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前沿新兴应用:服务型工业物联网平台

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供稿:中国工控网 2016/5/26 10:02:52

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  服务型工业物联网平台

  2016年,伴随着《中国制造2025》战略的大幕徐徐拉起,以大数据、数据分析及物联网为核心的工业物联网(Industrial Internet of Things)技术将更深刻地影响企业所处的商业环境及其运行方式。随着虚拟和现实世界的不断融合,越来越多的企业已经逐步意识到:蓬勃发展的各种服务类型、不断涌现的竞争对手及其先进的业务经营方式,将彻底改变产业的原有面貌。

  一、工业物联网助力企业转型

  我们认为,工业物联网将成为企业未来新的业务增长点。它可以显着提升企业运营效率,通过收集、分析大量的机器传感器数据并从中获得信息,各行业的领先企业正利用产业物联网实现资产与运营的优化。除此之外,工业物联网还将帮助企业获得增量收入及新型收入,即企业利用产业物联网从单纯提供产品转型为提供“产品+服务”的混合商业模式,通过智能、可联网的产品生成数据,并以此提供数字化服务。具有创新思维的企业已经开始行动起来,不再仅仅满足于产品的生产,而是通过提供全新的服务进入新市场,获得新的收入来源。

  二、工业物联网平台框架

  工业物联网平台包括核心数据平台、应用基础平台、行业应用和外部接口四部分。

图1:天泽信息的工业物联网平台框架

  核心数据层主要管理设备的接入,进行数据的实时和离线处理,存储海量设备数据,以及对分布式计算和存储资源的管理。核心数据层是进行大量终端接入和大数据处理的关键部分,采用了多种业界主流的分布式数据处理技术,满足工业物联网应用场景的需求。

  应用基础层提供行业应用共同需要的基础部分,包括了设备接入协议接口的定义,统计模型的定义,设备属性元数据的定义,对设备访问权限的控制,SIM卡管理和通信费用的查询,定位、历史轨迹和电子围栏等GIS公共组件。

  外部接口可以将平台获取的设备数据通过REST API开放给外部应用,并可调用第三方接口抓取外部数据整合到工业物联网平台。

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  三、工业物联网平台服务内容

  (一)面向客户的工业物联网服务

  按照传统模式,如果企业只销售产品,客户往往只有在需要维修的时候才会与企业发生交互,而当运用了工业物联网平台之后,企业将建立更广泛的客户接触点,进而提升客户的忠诚度。

  工业物联网平台可实现客户服务的智能化、自动化能力,对各种维护记录、故障状况、停机占时、修机工时、修理费用、备件库存等信息进行收集、分析,准确对故障进行判读溯源。

  随着设备监测和诊断技术飞速发展,企业也要求对其污染、噪声、腐蚀、漏气、温度、粒度、数量、声音、重量、震动等情况进行检测;此外,当设备出现问题后还需要采取现代的手段快速定位设备存在的问题并提出维修方案,提高设备使用率,降低生产成本。

  在设备状态的预知方面,包括剩余寿命预测、性能退化趋势预测、故障预测等,通过对设备状态的检测及数据分析,可针对设备可能出现的故障问题进行事先的维护处理,尽量防止故障的发生。基于天泽信息所研发的工业物联网及大数据平台,对设备状态进行模量化分析,以完整的评价体系为基础,提供最优化的设备维护方案。

图2:天泽信息数据平台根据采集设备工况所作出的分析

图3:平台对故障的诊断及反馈

  (二)面向生产的工业物联网服务

  通过企业现有设备或设备信息采集终端收集的状态数据和生产数据,实现生产过程中设备联机透明化,实现对于生产过程中作业状态、生产产量、生产效率、生产能耗的实时监测,从而实现真正意义上的虚拟化、可视化。其中包括了如下几部分:

  在设备透明监控方面,通过信息采集设备对多种工业设备提取工作状态,如振动、压力、温度、电压、电流等,同时也可以对历史数据做进一步的数据挖掘,以确保设备综合效率。并通过智能预测,指导制定设备维护策略,以有效降低管理成本。通过数据整合平台、预测分析和可视化工具进行信号处理和特征提取、评估、性能预测和故障诊断。利用可视化工具,可通过雷达图、故障图、风险图和健康退化曲线有效地传达生产信息。通过视频数据智能分析和电能参数采集,实现加工件数量和平均能耗的机器计算,实现生产线的流水作业智能化统计、生产过程工序监控,取代了传统人工统计方式,最大限度的实现生产型企业的信息化、智能化,准确统计设备利用率,从海量数据中分析出制约生产的瓶颈原因所在。

  在生产过程监控方面,通过对企业生产过程实时监控,帮助用户实现透明化生产过程管理,实时获知设备运转情况,了解在制品的加工和装配过程,减少异常处理时间,弥补了产品生产时,由于缺件、倒线所造成的工时空耗和空线现象,提高准时完工率和交货率,提高生产线上的工时利用率和生产效率。根据实时的生产进度制订准确、科学的生产计划,全过程实时状态跟踪,准确了解在制品的工位位置和状态信息。

图4:天泽信息为某大型集团装备车间定制的工业物联网方案及数据平台

  (三)面向决策的工业物联网服务

  对于企业决策者而言,企业自身所在产业链是由设备制造商、供应商、经销商、服务商等相关企业组成的庞大网络,用传统方式犹如盲人摸象很难准确把握企业运行状态。基于大数据的工业物联网对产业链数据进行挖掘、分析、整合,降低产业链的运营成本、实现产业链协作中复杂信息交互,提高产业链上下游企业的协作效率,降低企业信息交换、传递和获取的成本,促进了业务数据的积累。将大量的业务数据迅速转换成可靠的信息,发现数据背后隐藏的知识,找到潜在的规律,从而提高决策质量,把握和发现市场机遇,提升企业的竞争力。

  抢先占领市场制高点的巨大诱惑,正推动企业计划在产业物联网方面加大投入,竞争的大幕已经徐徐拉开。要想在未来的数字市场竞争中真正的把握先机,企业需要大胆的颠覆传统的思维,在利用产业物联网优化运营的同时,勇于拓展以数字化服务为基础的混合商业模式,让新的生产方式与新的服务模式助力企业创造新的业绩。 

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