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網關和邊緣控制器不管用,邊緣云平臺才是制造業數字化轉型的“菜”

2019-12-18 10:07:53來源:航天云網 閱讀量:18371

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  【塑料機械網 熱點關注】 制造企業的數字化轉型應該從哪里開始?是從已經數字化程度已經比較高的管理部分開始,還是從數字化程度較低的車間設備、物料、操作端開始?
 
  顯然,如果僅在管理端實現數字化,相對于原有的ERP,MES等管理軟件不會有太大的變化,數字化轉型實際上也就無法深入下去。
 
  只有從工業現場的人機料法環等基本的生產要素入手,將這些生產要素數字化,網絡化,才能真正促進工廠的數字化轉型和未來工業互聯的實現。
 
  生產要素網絡化的難點
 
  對于工業基本生產要素的網絡化,目前很多工業企業在大多數場景下都采用網關將它們接入網絡,進行數據采集。這種方式看起來確實是將基本的生產要素聯網了,但是這些數采的信息也只能用于管理層,頂多算是讓管理層多了解了一些工業現場的信息。所以,本質上這些連接的目標仍然是管理層軟件。
 
  而且由于采用設備直接聯網的方式接入管理層,往往帶來很多副作用,比如設備網絡須與管理網絡連接、數采時間間隔的確定很難有明確的依據等等。
 
  行之有效的管控一體化系統模型
 
  真正將基本生產要素聯網的方法是直接進行CPS的物理世界與信息世界的映射。
 
  信息模型與物理模型之間應該實現雙向互動,既可以從設備獲取數據,也可以對物理設備進行控制。這樣的系統才能真正實現工廠的數字化。
 
  當然,完整的信息模型可能是非常復雜的,稱為數字雙胞胎。如果每個生產要素都要對應一個完整的數字雙胞胎,先不說目前的技術能否實現,增加的成本也是工業企業肯定無法接受的。所以能夠實現的信息模型必然是不完整的,僅能夠實現系統中基本的功能。
 
  那么系統中基本的功能是什么呢?就是要同時完成對物理設備的管理和控制,稱為管控一體化系統模型。
 
  傳統工業走向智能化的橋梁:智能執行層
 
  如果只能實現管理模型,那么它的應用也就限于管理層,如果僅實現控制模型或測量模型,那么它的應用就限于執行層。只有管控一體化系統才能實現管理層和執行層的對接,真正融合IT與OT系統。
 
  這一層次應該在傳統管理層與執行層之間,是傳統工業走向智能化的橋梁,可以稱為智能執行層。簡單的網關或邊緣控制器很難實現這一目的,采用邊緣云平臺的實現方式是較為合理的。
 
  它是以網絡化分布式系統為基礎的車間級工業互聯網平臺。這個邊緣云平臺應該以同時具有實時和非實時特性的物聯網為核心,通過網絡系統實現對外連接。由于它本身已經是云平臺,容易與云端(公有云或私有云)連接,如果在云端帶有基于智能網絡的協同生產系統,就可以真正實現跨車間、跨部門、跨地域,甚至跨企業的生產協同網絡系統。
 
  它也可以比較容易地與ERP,MES等管理軟件連接,甚至作為管理軟件的基礎運行平臺。所以顯而易見,這個邊緣云平臺的實現和部署是已存在的大量管理平臺和軟件實現賦能工業的基礎。
 
  工業未來航標:工業互聯網邊緣云平臺
 
  軟件的互聯有很多困難,尤其在工業軟件類型較多,又沒有統一標準的情況下。為了避免信息孤島,邊緣云平臺應采用模型化方式表示數據。模型化的數據的描述能力和表達能力較強,可以比較容易地與各種軟件系統對接。模型化應該是這個工業互聯網邊緣云平臺的核心概念。所有的設備、軟件、人、操作、數據等在邊緣云平臺中都應該以模型的形式存在??梢哉f,這個建立在工廠車間的邊緣云平臺是在模型化的基礎上建立的智能化工業互聯網平臺,與傳統的自動化平臺不同。它采用在開放式的網絡結構上實現獨立工作流程的方式,采用模型構建虛擬生產線,并采用生產線管控的方法對虛擬生產線實現管理和控制。通過CPS系統的物理世界與信息世界的對應關系,驅動現實世界的設備和生產流程。
 
  因此它采用共享的平臺外加模型或多個模型的不同組合的方式實現實際的生產、管理、控制、監控系統,由于共享平臺和大量已經存在可以復用的模型,未來將會不斷降低實現系統本身的成本。而應該是基本免維護的,而且有利于非軟件人員編寫程序,將不同行業的知識數字化。
 
  平臺的五個方面
 
  概括起來工業互聯網智能邊緣云平臺可以從以下五個方面去理解:
 
  一個目標:
 
  實現工業互聯網
 
  二面提高:
 
  采用軟件技術提高工業的集成度和柔性
 
  采用工業生產的方式提高軟件的生產力
 
  三方融合:
 
  融合IT的先進技術
 
  融合工業的知識經驗
 
  融合IOT的智能連接
 
  四步循環:
 
  將生產要素數字化,將數據模型化,將模型網絡化,將網絡智能化
 
  五像六不像:
 
  像自動化系統一樣實現自動生產。不像自動化系統一樣封閉,工業互聯網邊緣云平臺是可以擴展,可以互聯的網絡平臺。
 
  像工廠車間老師傅一樣具有個性化的知識和經驗。不像老師傅一樣難找難培養。
 
  像數控系統一樣可以控制驅動生產設備。不像數控系統那樣追求高速度高質量,而是采用網絡化的方式先實現基本控制功能,然后再逐步演化逐步發展。
 
  像計算機和軟件系統一樣可編程。不像軟件系統以代碼為核心,工業互聯網邊緣云平臺以知識為核心。
 
  像云平臺一樣提供服務和APP。不像云平臺的運行和發展由IT團隊主導,而應該是基本免維護的,而且有利于非軟件人員編寫程序,將不同行業的知識數字化。
 
  不像IT系統的開發過程,邊緣云平臺模型化的開發方式是增量式,可發展的。

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