朱云龙：物联网的工业应用

      图为：中国科学院沈阳自动化研究所主任朱云龙 (新浪科技 祁冀/摄)

      5月20日消息，“2011宽带通信及物联网高层论坛”今天在京举行，论坛由工信部电信研究院主办，本届论坛主题“宽带融合价值”。

　　文字实录：

　　朱云龙：大家下午好，物联网从RFID技术到现在大家都在谈物联网，谈各种各样应用。但是大家探索会发现一个问题，我们在谈物联网的时候更多发现他的应用场景跟公共服务有关，应用服务有关。结合这个我们问题做一些探讨，简单来看一下。大家看一下这张图，这是物联网前景预测，从经济，从经济发展这个角度来说带来一系列应用，但这里就很少谈到一个工业概念。

　　美国、欧盟，日本都在谈这个事，从这里看城市，交通，银行医疗等等工业界有密切关系，从这个层面上大家都来看，在工业层面可以看到，我们国内一个很重要的支柱产业。英国是一个以金融贸易为主，中国整个制造业是一个大国，物联网在工业里面到底是一个什么情况，等等这些情况，使我们深刻理解，物联网跟工业到底是什么关系，在工业里到底有没有广泛应用场景，这个问题我们可以简单看一下。

　　物联网与工业关系，一般讲工业我们一般会讲三个层面，一个是工业产品，一个是工业体系，还有一个工业能力。所有实际上我这里有工业体系，实际上工业产品只是一个表现，因此工业产品和工业体系才决定工业质量。从工业本身来看工业化的话，我们现在生产70万kb水轮机，生产大型石化设备，350km/h的列车。但是从这些层面来看，核心是工业装备，新型工业化和工业装备之间关系。新型工业化几大特征不多讲了，这里可以找到物联网和工业之间的关系，新装备是新型工业化的特征，既包括工作母机，重大设备，成套装备等硬装备，也包括支撑设计，制造，管理环节一体化软件系统看不见软装备，一个是硬装备，第二就是软装备。

　　在这里怎么体现出来？物联网英勇事迹上加快新型工业化的进程。有关新型工业化的定义大家都能看到相关报道，物联网技术在新型工业化进程中逐步使用信息技术，传感技术，使之渗透到工业化要素之中。包括工业活动，工业产品是提高工业素质和工业能力的过程，我们就把这个物联网定义在这个层面上。从这个层面上我们就能进一步发现这个是非常典型的一个案例，这个案例讲的是什么呢？我在一个装备设备上，大量无线传感设备使得各种制造加工都能采集到，从这个上面来看，通过物联网技术，传感技术来提升装备制造能力。

　　由此我们可以说，像物联网技术如果得到广泛应用，那彻底改变了工业企业一个基础设施，这个基础设施是什么样子呢？左边这张图大家看到，实际上是现在我们如果在企业里面，物联网和信息是相关的，其交叉网络一个信息。物联网另外一个情况，右边这张图通过一对多方式实现互联互通，这是我们一个比较看好的未来影响情况。因此，物联网技术既有可能改变了实际基础。

　　现在我们在企业搞信息化也好，我们要买计算机设备，我们要买软件，未来当工业水平提升到一定阶段的时候，我们新型装备达到一定程度的时候，可能我们要买大量标尺设备来购买企业的信息系统，也就是改变了企业的基础设施。更进一步说，实际上物联网如果是仅仅简单应用，可能对整个工业影响不会发生根本变化，因此他一定会在制造模式方式上发生转变。

　　我们讲企业制造管理有向扁平发展，在这个模式上制造模式一定会发生变化。大家在座各位如果关注工业一定知道，美国针对自己的实际情况提出敏捷制造，中国到现在实际上我们的模式在学术界也好，工业界也好，一直在学着西方发达国家的指导模式。物联网来了之后，有没有适应中国国庆的指导模式，一定会是制造模式应用发生变化。因此，我这里画了一张图，就物联网和工业的关系，三个层面不会发生本质变化。

      第一有制造装备向智能装备转变，这具有传感技术和MEMS技术之后使制造技术得以提升。第二我们在制造系统这个层面上，RFID技术和工业无线传感网络，加上工业应用软件，使得设备互联互通，制造过程检测物流时间等等对制造环境感知能力得到巨大提升。这样制造系统向制造感知系统发展，由此使得我们的企业管理向实时企业管理的方向发展。我们大家都知道在工业里我们可以分为两大类型，一个是过程工业，一个是理想制造业，还有一个半联系半弥散，过程工业实施管理更高一些，在理想制造业很难做到。实时企业管理已经提了很多年了，现在还没有实现，物联网很有可能会实现这个集成手段。

　　物联网在工业领域的作用我就不多讲了，这里有一个整个发基于泛在网络和传感器智能计算泛在感知信息化为主，以泛在网络为基础等等。物联网在工业领域应用，实际上已经实现，我不大家对物联网有每年感觉，当我没有物联网的时候，这些应用我也难做，但是有物联网的时候我们拿着这个概念可以看到，给大家一个什么感觉呢？这个物联网到底有哪些东西，能不能用，政策在推动的时候带来很现实的东西，他可以不计成本在推动这个事。但是在工业界不一样，如果让企业拿钱，一定带着产品品质提高，在这种情况下物联网在工业领域到底有没有用，或者未来有哪些用处都很重要，全球物联网在工业领域应用还处在一个规模阶段，而且是一个小工程应用。

　　比如在过程制造业，基于Mesh网络结构开发的无线网络已经成熟，趋于这个成熟应用再做一个小规模应用。包括生产过程监控，设备监控，安全环境等等这些领域。在离散制造业，实际再造各位如果你们关心工业会发现，离散制造更多看到几个例子，几乎都是RFID，原因很简单，RFID技术基本上已经成熟可用了，这是第一个原因。第二个原因在十一五的时候，科技部布置了一个RFID重大专项，这时候在整个科技部制定这个项目，这个项目作为重要项目就得到相关应用。

　　这张图实际上也是无线传感网络未来发展趋势，因为我们在工业领域我可以看到未来一个美好前景。下面我简单地介绍一下在几大行业目前我们所谓物联网在这里做了哪些工作，国内做了哪些工作。第一在钢铁行业，钢铁行业真正有实际用的，而且企业确实关注就几件事情，就是物质流，能效和环境检测。这个已经实际在做，借助无线传感网络进行管理。

　　这是在一个环境监控，无线传感可以解决，但是有线解决不了。像石油化工行业，比如管道监控，油田监控，提出数字化油田的应用，国内中石油也在做这个事。这张图实际上反映的是油田采油生态系统建设和传感网络，西班牙一家公司在横跨阿根廷科罗河上实现了这一应用。飞机制造业更多是利用弥散-离散技术，有关云计算环境，弥散-离散是射频技术，射频技术很可能泄密技术。因此在飞机这些军工企业不能使用，比如弥散-离散上记录了发动机每个月生产产量，这对在座各位并不关注，但这实际上如果军方发动机生产上，就意味着战斗机服役情况。

　　在汽车制造业这方面用的比较多一些，基于AGV的物料情况，上汽最先用的是德国的宝马公司。这是在燃气轮机远程动态监测与故障诊断，我们通过数据通信来进行解决。在纺织行业，纺织行业最早用的，实际上在服装行业这个标签上实现库存零售也好，欧美发达国家问题比较多一些。但是现在有非常好的趋势，服装向个性化方向发展之后可以定制，在定制换之下生产环境不一样，个性化定制怎么来做，利用RFID进行跟踪。未来真正利用场景是这样，高精度造船，大家不知道船舶制造，大家如果不细看以为利用到焊接，未来像机械加工利用模块化加工出来进行拼装，这是目前最高水平，成为高精准造船技术，物联网技术在这上面也会得到应用。

　　在仪器仪表行业，这个我简单说一下。在仪器仪表这个行业上，感知是传感网的基础，中国仪表行业也做了多年，我们来看一下这个数据。从2005年到2009年中国传感器平均增长长达39%，有四大领域，一个是工业过程控制，汽车电子产品，通信电子产品，还有消费电子产品，其中工业过程控制和汽车电子产品占42.5%，在这个里面压力传感器，温度传感器，流量传感器占的量很大，大部分都是国外。2010-2015年，无线传感器，MEMS传感器达到25%以上。国内情况分布是这么一个特点，基本上90%芯片从国外进口，工业自动化高档变送器用传感器100%从国外进口。

　　在这种环境下国内仪器仪表行业面临一个发展机遇，同时也是面对一个有困难，很多的核心技术在国外。到物联网，实际上我们在这里面大有文章可做。前面我简单介绍了一下在工业领域可能在哪几个方面，哪几个层面有可能有所作为，或者真正给企业带来实际效果。那么在工业领域应用预测，实际上如果说我们用RFID，用无线传感网，简单做一个应用这就是物联网对工业领域应用，如果仅仅这样的话，实际上说白了企业界不太认同，这就是作秀，做一个概念而已。

　　我们现在结合我们做的2050年选择的时候我们是这么来看这个事的，真正能改变工业领域应用有几件事情可以做。基于物联网工业和感知环境，现在我们在工业界用的都是有工艺文件，有设备进行加工，出了问题我们在来进行抽检进行调整。未来应该基于物联网感知环境，这个物流信息，公司状态性和信息都集中在一起，到这个环境下可能我对制造系统的生产效率更提高，我可能会对产品品质会提高，这是物联网我们认为可能会在这个层面上，如果发生作用的话，真正工业产生的影响。

　　第二大家看一下这张图，物联网的基础我们说感知。现在大家都谈到传感，中国是制造大国，在十一五的时候曾经想过在中日韩建立一个制造业物联网，做什么事？中国很多零部件技术，如果不贴上标签，这时候整个产品质量跟踪追溯，很有可能在这个面上进行更广泛服务，在这个领域可能是工业企业所关注的一个层面。

　　第三个简单把这个事情如何来实现物联网信息服务介绍一下。第三个层面，通过物联网技术真正把RFID传感技术加到企业中之后，使得感知制造和智能工厂成为现实。在90年代初的时候在座各位都知道日本搞了无人化工厂失败了，当时非常理想，实际上当时原因很简单，实际上离不开人。但现在很多生产自动化的设备确实已经不需要人了，现在我们在想如果说物联网真正很多感知生产环境中以都能感知，智能工厂就能实现，但是智能工厂前提一定是感知制造。

　　因此，我们认为工业领域的应用是朝着感知制造和智能工业领域发展。我归集一下，在工业领域应用，如果说制造模式的改变，对企业产品提升和生产效率提高，一定是在这三个层面上发生根本性变化，由制造装备向智能装备发展，由制造过程状态检测，物流的实时监控等。

　　我简单总结一下，在工业层面上有几件事情要去做的，或者要去关注的。第一个是RFID标签技术，在2000年左右的时候，RFID技术已经开始应用。我记得印象很深2005，2004年，沃尔玛提出在2006年全球RFID都贴上标签，如果真要这样前景非常美好。到2006年的时候失败了根本没有实现，原因很简单，每一个标签成本太高，根本就接受不了。低成本RFID标签技术，我们物联网真正应用的时候一定是物品，就像条码一样成本那么低廉才有可能实现物与物关联，低成本RFID标签才有可能。

　　在十一五的时候低成本RFID是什么样子，能不能把标签成本降低非常难，做到现在也就5、6毛钱，根本就没有很大流量。现在有一种技术，采彩印刷电子技术，如果工艺上没有更大的改变，低成本RFID技术就是一句空话。现有一种技术是什么呢？我用打印机的方式，因为芯片都是一层一层的我给打出来，像条码一样打出来，如果做到这个层面上，极有可能每个物品贴上一个基于RFID标签就成为可能，这个技术现在目前引起工业界，学术界，和投资界极大的关注，这很可能是一个大方向。

　　我们一直讲物联网站在产业制高点，制高点在哪里，技术制高点在哪里，极有可能在这个上面。第二是工业传感器与检测技术，高可靠，实时工业无线网络技术，这是必须要具备两个基本提出。还有工业感知信息处理与挖掘技术，当然这是后话，前面这几个是一个关键技术。这张图实际上我参加目前邬院长做的报告里面也在想一个事情，物联网你可以找到很多应用点都说是物联网没有问题，RFID也是物联网。但是你看每一个应用的时候产能不大，国家提倡物联网的时候希望能够拉动一个大产业，很都都做了但是没有应用起来。就像这张图很多不亮，有点像萤火虫就那么大一点点，因此我就在想夜晚星空我们在这里摸索就是这样子如何能做大，传感部分和RFID是一个关键，如果说把这个义务做大了，物联网应用才能真正提到整个产业上，有一句话“繁星点点，星光闪耀，物联网的工业应用将照亮整个物联网的夜空”，谢谢大家。