物联网与智能制造
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5.3 平台技术在智能制造中的应用

5.3.1 概念与内涵

随着物联网技术的不断成熟,物联网平台作为设备、信息、数据交互的核心要素,已经成为企业布局的新机遇。物联网平台能够避免一些应用形成的信息孤岛,推动物联网企业之间广泛合作,繁衍出更多质量更高的网络服务。同时,物联网与大数据、边缘计算、云计算、雾计算等技术的深度融合,也成为物联网能够稳定持续发展和产业规模不断扩大的基石。

随着传感器价格的不断下降和物联网解决方案逐步在行业的部署,物联网产业将从硬件不断向软件和服务转移。物联网平台作为服务提供的依托,其产业价值得到初步显现。据统计,全球知名物联网平台数量已超360个,近70%于2013年后出现。物联网平台的营收规模也保持高速增长,2015年已达近3亿美元,2020年将超过16亿美元,增速达到33%。特别是随着工业互联网的快速升温,各类型物联网平台发展呈爆发式增长的态势。

5.3.2 技术特征

在图5.5所示的物联网平台技术架构下,平台建设具备以下几点要求。

① 兼具平台层和边缘层功能。

② 兼具平台层和边缘层功能,应用领域不局限于单一领域。

③ 可以提供多行业云计算和大数据解决方案。

④ 感知层功能:与IT企业合作提供多行业解决方案。从功能框架来看,物联网平台从底层到上层分别提供设备管理、连接管理、应用使能和业务分析等主要功能。平台服务商大多面向单层功能构建平台,如智能硬件厂商专注设备管理平台,网络运营商专注连接管理平台,IT服务商和各行业领域服务商等专注应用使能平台和业务分析平台。此外,随着物联网在行业领域的应用不断深化,平台连接设备量巨大、环境复杂、用户多元等问题将更为突出。因此,连接灵活、规模扩展、数据安全、应用开发简易、操作友好等平台能力也成为未来平台建设的主要发展方向。

图5.5 物联网平台技术架构

5.3.3 典型应用

Predix是GE推出的针对整个工业领域的基础性系统平台,如图5.6所示。这是一个开放的平台,它可以应用在工业制造、能源、医疗等领域。

图5.6 Predix平台架构

Predix平台架构分为边缘端、平台端和应用端。其中边缘端提供了Predix Machine的开发框架,支持开放现场协议的接入,并增强了边缘计算的功能,由合作伙伴开发相应的设备接入和边缘计算的功能。平台端Predix Cloud是整个Predix方案的核心,围绕着以工业数据为核心的思想,提供了丰富的工业数据采集、分析、建模及工业应用开发的能力,集成了工业大数据处理和分析、Digital Twin快速建模、工业应用快速开发等各方面的能力,以及一系列可以快速实现集成的货架式微服务。应用端为各类工业设备提供完备的设备健康和故障预测、生产效率优化、能耗管理、排程优化等应用场景,采用数据驱动和机制结合的方式,旨在解决传统工业几十年来都未能解决的质量、效率、能耗等问题,帮助工业企业实现数字化转型。

海尔COSMOPlat作为首家国家级工业互联网示范平台,是因为COSMOPlat在模式、实践、全球化复制3个方面表现突出。COSMOPlat是一个将互联工厂模式产品化、社会化的平台,其特点有3个:用户全流程参与大规模定制体验;全要素互联互通;开放、共创、共赢的诚信生态。它将互联工厂生态系统中交互、定制、研发、采购、制造、物流、服务7个全流程节点,输出为7个可以社会化复制的系统应用,形成包括协同创新、众创众包、柔性制造、供应链协同、设备远程诊断维护、物流服务资源的分布式调度等全流程的应用解决方案。帮助企业实现全流程的业务模式革新,精准抓取用户需求、精准生产,实现高精度、高效率的大规模定制升级转型。

沈阳机床集团还推出了智能云科iSESOL平台。平台得益于沈阳机床自主研发的i5技术,已经接入数千台i5智能装备,目前平台已经实现了全部6种类型的i5智能机床的接入,已经具备了完善的金属切削加工能力。

INDICS(Industrial Intelligent Cloud System)是中国航天科工集团公司于2017年6月15日正式发布的工业互联网平台。它是以工业大数据为驱动,以云计算、大数据、物联网技术为核心的工业互联网开放平台,可以实现产品、机器、数据、人的全面互联互通和综合集成。INDICS平台能够提供涵盖IaaS、DaaS、PaaS和SaaS的完整工业互联网服务功能,适合不同层次、类型、规模的企业;可支持各种工业设备接入、集成各类工业应用服务,构建良性工业生态体系,使制造管理更加便捷高效;构建了涵盖设备安全、网络安全、控制安全、应用安全、数据安全和商业安全的工业互联网完整安全保障体系。