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工业智造——夷之长技

     制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。我国在2014年就提出了“中国制造2025”,并且很快由城市试点提升至国家级。经过这几年的发展,虽然工业未来发展的最终形态仍然未知,但是通过分析国内外工业发展的趋势,不难发现这其中存在的几个关键词:网络化、智能化、分散化。在国外引领工业发展的代表国家是美国和德国,从中也可发现这些国家一些共性:拥有雄厚的工业基础;拥有先进的网络信息技术。虽然这几年国内互联网技术发展迅速,在居民消费领域涌现出一批优秀的应用,极大地提高了互联网经济。但是也应看到,我们在互联网基础研究上与国外先进国家的差距还比较明显,先进制造业上的差距更大,当然这也有许多历史和世界环境因素的影响在里面。在“中国制造2025”计划的推动下,我国已经在互联网和制造业互补互拉的道路上做了很大的努力,国内互联网巨头们也已经探索多年,取得不少成果,例如阿里巴巴在工业生产中将网络信息技术应用,覆盖了市场,生产,管理等全部环节。因此我们不得不面对自己的不足,努力创新,同时也应学习和吸收国外先进的知识。“他山之石,可以攻玉”,为此本文将会介绍一个概念和一些现在较为成熟的国外物联网或智能云平台。

      1分散式制造的概念

      分散式制造业改变了我们长久以来制造产品和递送产品的方式。传统的制造业是将原材料收集到一起,在一个集中化的工厂里面组装成完全一致的成品,然后再派发到客户的手中。但是在分散式制造业中,原材料的装配和制造是去中心化的,最终制造出来的成品地会离客户非常近。从本质上来说,分散式制造业就是利用数字信息科技来替换大部分的传统物资供应链。比如一部手机,传统方法,是由工厂统一采购各种配件,然后装配好统一发货到经销商,再由经销商出售给用户。而数字化后的分散式制造,电脑会先按照客户的需求将手机分割成若干模块,然后各个模块会有好多家供应商,电脑会自动优选供应商,然后再选择用户附近的制造商进行组装。

     2 美国互联网平台

     2.1 微软Azure

     Windows Azure的主要目标是为开发者提供一个平台,帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。云计算的开发者能使用微软全球数据中心的储存、计算能力和网络基础服务。Azure服务平台包括了以下主要组件:Windows Azure;Microsoft SQL数据库服务,Microsoft .Net服务;用于分享、储存和同步文件的Live服务;针对商业的Microsoft SharePoint和Microsoft Dynamics CRM服务。Azure是一种灵活和支持互操作的平台,它可以被用来创建云中运行的应用或者通过基于云的特性来加强现有应用。它开放式的架构给开发者提供了Web应用、互联设备的应用、个人电脑、服务器、或者提供最优在线复杂解决方案的选择。Windows Azure以云技术为核心,提供了软件+服务的计算方法。 它是Azure服务平台的基础。Azure能够将处于云端的开发者个人能力,同微软全球数据中心网络托管的服务,比如存储、计算和网络基础设施服务,紧密结合起来。

     2.2 通用电气公司Predix

     Predix的起源传统意义上OT技术是用于对机器设备的监视和控制,但通用电气公司眼中的OT技术已经超越这些概念,将机器设备与云服务连接,通过数据的分析可以帮助进行设备故障预测和整体健康程度的评估。通过融合IT和OT技术,通用电气公司正在重新定义工业自动化。通用电气公司通过内置的传感器对机器设备的数据采集已有多年,但这些物联网前的传感器主要用于对设备运行实时性能的监测,比如显示某一特定测点的压力值,设备专家通过监视各测点的数值从而推断设备的性能,然后这些实时数据就被丢弃,不再进行收集存储。机器设备产生的海量时间序列数据与社交数据和交易数据差别很大,针对工业数据的存储、分析必须针对性地进行优化,以帮助理解机器设备的行为表现。为了处理这些海量的数据集,通用电气公司需要一个新的平台来安全连接设备并分析数据,就这样在2013年,一个基于云计算的软件平台Predix被开发出来。不仅仅通过运营数据分析降低设备的服务成本,也通过这些运营数据有效指导产品研发的改进。Predix的四大核心功能是链接资产的安全监控,工业数据管理,工业数据分析,云技术应用和移动性。

     2.3亚马逊AWS loT

     AWS IoT 可在连接了 Internet 的设备 (如传感器、致动器、嵌入式微控制器或智能设备) 与 AWS 云之间提供安全的双向通信。这样,您变能从多台设备收集遥测数据,然后存储和分析数据。您也可以创建令用户能够通过手机或平板电脑控制这些设备的应用程序。

  • AWS IoT是一款托管的云平台,使互联设备可以轻松安全地与云应用程序及其他设备交互。
  • AWS IoT可支持数十亿台设备和数万亿条消息,并且可以对这些消息进行处理并将其安全可靠地路由至 AWS 终端节点和其他设备。应用程序可以随时跟踪所有设备并与其通信,即使这些设备未处于连接状态也不例外。
  • 使用AWS Lambda、Amazon Kinesis、Amazon S3、Amazon Machine Learning、Amazon DynamoDB、Amazon CloudWatch、AWS CloudTrail 和内置 Kibana 集成的 Amazon Elasticsearch Service 等AWS服务来构建IoT应用程序,以便收集、处理和分析互连设备生成的数据并对其执行操作,且无需管理任何基础设施。 3.1 西门子MindSphereMindSphere向下提供数据采集API,即插即用的数据接入网关MindConnect,支持开放式通讯标准OPC UA,支持西门子和第三方设备的数据连接;向上提供开发API,方便合作伙伴和用户开发应用程序。
  • 通过对比美国和德国的主流云服务及工业物联网平台,对他们平台的共有特点进行如下归纳:
  • MindSphere是西门子推出的基于云平台的物联网操作系统。基于该操作系统,西门子希望帮助客户完成数据的采集、传输、存储、分析及应用。具体来说,底层的云基础设施将与多家云服务商合作,西门子将重点构建操作系统,提供开放的能力接口,一方面吸引行业客户或软件开发者开发更多的工业APP,一方面将这些APP推荐给更多的客户使用。客户可以根据自身需求选择相应APP对工厂运营数据进行分析,实现对生产线的智能控制,比如进行预测性设备维护、远程故障诊断、产品追踪等。

3 德国物网平台

  • 创建和管理客户;
  • 在平台创建、管理、编辑资产;
  • 通过一定协议收集现场设备数据,并传送到平台;
  • 可视化和更新数据(时间序列);
  • 展示数据点,开启资产的状态请求;
  • 管理在线资产和规则引擎;
  • 开发新应用。

     4 总结

     十八世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛。“工业智造”给我国带来一次赶超世界机遇的同时也带来了巨大的挑战。现在瓜分工业制造业市场的战斗已经打响,西门子、微软、因特尔、通用、亚马逊等国外巨头已经在工业互联网领域开展了深层次的合作。我们要想在这个领域挣得一席之地,要想不受制于人,必须努力创新,增强对互联网基础设备和工业互联网平台的研究,不能只急功近利地去开发表层应用而忽视了基础核心。我们需要与强者的合作,但是我们更应该有强大的自主创新能力,来确保核心优势。

 

2018-08-03T15:46:35+00:00