北京產業網際網路既肩負著再造數字經濟萬億級產業叢集的重要使命，也承擔著促進數字經濟與實體經濟融合應用的重要任務。為此，北京軟體和資訊服務業協會在《數字經濟應用場景-案例說》欄目中重磅推出產業網際網路系列，旨在生動地展現數字經濟如何具體重塑產業的新局面，喚起人們對數字經濟，特別是產業網際網路改變生產、生活和生產關係的認知。
本期案例中，三一重工以網路為基礎、資料為要素、平臺為中樞，構建“人、機、物”協同互動的虛擬世界，變革傳統制造模式、生產組織方式和產業形態，構建全要素、全產業鏈的創新生產製造和運營體系，解決工程機械行業多品種、小批次、換線週期長、深度定製化、資訊不對稱、工業指令下發不到位、裝置效能分析不量化等問題。
產業網際網路型別：工業網際網路
案例提供單位：金航數碼科技有限責任公司
三一主營業務是以“工程”為主題的裝備製造業，覆蓋混凝土機械、挖掘機械、起重機械、築路機械、樁工機械、風電裝置、港口機械、石油裝備、煤炭裝置、精密機床等全系列產品。目前，三一挖掘機械、樁工機械、履帶起重機械、移動港口機械、路面機械、煤炭掘進機械為中國品牌，混凝土機械為全球品牌。
轉型訴求
三一集團作為工程機械領域的領軍企業，數字化、智慧化轉型在2015年已開始起步，並確立了未來五年資訊化專案規劃。
物聯網是企業智慧製造的基石。2019年，三一集團啟動了面向全球26個工廠的“三線、四表、裝置互聯”的物聯網專案，力求透過專案實施，打造“端到端”的解決方案，透過“人、機、物”的全面互聯，解決工程機械行業多品種、小批次、換線週期長、深度定製化、資訊不對稱、工業指令下發不到位、集團裝置效能分析不量化等問題，變革傳統制造模式、生產組織方式和產業形態，構建全要素、全產業鏈的創新生產製造和運營體系。
創新應用場景
金航數碼憑藉多年在複雜製造業的工程經驗，基於自主開發的“金航數碼工業物聯網”產品，與三一智慧總院和工藝院精誠合作，順利完成了泵送事業部多個公司的裝置資料上雲專案，並參與企業工業物聯網資料標準的制定。專案覆蓋製造裝置、檢測裝置、物流裝置、輔機裝置4個大類、105種型號、385臺套裝置，累計工業匯流排協議52種。
在專案實施過程中，金航數碼依照架構引領的指導思想，參考GB/T 33474標準構建了物聯網體系結構，深入研究關鍵技術，建立了裝置接入、協議解析、資料儲存、資料處理、資料釋出、系統整合的技術路線，獲得了良好的實施效果，得到了三一集團認可。
裝置接入方面，是以工業乙太網的方式將裝置接入到工控網中，並透過CA證書來確保裝置的唯一性和安全性。在不影響裝置效能和增加硬體成本的前提下，使得每個物聯網裝置在具備快速接入的條件下還能獲得高等級的安全能力，有效防止偽造裝置攻擊、裝置秘鑰被破解、偽造伺服器指令等非法攻擊手段。
協議解析是實現電訊號到數字訊號的關鍵。透過實時和可靠的分散式控制功能，可對現場裝置實現毫秒級監聽和遠端控制，實現對裝置執行狀態、工藝引數、空間座標、故障程式碼、連線狀態等關鍵引數的實時統計；同時，可將遠端指令以API的形式供可信第三方呼叫，以實現資料驅動下的業務創新。
資料儲存方面，確保資料在本地具備可快取能力，支援斷點續傳。工業物聯網是資料密集型的大型工業軟體系統，由於資料具有連線型特徵，並對網路有嚴重依賴，因此需抵禦網路傳輸所帶來的資料延遲或者資料堵塞問題，以及應對特殊工況帶來的影響，以保證資料能夠完整、可靠地儲存在邊緣端。
資料處理方面，根據使用需求對原始資料進行加工處理，以保證髒資料能夠有效剔除，減輕網路和儲存負擔。系統具備資料ETL和流資料處理能力；內建300多種函式，基於圖形化的拖放和基於源的查詢構建功能，可使資料處理以視覺化的方式被編輯和監控，並具備分散式部署的能力，最小記憶體僅需要128MB；同時，擴充套件了對機器學習的支援，可與Tensorflow和Pytorch演算法模型整合。
資料釋出方面，基於多租戶、多通道的資料釋出，可以在零程式碼的環境下，將需要釋出的資料透過組態介面編輯完成，並可將資料採集頻率在20~2000ms之間任意調配，在滿足資料高頻採集的同時，提升了使用者的操作體驗。當前支援本地系統、私有云、公有云、混合雲的資料遠端釋出。
系統整合方面，透過開放API整合工業裝置資料和物聯網平臺下發的操作指令，同時，具備面向應用場景的機器學習能力。在專案實施過程中，將MOM系統下發的工藝指令及NC程式，以遠端載入的方式寫入到本地裝置中，打通製造現場與資訊化管理系統的資料孤島，實現企業智慧化縱向整合。
產業賦能價值
三一重工透過專案實施，實現多源異構異質裝置資料的毫秒級採集和控制指令的實時下發，同時將人工智慧技術場景化，針對旋轉類裝置構建邊緣智慧演算法模型，對裝置的傳動失效、動平衡、軸承磨損等故障起到了良好的預測性效果。
專案實現了對裝置使用情況的線上監控，可有效評估各工段的產能狀況，並對後續工藝路線最佳化給出可量化的資料支撐；建立動態排產演算法模型，實現對製造計劃和資源管理的最佳化，降本增效；實現對焊絲、刀具、焊接氣體三大類輔材按需領料的精益管理，從而減少了對耗材、輔材的不合理消耗。
