基于工业互联网的设备能源管理系统应用案例

基于工业互联网的设备状态监测系统为设备管理系统，提供基于工业互联网和云平台实现设备的状态及能源监测和移动运维服务。

系统的需求方和应用方为某大型挖掘机厂，总部位于美国伊利诺州。是世界上最大的工程机械和矿山设备生产厂家、燃气发动机和工业用燃气轮机生产厂家之一，也是世界上最大的柴油机厂家之一。90多年来，公司一直致力于全球的基础设施建设，并与全球代理商紧密合作，在各大洲积极推进持续变革。2005 年销售收入达到 363.4 亿美元，是建筑机械、矿用设备、柴油和天然气发动机以及工业用燃气轮机领域的技术领导者和全球领先制造商。目前挖掘机厂正在开展设备能源管理升级信息化。新规划建设的信息化升级，结合智慧工厂、智能制造、互联网+等时代要求，实现信息化与工业化的高度融合。

项目实施背景

以互联网为代表的新一轮信息技术迅猛发展，与先进制造、新能源、新材料等领域的创新发展相叠加，“新一轮工业革命/产业变革”引起全球学界、政界、产业界各方广泛关注。我国积极推进“两化深度融合”，通过信息技术改造提升传统产业、培育发展战略性新兴产业。互联网与工业融合已成为两化深度融合最活跃、最有代表性的领域。

作为广大制造企业核心资产的设备资产由传统的电气化、数字化向智能化方向发展，设备的复杂性不断提高，设备对生产系统的影响不断扩大，已成为我国国民经济发展的重要支撑。但企业长期以来还执行的“计划预修制”，对复杂设备的智能化的运维服务、全生命周期管理，以及对设备的性能监控及故障预警方面还存在着一定的差距，从而造成设备的使用率底，设备故障发生频繁，设备的维修周期较长等情况。设备管理水平整体上难以适应低能耗、绿色化的经济发展要求。

综观美国及日本等发达国家，在工业互联网及设备监测方面已取得规模化效益，制造服务收到的比例已占到50%以上，而我国目前还不足2%。因此对设备的性能监控、维修预警和运维服务对制造柔性化体系下的设备高效利用显得及其重要。由于制造设备的多样性特点，通过选择适合的目标行业，加强该方面的研究与应用示范，做精做深，支撑企业的高效、低耗的卓越定制生产，具有重大的现实意义。

项目主要技术

本项目融合物联网技术（传感器、物联网协议、网关技术）、IT技术（实时数据采集、传输技术、实时数据管理技术、云平台技术、大数据分析技术、移动互联技术）、专业技术（设备故障模型数据、设备虚拟仿真技术、专业运维知识），建立基于工业互联网的行业重大设备性能监测系统。

通过系统建设及应用，借助智能感知传感装置采集现场重大设备运行状态数据。以真实数据为基础，结合设备故障模型和RCM分析模型，深入分析挖掘数据价值，帮助制造企业实现关键设备远程性能监测与故障诊断，提高企业预知性维修水平，加强设备全生命周期管理，提高设备总体运营效率，促进制造企业效益增长。

创新点

本项目的核心是“互联网+设备状态监测与运维”，是用互联网改造传统业务的又一实践。项目着眼点在于目标行业的刚性需求和物联网技术的高速发展，结合黑雁科技及合作伙伴的业务积累而提出。具有如下创新点：

Ø  融合客户为中心服务理念和精益设备管理思想，建立可视化设备档案

Ø  基于物联网技术实现在线设备性能与状态监测，以及设备状态的可预测

Ø  基于机器大数据建立设备分析模型，开展组合逻辑预警，实现设备状态的可预测

项目成果

直接效益体现

挖掘机厂通过设备管理系统的应用，加强了设备的预知性维修，提升对设备状态精确预测的水平，以保持设备最好的性能和最佳的状态为目标，提高生产效率、提高挖掘机生产质量，构建精益化维修管理体系。直接效益体现如下：

Ø  通过平台运行提升状态预测水平，降低故障和成本，提升整体性能，完善精益化设备管理体系；

Ø  实现设备状态的可测、设备信息共享，促进企业设备管理模式的升级；

Ø  提供一套设备全生命周期管理的APP集，有效提升客户的设备管理精细化水平；

Ø  建立工业互联网平台，制定状态采集、物联网传输、互联网传输、安全管理等标准，为制造、使用、维护等状态监测与服务提供支持。

提高挖掘机行业设备管理水平

通过本项目的实施，形成一套标准，可在整个挖掘机行业，工业企业推广。

挖掘机行业是我国制造业的重要组成分，其产值与利税高居制造行业前列，是一个集工、商一体化，是一个资源型、生产型驱动大型产业群。挖掘机工业企业已是设备密集型、高度自动化的混合型制造企业。

挖掘机工行业生产设备价值高，出现故障后损失严重，整个行业对设备管理提出了明确的精益化管理的要求。以“提高效率，降低成本，保证质量，节约资源”为根本，树立精益思想，营造精益氛围，建立良好的设备管理精益化工作机制，积极应用精益管理工具，深化设备管理绩效评价体系应用，持续改善、追求卓越，不断推进设备管理上水平。

由于行业特色，挖掘机行业设备基本上具有数据采集功能的复杂成套设备，很多运行状态能够采集，改造成本低；行业管理需求明显，能够产生明显的经济效益；本项目的实施具备该行业多年的经验及技术积累。

综上，此项目的示范推广在挖掘机行业具有非常重要的价值。

助力传统制造企业实现智能制造

通过搭建传感器及物联网，采集设备运行状态数据，构建工业网络通道，数据上传至工业云平台。利用状态分析手段实现关键设备的状态诊断，并辅助以设备资产管理、设备运维管理、设备现场管理的应用服务，帮助企业提高设备的管理水平，减少非计划停产损失，降低维修成本，提高设备总体运营效率，探索设备管理精细化及制造服务化的新模式,助力智能制造。未来成熟后可考虑往其他制造行业推广，助力传统制造企业的转型升级，实现智能制造。