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      應用

      賽迪孫剛:工業互聯網平臺+工業設備上云系列研究(七)工程機械

      2025China.cn   2021年07月01日

        工業設備上云是工業互聯網平臺建設和應用的重點、難點,也是切入點,意義十分重大。2018年7月工信部發布的《工業互聯網平臺建設及推廣指南》,提出要“實施工業設備上云‘領跑者’計劃”,并明確了四類十大重點工業設備,即以煉鐵高爐、工業鍋爐、石化設備為代表的高能耗設備,以柴油發動機、大中型電機、大型空壓機為代表的高通用設備,以工程機械、數控機床為代表的高價值設備和以風電、光伏為表的新能源設備。

        三年來,工業設備上云取得了重大進展,全國重點工業互聯網平臺連接的工業設備數量超過7300萬臺套,上云深度從狀態監測、故障診斷向預測預警、精準運維演進。為幫助業界進一步明確不同工業設備上云面臨的痛點問題、應用場景、實施路徑和推廣前景,賽迪智庫信息化與軟件產業研究所工業互聯網研究室在調研40余家企業的基礎上,編制形成了“工業互聯網平臺+工業設備上云”系列研究報告。

        工程機械面臨著設備故障情況多發、施工效率低、設備管理體系粗放和金融體系不完善等痛點問題。以徐工信息、樹根互聯、中聯重科等為代表的解決方案企業積極探索基于工業互聯網平臺推動工程機械上云,并開展設備遠程運維、智慧施工、在線管控和融資租賃等新型應用服務,全面優化工程機械運維方式,提高工程機械施工效率。

      痛點問題

        01設備故障情況多發

        工程機械設備主要承擔高強度、高負荷作業,作業施工環境多樣且惡劣,高頻率的轉移、日常保養不足和不必要的拆卸與安裝又使得設備磨損嚴重,所以工程機械設備故障發生率較高。傳統以預防為主的定期維修無法有效處理潛在或突發的異常故障,還會造成較高的零部件維修和養護成本,給用戶企業帶來額外的經濟負擔。

        02施工效率低

        施工效率是影響工程進度和整體效益重要因素,傳統工程機械設備施工過程存在點多面廣、管理薄弱、不透明、調動混亂、設備質量低等問題,導致設備效能難以完全發揮。同時,工程機械設備日常作業環境惡劣且多變,對于操作人員技術水平、專業素養等要求較高,高素質人才的缺失造成工程機械設備施工效率進一步降低。

        03設備管理體系粗放

        如何在施工過程中進行科學的設備管理,是施工企業不可忽視的工作,也是影響施工質量和效率的重要因素。我國工程機械設備管理普遍存在管理思路落后、操作人員意識不強、體制機制欠缺、設備維護保養不到位等問題,亟需采用信息技術對設備進行系統科學管理,減少管理時間和成本,塑造企業競爭優勢。

        04金融體系不完善

        工程機械設備屬于高價值設備,下游中小企業用戶往往存在買不起的情況,逐漸衍生出質押貸款、質押租賃、擔保租賃等多種金融模式。但是,傳統銀行抵押或擔保貸款的方式體系并不完善,且工程施工現場意外情況多發,導致設備意外損壞難索賠、銀行貸款壞賬、設備投保價值不匹配、資產保全難等問題,嚴重制約了行業發展。

      應用場景

        01設備遠程運維

        推動工程機械設備上云,可實時監測設備的實時狀態數據,經過大數據比對分析、模型計算可以及時洞察設備故障,通過仿真模擬優化設備維護方案,實現設備遠程運維。一是設備狀態監測。實時采集工程機械設備位置、工況、油耗、溫度、電壓、電流等數據,提高設備狀態洞察力,增強設備狀態監測的可靠程度。二是設備故障預測預警。構建設備健康評估、故障預測、自動報警等模型,通過輸入參數、工況等數據,對設備故障進行預測,提供技術支撐和設備異常報警服務,延長設備使用壽命,降低故障率。三是設備智能化維修。通過遠程定位、模擬擇優、參數優化等方式確定設備故障位置、故障類型和最優維修方案,直接派單給最合適的維修技師,以更高效率、更低成本、更好的體驗感實現故障設備的維修。

        例如,日立基于lumada工業互聯網平臺推出consiteoil解決方案,通過傳感器將遠程的故障預警率提高到58%。徐工信息基于漢云工業互聯網平臺,為每一臺設備做數字畫像,將可能損壞的零部件進行提前更換,使設備故障率降低一半。

        02智慧施工

        推動工程機械設備上云,將機器和工人連接,對機械設備實時監控,了解施工現場,通過云平臺分析優化施工方案,輔助操作施工,實現智慧施工。一是施工方案優化。通過傳感器、無人機、三維掃描儀等方式對施工對象、施工場景、外在環境等因素進行高精度感知,建立虛實映射的數字孿生體,輸入設立不同的施工條件,進行工況模擬迭代,不斷優化施工方案。二是施工過程透明化。通過工程機械設備全連接,在線監測所有設備施工情況,推動施工作業過程可視化展示,促進施工管理精細化。三是現場施工指揮調度。建立施工一體化系統,在線協調塔吊、機動車等多種設備施工進度,提升設備間協作能力,根據設備動態變化,實時修正、調整施工方案并指揮現場施工。

        例如,小松提出和實施smart construction即智能施工解決方案。通過無人機+邊緣盒子+小松云,聚焦高精度測量、設計圖和測量圖對比(Skycatch)、小松云模擬確定施工計劃、施工可視化等環節,實現了建筑工程狀態感知、實施分析、科學決策、精準執行的閉環,從而實現遠程操作服務。

        03在線管控

        推動工程機械設備上云,實現工程機械設備的深刻洞察、設備故障精準預測、事故風險有效評估,支撐施工單位在線科學系統管理施工設備。一是強化管理。推動工程機械設備上云,在線采集設備運行數據,基于云端信息共享,對每臺設備進行數據比對、統計分析,進行經驗總結、技術升級,加強事故預防措施。二是系統化管理??茖W系統進行設備統一管理,是設備的維護管理工作有組織、有計劃的進行,提高設備綜合效能和適應生產的能力。三是后市場服務。建立設備管理數據庫,基于大數據分析,探索施工機械設備使用的一般規律,按照科學合理的方法向用戶提供設備使用、維修、保養和管理建議和服務,增強用戶滿意度和用戶粘性。

        例如,卡特彼勒基于Uptake開發的設備聯網和分析系統,采集設備的各類數據信息,聯網監控,分析預測設備可能發生的故障,實現了300多萬臺運轉設備的統一管控。中聯重科打造云智能平臺,推動工程機械設備上云,將設備與客戶手機綁定,在微信端隨時隨地觀看設備工作狀況、運行軌跡,在線報修乃至在手機APP上完成考勤。

        04融資租賃

        推動工程機械設備上云,實現工程機械設備的深刻洞察、設備故障精準預測、事故風險有效評估,支撐工程機械設備制造企業、使用企業與金融機構之間開展融資租賃。一是智能化信用評級。推動工程機械設備上云,在線采集設備運行、施工隊作業情況、承包商貸款情況和經營情況等數據,建立完善客戶經營、信用等大數據分析模型,降低企業信用評級成本。二是數字化渠道對接?;谠贫诵畔⒐蚕?,快速對接有購置生產設備等需求的企業承租人及有理財需求的自然人、金融機構和非金融機構,解決金融服務中的信息不對稱的問題,在更大范圍內實現資金供需的對接匹配。三是資產保全?;诠こ虣C械設備上云,在線監測設備狀態和位置,加強設備監管,科學合理進行設備資產統計和評估,促進資產保全。

        例如,中聯重科基于平臺成立融資租賃公司,推動機械設備上云進行統一管理,實現了設備的擴大銷售,獲得的營業額占集團總收入的20%以上。三一集團基于樹根互聯根云工業互聯網平臺對機械設備進行精細管理,通過融資租賃或者經營性租賃運營的設備超過50%,年在外貨款管理額超300億。

      推廣前景

        根據中國工程機械工業協會統計資料顯示,2020年我國挖掘機、汽車起重機、履帶起重機、機動工業車輛、升降作業平臺等工程機械主要產品銷售量分別增長39%、26.1%、43.4%、31.5%、35.1%,創歷史新高。

        隨著工程機械設備銷售量、保有量不斷增加,售后維修、設備租賃、智慧施工、在線管理等業務需求潛力巨大,逐漸形成規模龐大的后市場生態鏈。預計到2025年,基于工程機械設備上云的后市場服務利潤將占企業利潤50%以上,市場前景廣闊。

        文 | 賽迪智庫信軟所工業互聯網研究室 孫剛

      標簽:工業互聯網平臺 工業設備上云 我要反饋 
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