智能製造還有多遠,KepOPC能解決哪些問題?

一、前言
        在2019年3月政府工作報告上,國家首次明確表示要“打造工業互聯網平臺”。在工業和信息化部發布的《工業互聯網平臺建設及推廣指南》(以下簡稱《指南》)指出,工業互聯網平臺是工業全要素、全產業鏈、全價值鏈連接的樞紐,是實現製造業數字化、網絡化、智能化過程中工業資源配置的核心,是互聯網、大數據、人工智能和製造業深度融合的生態體系。
    工業互聯網平臺打破了傳統工業生產以企業單兵作戰爲主的模式,通過提供涵蓋研發、生產、管理、營銷、物流、服務等全部流程及生產要素的雲端製造服務,實現資源集聚開放共享。機器之間、車間之間、工廠之間的信息壁壘被打破,生產形態進一步向網絡化協同轉變,並引發製造業研發創新體系、生產組織方式和經營管理模式的持續變革。
       工業互聯網平臺雖然經過近一年左右的蓬勃發展,國內企業在工業互聯網平臺和工業互聯網APP生態也均有佈局,然而仍然存在工業互聯網APP數量稀缺,現象級工業APP更是匱乏的情況。

      先進製造企業如航天雲網推出了INDICS平臺,接入企業設備930034臺,基於該平臺推出了14類行業超過40個的雲端工業APP;海爾推出COSMOPlat平臺,基於該平臺推出了34個工業APP對外提供服務;富士康依託自身數字化轉型經驗優勢推出Beacon平臺,通過整合製造、連網技術、數據分析、雲端存儲及工業互聯網APP,爲客戶提供新型態的電子設備產品和科技服務解決方案;石化盈科推出了ProMACE,提供了可擴展的工業APP開發環境和統一的應用商店,支持第三方應用接入;裝備和自動化企業三一重工推出根雲平臺,爲製造業用戶提供以工業微服務爲基礎的定製化、高可靠、可擴展工業APP或解決方案;徐工憑藉工業設備與經驗積累推出了漢雲工業互聯網平臺Xrea,提供工業互聯網大數據應用以及相關行業工業互聯網APP、微服務、智能硬件;信息技術企業華爲推出FusionPlant工業互聯網平臺,聚焦“聯接+雲”,提供智能化的邊緣層、泛在網絡、可信IaaS、工業PaaS,及匯聚生態夥伴的工業APP生態系統;浪潮推出M81工業互聯網平臺,基於該平臺推出了工業互聯網平臺開放了API,提供SDK,支持工業互聯網APP創新生態圈建設;用友推出了“精智”工業互聯網平臺,基於該平臺提供了數十個行業、領域的工業互聯網APP,提供了第三方開發者社區和工業互聯網APP交易市場,建成了工業互聯網APP生態圈;索爲基於平臺進行工業機理模型與微服務開發調用、工業大數據存儲分析與工業互聯網APP開發部署;東方國信推出Cloudiip工業互聯網平臺,提供強大的數據接入能力,功能齊全的工業PaaS平臺,豐富的UI框架、開發框架等開發工具;互聯網企業阿里巴巴重在打造雲端一體化服務能力,推出supET平臺,作爲工業互聯網APP運營平臺,提供一站式工業互聯網APP託管、集成、運維服務。

       可以看出,這些各行各業的大企業開發的平臺都具備了“大”而“全”的特性,它們接入了大量的終端設備或是建立了專業的數據分析模型,且均採用了最新的技術架構和Web服務的模式,擺脫了傳統工業控制系統的C/S架構和工業現場服務的模式。但是,這是不是又是一場燒錢革命呢?這麼龐大而複雜的系統接入了工業生產現場百萬級別的傳感器數據,會不會是業務工作的重複開發和資源浪費呢?

二、應用分析

      1、車間的智能化取決於設備和工業:自動化的工業生產線都會配套全自動或半自動的生產控制系統(包含系統軟件、控制器、傳感器、執行器件等設備),他們作爲生產執行系統應用在車間的各個角落,並且實現了流水線之間的聯動控制邏輯,因此我們說提升某一個車間的智能化程度最大的依賴仍然是生產控制系統和工業的先進程度,而不是以上那些雲平臺。

      2、工廠的智能化取決於生產協同和安全管理:智能化的工廠會有很多個車間,每個車間生產或裝配不同的部件,通過這些部件的合成組裝成爲對外輸出的產品。整個工廠的生產效率是需要藉助工廠的ERP、MES、PCS系統的融合和協同才能提高,所以我們說工廠的智能化程度不光取決於設備、人員及物資物流,還有生產效能管理和安全風險等都起到關鍵作用,環環相扣,緊密不分。

      3、企業的智能化取決於經營策略和決策支撐:現代化的大型企業都是以集團形式存在,且已經市場化程度很高,集團涵蓋多方面的業務,他們不需要關心今天哪些設備故障了,哪裏的物資供應又出了問題這些細枝末節的事情。集團性質的企業更多參與的生產經營方案的規劃和執行效率的考覈,他們把握了企業的人、財、物權就把控了整個企業的命脈,因此企業的智能化更多的是在通過對集團ERP系統數據的深挖,去指定符合實際的生產經營方案,並通過反饋回來的數據對其進行考覈驗證和修正。

       4、行業的智能化取決於技術創新和政策導向:“十四五”階段,各行各業都緊密響應政府的智能化發展政策導向,堅持智能化發展思路;結合行業特點,鼓勵技術和管理創新,一步步紮實地去解決“卡脖子”的難題;當今世界互聯網浪潮以不可阻擋之勢滲透到各行各業和人們生活之中,大數據、雲計算、智能製造等新一代技術正逐步成爲經濟社會發展的新動力,但我們不能只是跟風炒作概念或者騙取大量融資卻向樂視等企業那樣揮霍並迅速湮滅,留給行業和社會的都是糟粕。

三、KepOPC能解決的問題

      針對工業互聯進程中的系統間互聯互通屬性需要,結合OPCDA和OPCUA獨立架構技術特點,KepOPC工業互聯網數據交換平臺融合了DA&UA於一體,提供OPC及異構系統和S7PLC等設備與雲平臺數據交換的同時,也開放了OPCServer的功能,方便工業現場或雲平臺基於OPC統一架構技術、MQTT、AMQP、WebSoket、SQL、Nosql等方法的快速安全連接和應用開發,它的應用架構請參考下圖所示。

KepOPC應用架構

       它能實現如下應用場景的應用:

       1、智能工廠融合聯動:工廠裏車間與車間之間往往是沒有硬件連接,都是系統之間的連接,尤其是老舊工廠,系統與系統之間缺乏統一的數據交互標準,很難實現生產業務的聯動控制,因此,KepOPC通過連接各車間的PCS系統和PLC控制器實現預定的工業流程監測和業務分析聯動控制,它不僅是實現了協議的轉換,還具備了邊緣計算的能力。

       2、工業互聯特性:我們不做沒有意義的連接,從上邊的各大工業互聯網平臺就能看出,當前工業互聯網平臺拼的仍然是連接的設備數,只有拿到更多設備的數據,它們才能廣而告之自己的平臺是有多麼的“強大”,但這樣是不科學的。KepOPC能夠向灑落在地上的鋼珠一樣迅速灑落在各個車間和流水線,快速地將其設備或系統的數據採集並傳輸到工業互聯網平臺,爲這些平臺提供它們用以炫耀的數據。

       3、智能雲控特性:隨着AI、VR虛擬現實和雲平臺的普及應用,很多企業通過雲平臺構建基於VR技術的虛擬現實場景,利用數據驅動還原了工廠的生產場景和裝備運行狀態,這爲未來的工業生產無人化提供了很好的一個通道,當你座在辦公桌前點點鼠標就能看到自己工廠和設備的全貌和運態,你還需要僱人去值守嗎。當然,你也可以利用KepOPC去實現雲平臺與你家的智能路由的連接,控制居家設備的開停和運轉,這一技術在智能樓宇行業應用廣泛且前景廣闊。

       4、智能“雲端”:KepOPC能夠嵌入到雲端設備,實現類似雲盒子的功能;設備針對等保2.0的工業信息安全要求,能夠提供信息安全隔離等功能。

四、總結

工業互聯是未來的大勢所趨,我們都不能簡單地拒絕它,也不能盲目地追崇它。“智能製造離我們還有多遠?”—我覺得應該把基礎工作做好,從人才素質的培養到基礎設施和工藝的改進,每一步都需要踏實地去走。

        智能製造不是簡單的數字化轉型,更不是簡單的機器換人或技術改造,它需要以數據爲資產,以技術爲推動力,以人才爲支撐,真正做到工廠內軟硬件的全協同,並構建能夠支持業務持續創新的技術平臺體系。

       全面推進信息技術在製造業中的應用,尤其是加速推廣工業互聯網平臺中應用較好的通用性APP,如設備故障遠程診斷、生產跟蹤及工藝優化、生產動態排程、質量管理、物流及物資管理等,針對特定行業/企業的痛點問題舉一反三,總結經驗和持續改進。

        推進數字孿生、虛擬生產技術,它是“熄燈工廠”的必要條件,數字孿生體系包含了虛擬世界與現實工廠的完整數據接口,它是一種以數據和模型爲驅動、數字孿生體爲支撐的新型製造模式,通過AR/VR的虛擬現實技術解決人和物的不安全因素,推動工廠新型製造模式的變革。

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