物联网解决方案之工业物联网实践及应用

2018-09-07 598来源:中亿物联网 分类: 解决方案

  工业是支撑我们的生产生活的一个非常重要的产业,工业的生产效率将直接影响整个社会的整体运转,从工业诞生之始,人们就开始想方设法提高生产效率,所以工业物联的概念由来已久。随着物联网的产生和不断发展,现在,像中亿物联网这样的物联网解决方案研发者,已经可以利用物联网及相关的科技成果,很好的解决工业物联网领域的各种诉求。


物联网解决方案之工业物联网实践及应用


  行业背景


  在讲工业物联网之前,我先和大家交流一下什么是工业互联网?怎么定义的?工业互联网这个概念应该是很早之前就已经产生,是GE最先提出。GE把工业互联网定义成一个全球的工业系统与高级计算和分析传感技术,以及互联网技术高度融合的一个产品。


  关于工业物联网体系架构,中国工业互联网联盟做过一些报告。关于工业互联网定义是指工业互联网和新一代信息技术与工业系统,全方位,深度融合形成的一个产业和应用生态。工业互联网的本质,我个人认为就是将控制系统、信息系统,产品及最终用户之间形成网络互联。


  依我个人的观点,我认为工业互联网应该由七大技术组成。围绕着第一个技术就是基础的网络技术;第二个是大规模的数据存储技术;第三个是远程监控技术;第四个是数据分析技术;第五个是机器学习技术;第六个是传感器技术;第七个是网络安全技术;


  基础网络,我理解它是指的像NB-IOT,Lora,LTE等这一类的基础通信网络。不只是工业互联网基础应该也是整个物联网的一个基础。物联网的发展很大程度取决于现在这种基础网络建议的成熟度。


  原来的工业信息化最大的问题就是数据存储的量,历史数据存储有限。原来导致大部分的工业数据都是基本上存一段时间的数据而已。大量的历史数据是没有真正的利用和沉淀下来,而到了工业4.0和工业物联网这个阶段,大规模数据存储就是一个必然趋势。


  关于远程监控,原有系统基本上还处于局域网内监控系统,很少有做到远程监控,而远程监控的充分实现让工业4.0的远程运维有了可实现性。


  前三点我认为只是一个基础,最核心的应为第四、五点。第四点主要是针对于数据分析。大量数据存储下来以后最重要的是利用这些数据挖掘出有用的价值——这就是数据分析起到的价值。另外一个根据历史数据的积累,产生预测或学习到未来工艺改进或产品升级的方向——这就是第五点机器学习的方向。最后第六点与第七点也是非常重要的点,第六点主要指的各种设备利用各种传感器收集各种数据。


  第七点网络安全,也是非常热门的话题,包括两个方向,一个信息安全,一个是信息私密性。如果工业互联网无法解决这个问题将来会遇到很大的挑战。


  那么工业互联网都给企业会带来干什么价值,我个人把这个价值先归纳成为三点,当然我认为还远远不止啊,今天我们重点说这三点:


  第一点通过工业互联网能给远程和分析提供技术基础。通过远程服务能够提高服务的效率,有效地降低运维成本。同时通过预测性服务可以合理的规划库存,进行有效的人工排单,最重要的通过预防停机可以减少由于宕机带来的巨额的机会成本。远程维护,其实我认为最核心的内容就是要提高他的预测性,并且这个预测要可靠。


  第二点通过工业互联网还有一个很大的价值,要提高这种能效的提升。通过历史数据的收集,合理的分析工艺,进行产线的优化,最终形成最优的工业组成。这点也是整个工业互联网里边最难实现的一个点,要实现这一点需要打通上下游各个层面的东西,需要不仅仅是通过数据分析的技术,还要通过原有的一些工业技术,联合双方共同来做这个事情。


  最后一点,通过工业互联网能够形成这种协同制造。我理解这种协同制造主要是要融合上下游资源要达到企业内的协同;企业和企业的协同;企业和用户的协同;企业和最终产品之间的协同。


  以上三点是我理解的工业互联网给企业带来的最大益处。


  产品介绍


  中亿物联网把整个物联网分成了四个层面:


  第一个层面,设备层面。设备层面需要通过更加明确的自动化手段,让设备更加智能。通过加装各种各样的传感设备,让数据的收集、采集以及监控更容易落地。


  第二个层面,平台层面。这个层面就是通过采集各种各样的数据将各种各样的数据进行汇总,汇聚,最终提供各种各样的业务接口。让各种应用如App、外部系统可以读取相关的数据。同时要做到开发成本降最低,整个系统成本最低。


  再上一层就是数据层。当平台完成数据收集以外,这时候并不能最终体现整个物联网的一个价值,必须通过一定的数据分析手段,把这些价值充分的挖掘出来形成最终的分析结果才有效果。

在数据分析之上,我们认为就是各种样的业务层。不同的领域应用是不一样的,我们中亿物联网通过一些产品的积累会提供一些解决方案样板。供相关企业使用该样板去完成自己的平台最终的建设。

我们Matrix平台就是物联网的一个通用的PaaS平台,在应用开发,会提供基于安卓,iOS系统各式各样的API接口。同时提供数据存储、数据加密、帐号等通用的物联网组建,利用Matrix平台可以快速的实现产品的物联网化。


  Matrix相当于物联网的平台层。在数据层我们提供Inspire大数据分析平台和Genius统一的运营管理平台。其中,Inspire平台主要提供数据分析服务,可以支撑海量的数据的快速分析。Genius统一运营平台可以让用户通过一些配置就实现运营管理需求。


  Matrix本质上是一个PaaS平台。所谓的PaaS就是提供介于IaaS和SaaS之间的一层服务,他将一些软件的通用功能做成平台化,让产品调直接调用。本身的Matrix包含了三大SDK体系:

第一个SDK就是设备SDK。在这个SDK上我们提供OTA功能,设备长连接功能,设备短链接功能,一些设备安全传输的机制。通过这个SDK可以很容易的让设备实现网络连接。现在已经支持MQTT、CoAP等多种物联网通用的技术协议。


  App端,我们会提供各种基于安卓、iOS的SDK。这样可以让用户直接享用一些如帐号体系这类的通用组件,无需自己再开发相关的组件,让开发者很快的利用这些SDK去完成App开发。除App端,我们还提供服务端SDK。可以让企业的开发人员很容易的去开发一个基于企业运维管理的系统。


  这些SDK,我们产品对用户可见的部分,而我们产品最核心的部分应该是整个系统架构。它包括几个方向,一个是海量数据存储管理,一个是设备的安全稳定的连接管理,第三个就是整个网络的安全管理,第四个就是自动化运维体系。


  同时我们提供一套叫UDS的服务。利用这种UDS服务可以让用户定制一些云端业务。UDS,全称是用户自定义服务,是基于我们整个的一个云端Matrix开发框架来实现的。你可以理解成他是一个windows下的MFC,是一个应用开发框架。在这个开发框架上,用户可以快速的实现自己所需要的定制化云端服务。


  这是我们整个功能的一个分布图。我们的公有云服务是架在传统的IaaS服务之上的。也就是说阿里云,AWS,都是我们中亿物联网的服务提供商。我们在这之上构建了我们整体的PaaS服务。


  Inspire平台可以理解成是一个大型的数据计算器。可以将数据进行快速的清理分类统计。我们将一些常用的统计模型和基础的分析功能都会组合起来,放到平台之上。让客户免于开发就能享用这些应用组件。同时整个Inspire采用MPP的技术架构能够快速处理上亿行的数据,同时能支持千万的并发规模,可以实时的完成数据处理。在常规的大数据分析基础上,我们还增加了机器学习模块。可以让用户快速的完成一些机器学习算法的实现。同时我们Inspire平台也会支持这种用户的自定义的计算任务的开发,也会采用这种PaaS的模式提供一些开放接口。用户可以跟我们开发接口开发自己定制化的一些应用服务放到我们平台之上去运行自己的业务逻辑。


  Inspire的适用人群十分广泛的,他包括企业的负责人,设备的运营人员,数据分析人员,研发人员。各种人群都能在Inspire获得自己想要的数据分析内容。


  总结来说,中亿物联网工业物联网产品主要是在六个方面为客户提供服务,降低开发的门槛和周期,通过这种PaaS开发模式,一方面提供丰富的组件,另一方面提供足够的灵活性。让产品可以很容易的满足各行各业的企业需求。同时采集分布式和列式存储器让整个的物联网的数据存储性能得到极大的提升。


  刚才主要说的是我们两个标准化的产品。我们的所有的客户都是使用这两个产品完成最终物联网应用开发。除此之外,我们基于这个平台推荐客户的一些软件架构的层面实现方式。比如刚才那张图就是表明了我们对一个工业物联网应用的一个整体产品设计方案。


  整个工业物联网系统,我们分成七大部分。最底下的是一些权限的控制。因为不同的用户对产品,对工业互联网的应用的诉求是不一样的,所以必须通过有效的权限控制和功能划分让不同的角色可以使用不同的应用。在权限管理上面还有一层设备管理模块,设备管理模块主要是做设备的整体管理,包括工况的监控、历史数据的监控、位置的监控报警、故障报警的监控。


  除了设备管理模块,还有一部分是产品生命周期管理。这部分包括周期性的维保。维保派工,设备折旧统计,故障统计等一系列产品生命周期的管理模块。


  在这两层之上,还提供这种远程调试模块可以实现设备的在线升级、远程锁机、远程调参、设备日志收集等一系列远程调试的功能。同时还支持这种收益分析模块可以有效的帮助企业去分析产品的收益。做好成本的管理和能效的分析。还有合同管理模块,通过不同的合同管理模块,让一企业对自己的客户做好有效的管理和使用统计。


  以上,中亿物联网的技术人员,从专业的角度,对工业物联网的本质作了详尽的分析介绍,希望对工业物联网也的伙伴们有所帮助。另外,如果您在工业物联网领域有物联网解决方案方面的需求,可以找正规的物联网公司来为您设计解决,既可以节省宝贵时间,有能够得到专业的服务。