进传统航运业的转型。国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联

|22解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级PAGEPAGE29|（如图1所示（图８：新耦合框架下的人工智能应用场景――质量管理策略供应商、产地等选择采购策略优化：策略供应商、产地等选择采购策略优化：优化料品质智能筛查，提高原材分分析等方法实现于外观检查、智能成原材料/零部件：基采购视觉的产品外观检测外观检测：基于机器质检优解基于深度学习寻找参基于深度学习识别最优指工艺实现智能监控 数最：基于故环境：保障生产过程质量一致性设备误操作障预测、智能调参员工：基于机器视觉识别员工错制造

缺陷智能追踪管理持续优化解决方案：质量管理解决方案：质量管理――外观检测工业互联网人工智能应用白皮书面临问题医药行业在药品出厂前，需要对其进行再次检测，以确保药品包工业互联网人工智能应用白皮书解决方案基于上述问题，心鉴智控应用微软Azure平台和边缘计算框架，将传统视觉检测算法与深度学习算法有机结合，为医药企业提供了AI视觉质量控制解决方案。AIAI量。应用成效甚至是其它连续制造业传送视觉质量检控系统瓶盖质量检测：检测速度可达700个/分钟，检测精度可达99.99%胶囊质量检测：检测速度可达54000粒/小时，检测精度可达99.99药片质量检测：检测速度可达400000粒/小时，检测精度可达99.99%国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联

|24解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级PAGEPAGE25|能源管理（。目前主要从设备节能降耗与能源精益管理图９：新耦合框架下的人工智能应用场景――能源管理设备节能降耗1.能耗监测2.能耗对标设备节能降耗1.能耗监测2.能耗对标耗能设改善提供依据异行监备用发情况，避免设关设备能耗的对耗续改发现对改进方向能源精益管理1.建模/改进2.预测/计划模能模数据析、仿真与优化能能指指构节能整体解决方案等耗预结合耗数据准确预测能源务分企业划计业能源能分解到末端资料来源：两化融合服务联盟、微软中国解决方案：能源管理解决方案：能源管理――基于企业能源管控平台的能源精益管理工业互联网人工智能应用白皮书面临问题各行业企业虽越来越重视能耗领域内的节能潜力，但由于缺乏系工业互联网人工智能应用白皮书解决方案系统采用物联网、云计算、大数据及人工智能等新一代的信息技应用成效 1.自动化调节设备运行状态和参数既满足生产生活需又最大化用能费提设用能效；数据准确性提高至100%,数据实时性达6减少安全事故。国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联

|26解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级PAGEPAGE27|安全管理、环境安全（详见图10）。图10：新耦合框架下的人工智能应用场景――安全管理进入危险区域等抽烟检测危险动作识别进入危险区域等抽烟检测危险动作识别行为识别员工位置监测员工健康状况监测安全穿戴监测及提醒指定人员作业安全穿戴陌生人识别身份认证员工安全安全事故防由设备故障引起的备故障预测模型，预数据和经验，构建设事故预测：基于历史炸等潜在安全风险避免火灾、漏电、爆及时发现设备异常，通过建立阈值模型，设备运行参数变化，阈值模型：实时感知设备安全爆炸等危险事故有效控制，预防火灾、参数实时监测报警及环境监测：对车间温探测像识别的火灾、烟雾危险源识别：基于图环境安全资料来源：两化融合服务联盟、微软中国解决方案：安全管理解决方案：安全管理――基于机器视觉的安全监控工业互联网人工智能应用白皮书面临问题解决方案 工业互联网人工智能应用白皮书面临问题解决方案 支持边缘计算+AI深度学习视频分对生产现场已有的视频监控摄像头进行效果确认和对关键安全规则的情景实行大小样本的分析利持边缘计算+应用成效应用成效 2.国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联

|28解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级PAGEPAGE29|供应链管理外部的数据人工智能提升供应链管理水平和效率是应对新挑战的重要途径；人工智能的引（详见图第一阶段是机器学习实现智慧仓储……第二阶段（高级排程际情况预测可能出现的问题（公司无法正常运输等（可从多维度理第三阶段是产业链中的自我优工业互联网人工智能应用白皮书（（如采购决策、工业互联网人工智能应用白皮书图11：新耦合框架下的人工智能应用场景――供应链管理第一阶段++RS+ES采购决策自优化定价决策自优化生产决策自优化��

第二阶段金融机构+��

第三阶段+新闻+新闻事件气+��国家工业信息安全发展研究中心国家工业信息安全发展研究中心两化融合服务联盟|30高级排程��高级排程����解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级解决方案解决方案1：供应链管理――需求预测面临问题甚至很大程度上影响企业的市场表现。对于跨国大型制造企业来解决方案联想BT/IT战略转型部门基于微软智能云的Azure机器学习功能构（）应用成效 优化市场预测优供应链管理优化业决策31| 国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联盟解决方案２：供应链管理解决方案２：供应链管理――智慧仓储工业互联网人工智能应用白皮书面临问题工业互联网人工智能应用白皮书解决方案具体的业务逻辑可以被映射为一个算法调度问题。结合生产数字产的影响。应用成效•缓解仓储波峰订单对生产的冲击，在日常生产环节中也能够显著提升仓储处理效率；国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联

|32解耦工业互联赋能转型升级解耦工业互联赋能转型升级案供应链管――供应链协同 面临问题等合作伙伴通过对上千家制造企.急需发货的产品没有生产出来，不急需的成品却占用了大量库.大量库存;7.续性。解决方案MES方案对不同场景的适配。33| 国家工业信息安全发展研究中心 两化融合服务联盟销售计划/预测）（主生产计划（MPS）主需求计划销售预测（MDS）销售计划/预测）（主生产计划（MPS）主需求计划销售预测（MDS）e器采购计划（/周生产计划/日生产配送计划（/周物料物料需求短期/生产排程生产排程（日/周调配需求库存调配供应商需料 能应采购生程 能产生产需送 能送配送客户协同协同应用成效•将供应商的能力纳入企业的生产计划，实现供应链上下游的协-工业互联网人工智能