【第九届中国云计算应用论坛】和利时宋刚:工业互联网与智能制造

2019-01-18 09:58:41  来源:CIO时代网

摘要:2019年1月13日,由中国新一代IT产业推进联盟指导,CIO时代学院主办,CIO时代APP承办的 "第九届中国云计算应用论坛 "于北京大学中关新园隆重举行。
关键词: 云计算 智能制造
  2019年1月13日,由中国新一代IT产业推进联盟指导,CIO时代学院主办,CIO时代APP承办的"第九届中国云计算应用论坛"于北京大学中关新园隆重举行。宁波和利时智能技术有限公司副总经理宋刚进行了《工业互联网与智能制造》的主题演讲,以下为演讲实录:
 
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  宁波和利时智能技术有限公司副总经理   宋刚
 
  大家好!今天我跟大家交流一下和利时在工业互联网与智能制造的理解和解决方案。
 
  智能制造技术赋能传统行业
 
  首先提到智能制造,它主要包括三个方面:一是智能生产。智能生产是以智能工厂作为载体,它可以实现工厂内部、企业内部以及企业和企业之间,包括了整个产品全生命周期的互通互联。通过智能工厂,可以真正的实现无人工厂、实现快速定制化的生产,满足消费者个性化需求;二是智能产品。智能产品是建立在以产品互联为基础的前提下,实现了产品的监视、控制、优化以及自主的调节,包括自主的运算等。通过智能产品,客户可以体验到自主根据温度、周围环境来调节产品运行状态,能够实现生产节能、生产降耗,最终达到了用户体验更为完美、更为自动、更为智能化;三是智能服务。智能服务我们更多要依靠于产品、设备的数据采集,将这些采集的数据进行监视、控制,实现它的自诊断、实现远程运维,这样我们可以为客户提供更创新的服务模式。要实现智能制造更多的是要靠设计技术、制造技术、信息技术不断的提升。其中设计技术,最早是通过人工设计,后来通过电脑,随着设计技术不断的提升可以让我们设计的产品更贴近用户。同时在制造技术中不断地提升,从以前的机器化的大规模运作到工艺的提高,到机器人,VGV小车,也是制造技术的提升体现在智能制造方面。同时还要依靠信息化的技术,信息化技术不仅仅是现在已经用到的MES、WMX等等,更多是要用到今天所要讨论的工业互联网技术。这三个技术不断的提升直接会影响到智能制造的效果。而传统企业更希望用智能制造技术来去进行产业的转型和升级。特别是在思维模式、制造模式、组织和商业模式的发生改变。
 
  数据驱动的智能制造
 
  企业在生产过程当中产生了很多数据。我们以前更多的是考虑怎么把数据存下来、用什么技术备份,或者怎么样三五个月自动删除旧的数据。而在智能制造里面我们希望把这些数据真正用起来,挖掘这些数据的价值。第一步就是要实现数字化,我们只有把企业生产、工业生产和管理过程全面实行数字化才能够把数据进行利用。而数字化收集过程中分为纵向、横向端到端的集成提供了信息基础,基于数据质量、进度、成本、绿色化价值,引起企业管理层的变革。当我们在做数字化同时还会产生数据孤岛,每一个系统都做了数字化,但系统之间又都是相互独立的,我们需要考虑的第二步就是网络化。工业互联网恰恰是能够解决这个问题,它是一个基于统一标准的去中心化的分布式网络,就是每一个生产要素都可以成为工业互联网当中的一个节点。特别强调一点,我们是统一标准的去中心化的网络,只有按照一种标准,我们的数据可以在不同的环节进行相互的流转,并且进行统一的存储,这样就可以解决不同应用系统、不同硬件里面的数据孤岛,把它建在统一的工业互联网平台上。
 
  基于工业互联网平台,在未来基于这些数据有更多想象,可以为工业系统带来更多想象空间,所以我们也是需要通过数据来驱动智能制造的变革。刚刚提到的工业互联网是由云节点和边缘节点组成的分布式系统,每一个节点是数据和服务的提供者,同时也是数据和服务的消费者。在边缘侧通过工业互联网集成平台,可以把企业内部各个系统的数据进行统一的汇集,它就会变成一个数据的提供者。对于服务来说,在集成平台上面的这些边缘侧的服务也可以给云端数据使用。边缘侧的服务可以使用平台上面的这些数据,把这些数据进行控制和处理,再发送到企业级的不同系统。同时我们有不同的云,上面会用到大数据、云计算等技术,那么通过这些生产出新的数据,会发送到私有云(企业级的工业互联网平台),平台会开始消费这些数据,把这些数据真正应用到生产的控制中去,ERP系统,包括自动化控制系统。所以它会消费我们云端的数据,以及我们会把云端的一些服务也会下发到我们的企业级的边缘平台。这样的话就会实现云和端的结合的使用,这样可以让我们的数据和服务,不光光是在边缘和云端的交互,也可以是现在企业级之间的互通互流动。

       和利时数字工厂操作系统架构
 
  和利时公司是一家做工业自动化25年的公司,基于和利时25年的经验和知识积累,和利时提出"数字工厂操作系统"也就是工业互联网的平台。和利时的工业互联网平台有三层架构,我们在边缘计算层提供了低延时可定义工业网络。因为这里要求实时性高、时间是可定义的,要求你多长时间到达就一定要保证,所以我们在边缘层也是提供了工业级网络的服务。同时对于工业里面不同异构数据我们提供了异构数据集成平台,可以把机器数据、产线数据、信息系统数据全部进行集成、存储,并且提供了基于工业里面的安全,工业里面安全更多考虑到的是数据防篡改、数据传输的校验等等。在工业PaaS层我们提出了一套标准、一个集成开发环境、一个运行环境、一个运营环境。一套标准是工业开发应用的标准,包括工业数据标识、应用开发,通过这个标准我们可以开发出不同的工业里的应用;一个集成开发环境包含了工业里面的应用开发相应的工具、开发相应的服务;一个运行环境更多体现的是我们提供了这些工业应用的运行时的环境;一个运营环境是我们提供了一套工业互联网PaaS平台的运营环境。基于"四个一"之上我们可以帮助用户沉淀技术原理、行业知识、基础工艺以及模型工具等等,这些都可以帮助我们把工厂里面的这些知识、数据转化成平台上面的应用沉淀下来,这样的话很多的知识就不会依托于熟练的高级技工人员的流失而造成我们的经验丢失。
 
  和利时在工业应用SaaS层,也提供了相应的应用。从面向流程行业的火电厂的流程的应用到离散行业机器人方面的应用,都提供在了工业SaaS层。但更多的会把工业PaaS层开放给其他的用户,任何用户都可以基于工业PaaS层开发他自己的应用。
 
  智能制造的关键是智能生产,智能生产核心是智能工厂。和利时的数字工厂操作系统就是解决智能工厂的核心问题--生产运营数据。企业对于生产运营数据的使用是最为关心的,他希望了解更多生产运营数据,通过运营数据能够影响提升产量、减少运营成本。而基于工业互联网新型智能工厂的架构就是由边缘+云来组成。工业互联网平台是一个分布式系统,它实现了从边缘到云端的智能,它要具有数据采集,将企业内部、工厂内部的各种设备的数据进行采集,同时将不同系统数据进行统一的集成和存储,并且提供了数据的统一建模。数据建模是整个环节当中最关键一点,因为模型可以在各个环节中去应用,把模型发送给其他用户、发送到其他应用,大家进行统一使用。基于这个模型进行的数据分析,我们可以得到一些数据结果,再通过数据展示层面展示出来,这样企业就可以在边缘侧实现自学习、自适应、自调整,实现以客户为中心,满足客户需求的定制化的生产,能够快速地调节产线、调节设备运行状态,实行设备的自优化。
 
  企业管理人员可以用到云端的应用,从智能运维、质量控制、生产监控等,这些应用是可以随时随地的使用到,能够随时调整生产计划,这些都是依托了从边缘+云整体的智能工厂的架构模式。和利时在智能制造中重点的着力点是为了帮助大型企业构建企业和行业的私有云。在2025年国家规划了要构建10个左右的"双跨"以及行业级的工业互联网平台,企业在真正生产过程中对于数据安全性、数据保密性是非常看重的,可能在短期很多企业很难把自己重要的应用放到共有云平台上,那么企业更希望建立自己的私有云平台,特别是有行业特色的平台。对于和利时来说,就是要通过自动化的技术、数字工厂操作系统,给客户提供了在边缘层的解决方案,PaaS层的解决方案,赋能于企业建立自己的行业云平台。
 
  下面我跟大家分享一下我们在工业智能制造的案例。一个是基于大数据建模的火电机组优化控制,这是国内最大的火电机组。它所存在的问题就是它的发电功率经常是不稳定的。火电发电更多的是靠煤,通过煤的燃烧,而这个功率不断发生变化,以前都靠人调节,但是不同水平的操作工调节水平又不一样,所以会对煤耗产生很大的影响。后来我们就提供了边缘+云的解决方案,我们在火电厂的里面放了几台控制器去收集他们的历史数据,我们收集了三个月的历史数据以后拿到我们云端,在云端做离线学习和分析,然后生成算法和模型以后,我们又把它下发到企业内部边缘侧,在企业内部用这些算法和实时的数据进行了运算,产生的分析结构发送到DCS控制系统,实现自动调节和预测。通过预测发电功率反过来调节相应的煤、风、水等因素,这样可以在稳定发电功率不变的情况下可以减少煤的消耗量。
 
  第二个案例是离散行业,机器人,这个是我们给一个很大型的家电行业的客户做的项目。他自己里面有上千个机器人,来自不同品牌和公司。我们给他实现了十多个品牌机器人的数据接入和采集,比如说再来一个新的品牌机器人也可以进行采集,我们实现了对机器人相关运行状态的分析和实时诊断,同时这些数据和诊断结果可以发送到客户,同时也发送到机器人厂家里面去,这些厂家的专业技术人员也会提出一些维修的方案。
 
  对于和利时来说我们给客户的解决方案是端到端的。什么叫端到端,我们更多从工业自动化的最底层产品,实现了在工厂自动化层面的数据采集和控制。同时新的是在智能装备的设计和成套中我们现在做的也是非常的完备,同时我们给海底捞做了相关的服务。还有中药调剂设备,全国市场占有率达到90%。还有智能工厂解决方案,我们提供的是端到端的整体解决方案。
 
  和利时只专注于工业制造过程的数字化转型赋能,我们不已运营自己的公有云平台为主,我们是为了帮助企业建立自己的行业平台,赋能给客户。谢谢大家!

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责编:baiyl