从风电到建筑,ABC的应用无处不在,特别是在生产中是大势所趋。智能化的生产带来的不仅是直接提升的效率,其背后产生的数据更是具有不可估量的价值。
在本周二的百度云智峰会上,朱骁洵作了以“工业机器智能:从智能数据到商业价值”为主题的精彩演讲,向大家展示了西门子20年来的经典数字化案例与未来的数字化战略。
各位领导、各位嘉宾,大家好!首先非常感谢百度给我这个机会,今天向这么多人阐述西门子在智能数据方面的一些思考。
传统与未来
西门子是一个横跨很多领域的工业公司。我们的目标主要是三个:电气化、自动化、数字化。电气化和自动化是我们传统的、根深蒂固的一些行业。从发电、输配电以及楼宇,西门子都有涉足。
数字化是西门子的未来。
西门子推动数字化企业落地中国
数字化本身是一个非常大的题目,今天时间有限,我想把这个题目限制在工业机器智能,其实也就是人工智能,或者说得简单点,数据分析。
我们在这一方面做了什么?在百度面前,如果我来讲人工智能的技术可能是班门弄斧,我会更着重于基于这些技术怎样在数据上发掘价值,最后产生商业价值。
在数字化的未来,工业不是千篇一律的,各行各业中用户需求的差异相当大。技术手段虽然相当多,但用户价值价值寻找的可能性更多。
说来惭愧,西门子做神经网络、增强学习之类的人工智能题目已经有20多年了,但是我们的知名度远远比不上像谷歌、百度这样的公司。谷歌一个AlphaGo一下子就娱乐了几亿甚至十几亿的地球人民,其实AlphaGo核心的技术,像深度学习、神经网络,西门子早就在应用了,而且早就已经落地了。
西门子展示的机器人
举个例子,西门子所有海上风电的优化、运营,全部都是由人工智能的深度神经网络来做到的。我们达到了什么呢?我们把发电效率提高了1%。
一边谷歌做了几年,娱乐了几十亿的人,一边我们一帮研究人员辛辛苦苦提高了1%的效率。这可能就是互联网和物联网的区别:互联网的娱乐效益相当大,而工业还是一个很苦的行业,很多高科技放进去,最后——1%。
西门子上海中心办公楼的能耗比传统办公楼低三分之一
我刚才讲到,西门子的数字化是我们未来的一个方向。我们横跨了很多领域,从消费领域一直到最后的能源工业,这些复杂度是不一样的。复杂度不一样,数字化的进程也不一样。
相对来说,和消费者打交道的行业,数字化非常迅速。交通、医疗等虽然数据是大量的,但数据的模式相对来说还是固定的。就医疗而言,不管是哪个公司的机器出来的数据都是一样的,因此这些行业数字化相对复杂度不高。
与西门子合作,应用PROFINET的数字化工厂外景
突破与驱动
西门子觉得制造业,包括离散和流程工业是复杂度的临界点,也就是说我们要去做技术上突破的话,离散流程工业,包括一些能源行业可能是我们下面的一个突破点。
突破点有两个驱动,第一是技术驱动。这是西门子传统的思维模式,即我们去开发一个高精尖的技术,然后把这个技术卖到市场上去,通过这个来赚钱。这些技术基本上和所有公司都一样,包括传感器、物联网、云平台到后面的算法。
西门子提供的智能交通管理系统助力武汉实现交通智能化
还有一个是业务驱动,业务驱动在数字化里面非常重要,和技术驱动完全分不开。作为一个公司,我们也意识到,传统上我们是一个传统公司,通过卖产品来赚钱,而慢慢的,解决方案更多的是以用户为中心,以怎么去体现用户价值为核心的目标。
可能与方向
数字化把数据应用起来,创造用户价值,有哪些可能性呢?最简单的是监控和告知,就是把数据采集起来,这个我们相信99%企业都做到了。监控和告知是一个已经解决的问题。
那么进一步我能不能再做一些分析,比如报警管理。包括智能楼宇、智能工业都有同样的问题,即每一天都会有成千上万条报警,但大部分的报警是没有意义的。在传统模式下,管理员看到那么多报警会麻木。怎么样能够更好地运用数据分析的手段,把真正重要的报警抓出来,并且产生关联?目前在工业领域这一手段会逐渐增多,现在大约有30%的行业做到了这一点,在近期业务上面报警管理是一个很大的突破。
那么从技术角度来讲,更有意思的一个是故障预测。这个各个行业不一样,有的行业简单一点,有的行业如果你真正解决这个问题,后边的价值是相当巨大的。越到后面,可能也就越难。到后面的运营和生产优化,尤其在考虑到智能电网行业的话,真正要把这一点完全做到可能都不是一年两年的事情。
工业智能不止是对于数据的分析和应用,它基于工业4.0的前提,和工业4.0是相辅相成。
第一是设计和工程组态方面。从产品设计开始,工业4.0我们强调的是要把产品和设计紧密连接起来,一个数字双胞胎的概念 。数字双胞胎是什么?简单讲就是一个集成数据模型。拿风电做例子,我可以做一个完整的物理模型,模拟风吹过来所有部件是怎么运作的、是怎么损耗的、发热点在哪里,这些都可以通过数字模型来模拟。
PLM软件以数字化方式创建和验证完整的产品和生产运营过程
第二点,自动化运行。一想到智能制造,就肯定会以自动化入手。现在数据采集手段大部分也都是通过自动化运行系统。自动化系统某种程度上已经是物联网的基础,在这个基础上再附加一些额外的传感器,数据的来源就存在了。
最后是维修和维护。如何把这些数据通过服务提升用户一定的价值?从大数据分析的角度上来说,利用数据来做维护、维修这个我不用提了。怎么通过自动化来采集数据这个也是显而易见的事情。
数据双胞胎有一个很有意思的案例,可以用双胞胎来训练神经网络,像AlphaGo可以通过和另外一个AlphaGo下棋来学习。我们不需要在一个真正的风电模组上来不停地试参数,而是可以通过一个好的数字双胞胎。
现在的数字双胞胎技术是非常可靠的。举个例子,美国送到火星上的机器人用的就是西门子的技术。送到火星的机器人没有办法测试到底会不会在火星上出问题,所以它所有问题的模拟测试和演练都是在软件里进行的,这是非常成功的一个案例。
成果与案例
从西门子角度来说,智能数据覆盖了我们所有的客户领域,从发电,发电厂的燃气内能机,智能电网,工厂医院包括可再生能源,我们交通领域以及楼宇。
西门子智能电网工作原理
西门子认为的核心竞争力是领域知识,加上对产品的知识,以及我们内部的数据分析能力,但是在数字化环境下,没有一个公司可以单打独斗,靠自己一个人的力量把所有的需求全都满足。未来西门子会采取一个开放合作的态度和中国的其他企业合作,最后达到一个新的业务模式。
我们做了20多年,案例非常多样化,用的技术手段也都不一样。比如说,所有人都知道西门子有一个工业4.0工厂在德国安贝格,当然成都也有一个,是它的双胞胎。在安贝格,所有能源的分析、消耗都是通过神经网络来完成。
西门子成都工厂的柔性混流装配线
我们在全球30个钢铁厂也用了一些在线神经网络学习以及分析应用,来控制钢铁厂的能耗。
发电厂的话,我们最近在推这个业务。比如说一个燃气热能机上面有5000个传感器分分秒秒在产生数据,我们通过这些数据来保障发电厂的运营。
我们在维也纳正在和政府一起建造一个完全新的智慧城市,不管是分布式发电、智能电网以及智能楼宇,全部都是新的,政府负责投资运营这样一个新的城市。
西班牙的高铁是一个很有意思的案例。西班牙的高铁公司有一条线从马德里到巴塞罗那的,而从马德里到巴塞罗那的航班很多,就像京沪线一样,这个钢铁面临和航空公司竞争的挑战。后来它公布一个政策,在这条线上如果延误超过15分钟,全额退款。这个高铁线到现在是非常成功的,背后是西门子提供的服务和担保,担保99%的准点率。
西门子在北海的风力发电厂
风电我刚才讲到,风电利用了一个深度学习网络,西门子在北海的风电全部联网,用神经网络来控制。神经网络通过风电的数据双胞胎,在很快的时间把算法都学习出来。
最后再讲一个很有意思,有些前瞻性的问题。在一个电网中,要能够可靠地定位在电网的哪个地方出现了问题,用常规方法大概只能做到80%。我们利用了深度学习技术对历史故障事件学习,通过已经分布在电网中的继电器,来更好地判断电网出了什么问题,出在哪个地方等等。学习算法已经嵌入到我们标准断路器的产品中。
将来人工智能不再是单个的、集中的大脑,这些算法会慢慢遍布到日常小的断路器里面,在每个普通的部件里面有个小的AlphaGo在里面跑步,甚至彼此交流。我们希望即使是一个看似普通的小设备,背后也有一个人工智能的算法在后面,解决一些传统手段做不到的问题。
西门子官网上的宣传语
合作与生态
以上就是今天我想要介绍的比较成功的西门子案例。更多的,比如我们谋求和百度能够的合作点,需要去找到更多的痛点在哪里,用户的价值在哪里。技术手段目前来说已经非常丰富,我们缺的是怎么去找到,怎么通过技术解决客户痛点。
谢谢大家。
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