e-works粗略統(tǒng)計(jì)，截止2018年3月，聲稱能提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)的國(guó)內(nèi)外廠商已經(jīng)超過150家，耳熟能詳且能直接說出名字的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)不下30家。漫天飛舞的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可謂是亂花漸欲迷人眼，讓人看的眼花繚亂，很難讓人真正理解不同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之間的本質(zhì)區(qū)別。帶著對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的思考，e-works特別策劃了題為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)大盤點(diǎn)”的活動(dòng)，希望能通過對(duì)業(yè)界主流工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的梳理來理清它們之間的區(qū)別，進(jìn)而引導(dǎo)制造企業(yè)有針對(duì)性的推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的選型與實(shí)施。
一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)定義
工業(yè)與信息化部電子信息司副司長(zhǎng)安筱鵬將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式進(jìn)行表述，即“數(shù)據(jù)+模型=服務(wù)”。安司長(zhǎng)認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過對(duì)企業(yè)的機(jī)器、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、產(chǎn)品模型等過程數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛的采集，將采集到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)導(dǎo)入到工業(yè)化模型以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的軟件化，最終為企業(yè)提供工業(yè)級(jí)應(yīng)用服務(wù)，幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程，為產(chǎn)品從研發(fā)到生產(chǎn)、銷售和使用等全生命周期提供服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)制造資源的優(yōu)化配置。
e-works數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)總編黃培博士則認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指工業(yè)互聯(lián)的網(wǎng)，而不是工業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)。他認(rèn)為，在企業(yè)內(nèi)部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備、信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程、產(chǎn)品與服務(wù)、人員之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)與工控網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從車間到?jīng)Q策層的縱向互聯(lián)；在企業(yè)與企業(yè)之間，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)（供應(yīng)商、經(jīng)銷商、客戶、合作伙伴）之間的橫向互聯(lián)；從產(chǎn)品生命周期的維度來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到服役，再到報(bào)廢回收再利用整個(gè)生命周期的互聯(lián)。
e-works數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)總編黃培博士則認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指工業(yè)互聯(lián)的網(wǎng)，而不是工業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)。他認(rèn)為，在企業(yè)內(nèi)部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備、信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程、產(chǎn)品與服務(wù)、人員之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)與工控網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從車間到?jīng)Q策層的縱向互聯(lián)；在企業(yè)與企業(yè)之間，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)（供應(yīng)商、經(jīng)銷商、客戶、合作伙伴）之間的橫向互聯(lián)；從產(chǎn)品生命周期的維度來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到服役，再到報(bào)廢回收再利用整個(gè)生命周期的互聯(lián)。
圖 1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供的白皮書中將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)從架構(gòu)上具體劃分為四個(gè)層次，即邊緣層、IaaS層、工業(yè)PaaS層和工業(yè)SaaS層。其中，IaaS層主要是為PaaS層提供云基礎(chǔ)設(shè)施支撐，以構(gòu)建滿足工業(yè)應(yīng)用開發(fā)需求的硬件環(huán)境。工業(yè)與信息化部電子信息司副司長(zhǎng)安筱鵬曾用三句話概括了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要支撐的應(yīng)用功能。
第一，數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ)。對(duì)應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣層，其本質(zhì)是利用泛在感知技術(shù)對(duì)多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)環(huán)境、人員信息等要素進(jìn)行實(shí)施高效采集和云端匯聚。
第二，工業(yè)PaaS是核心。對(duì)應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)層，其本質(zhì)是在現(xiàn)有成熟的IaaS平臺(tái)上構(gòu)建一個(gè)可擴(kuò)展的操作系統(tǒng)，為工業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)提供一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。
第三，工業(yè)APP是關(guān)鍵。對(duì)應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層，其主要功能是為面向特定工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，激發(fā)全社會(huì)資源推動(dòng)工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、只是和最佳實(shí)踐的模型化、軟件化、在封裝，讓用戶可以通過對(duì)工業(yè)APP的調(diào)用實(shí)現(xiàn)對(duì)特定制造資源的優(yōu)化配置。
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用支撐能力
通過梳理業(yè)界專家對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的定義，我們可以總結(jié)出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要具備的基本功能：
第一，能實(shí)現(xiàn)將不同來源和不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛采集；
第二，具備支撐海量工業(yè)數(shù)據(jù)處理的能力；
第三，能通過工業(yè)機(jī)理和數(shù)據(jù)科學(xué)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的深度分析，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)知識(shí)的沉淀和復(fù)用；
第四，能夠提供開發(fā)工具及環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)APP的開發(fā)、測(cè)試和部署。
第一，能實(shí)現(xiàn)將不同來源和不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛采集；
第二，具備支撐海量工業(yè)數(shù)據(jù)處理的能力；
第三，能通過工業(yè)機(jī)理和數(shù)據(jù)科學(xué)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的深度分析，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)知識(shí)的沉淀和復(fù)用；
第四，能夠提供開發(fā)工具及環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)APP的開發(fā)、測(cè)試和部署。
從當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平看，能完全滿足以上四個(gè)層級(jí)功能的國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還比較少，但針對(duì)某些行業(yè)應(yīng)用，領(lǐng)先的廠商基本能做到四個(gè)層級(jí)功能的全覆蓋。比如在燃?xì)廨啓C(jī)、醫(yī)療等領(lǐng)域，由于較高的市場(chǎng)占有率和多年的數(shù)據(jù)積累使得GE、西門子能充分構(gòu)建基于這些數(shù)據(jù)運(yùn)行特點(diǎn)的算法和模型，通過工業(yè)機(jī)理和數(shù)據(jù)科學(xué)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的深度分析，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)知識(shí)的沉淀和復(fù)用。同時(shí)還能夠提供開發(fā)工具及環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)APP的開發(fā)、測(cè)試和部署。但對(duì)于當(dāng)前大多數(shù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)而言，由于行業(yè)影響力和技術(shù)支撐能力有限，基本上只能做到數(shù)據(jù)采集和分析，很難提供基于PaaS平臺(tái)的應(yīng)用開發(fā)能力。同時(shí)缺乏強(qiáng)力的合作伙伴也很難形成工業(yè)APP應(yīng)用開發(fā)生態(tài)。
為了全面的了解當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的發(fā)展情況，我們將以前面談到的四個(gè)層次功能為基礎(chǔ)，采用對(duì)標(biāo)的方法對(duì)當(dāng)前主流的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行功能梳理和解讀。
1．國(guó)外主流廠商及平臺(tái)
(1)GE ——Predix
按照Predix白皮書公布的信息，Predix平臺(tái)的四大核心功能是鏈接資產(chǎn)的安全監(jiān)控、工業(yè)數(shù)據(jù)管理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析，云技術(shù)應(yīng)用和移動(dòng)性。平臺(tái)架構(gòu)共分為三層，分別為邊緣連接層、基礎(chǔ)設(shè)施層和應(yīng)用服務(wù)層。其中，邊緣連接層主要負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫�；平臺(tái)層主要提供基于全球范圍的安全的云基礎(chǔ)架構(gòu)，滿足日常的工業(yè)工作負(fù)載和監(jiān)督的需求；應(yīng)用服務(wù)層主要負(fù)責(zé)提供工業(yè)微服務(wù)和各種服務(wù)交互的框架，主要提供創(chuàng)建、測(cè)試、運(yùn)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)程序的環(huán)境和微服務(wù)市場(chǎng)。
圖2 Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)
Predix平臺(tái)主要通過一個(gè)名為Predix機(jī)器的功能模塊采集工業(yè)數(shù)據(jù)，這是一個(gè)能嵌入到工業(yè)控制系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中的軟件棧，其嵌入方式主要由三種：
1)部署在網(wǎng)關(guān)。對(duì)于支持通用工業(yè)通訊協(xié)議（如modbus，opc等）或TCP/IP等IT通訊協(xié)議的設(shè)備，Predix機(jī)器可以通過設(shè)備自身所支持的協(xié)議直接與設(shè)備進(jìn)行通訊，在這種應(yīng)用場(chǎng)景中，Predix機(jī)器往往部署在網(wǎng)關(guān)上，而網(wǎng)關(guān)起到設(shè)備與云之間的通訊連接作用；
2)部署在控制器。Predix機(jī)器直接部署在設(shè)備的控制單元中，這樣做能夠削弱機(jī)器軟件與硬件之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)連接、可升級(jí)性、兼容性、遠(yuǎn)程訪問等，使獨(dú)立運(yùn)行或在單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的工業(yè)設(shè)備能夠直接連接到云端，完成數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)分析；
3)部署在傳感器節(jié)點(diǎn)。在這一應(yīng)用場(chǎng)景中，傳感器部署在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，完成數(shù)據(jù)采集，直接將數(shù)據(jù)上傳至云端，在云端完成其他的數(shù)據(jù)處理操作。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)大量采集來的工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，進(jìn)而優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過程。Predix平臺(tái)提供包括設(shè)備服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、分析服務(wù)在內(nèi)的一系列服務(wù)。具體實(shí)現(xiàn)過程：
Predix先通過設(shè)備服務(wù)為設(shè)備建模，再利用數(shù)據(jù)服務(wù)將采集的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與來自其他的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)（包括設(shè)備模型、ERP數(shù)據(jù)）相結(jié)合，并根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)存儲(chǔ)到不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)中，最后采用分析服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而輸出分析結(jié)果。目前，Predix提供兩種類型的數(shù)據(jù)分析：操作數(shù)據(jù)分析和歷史數(shù)據(jù)分析。其中，操作數(shù)據(jù)分析實(shí)質(zhì)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與響應(yīng)；歷史數(shù)據(jù)分析是對(duì)海量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而建立設(shè)備預(yù)防性維護(hù)模型。
面對(duì)當(dāng)前不同行業(yè)數(shù)據(jù)的分析需求，Predix分析服務(wù)提供開發(fā)框架，一個(gè)基于微軟Cloud Foundry框架的PaaS開發(fā)平臺(tái)，利用這個(gè)開發(fā)平臺(tái)，企業(yè)可以根據(jù)需求自主開發(fā)算法和模型，在通過配置、抽象以及擴(kuò)展模型用于管理分析算法的執(zhí)行。由于多年在航空、能源、電力、醫(yī)療等行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累，Predix平臺(tái)內(nèi)部集成了一些針對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引擎、醫(yī)療數(shù)據(jù)、能源數(shù)據(jù)的算法和模型。除此之外，GE及合作伙伴還基于Predix平臺(tái)開發(fā)部署了一系列工業(yè)APP應(yīng)用，包括計(jì)劃和物流、互聯(lián)產(chǎn)品、智能環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)人力管理、工業(yè)分析、資產(chǎn)績(jī)效管理、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化等。
個(gè)人認(rèn)為，Predix平臺(tái)基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)四大功能的全覆蓋，屬于比較典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。就目前而言，Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)無論是在技術(shù)架構(gòu)的領(lǐng)先性、功能服務(wù)的全面性、行業(yè)應(yīng)用的覆蓋度，以及業(yè)界的影響力等方面都要領(lǐng)先與同行，屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的旗艦和標(biāo)桿。
(2)西門子——MindSphere
如果需要為Predix選擇一個(gè)行業(yè)對(duì)手，我認(rèn)為非MindSphere莫屬。MindSphere是西門子推出的基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，自2016年4月發(fā)布以來受到了行業(yè)的廣泛關(guān)注。MindSphere之所以有著強(qiáng)大的行業(yè)影響力就在于西門子不但在構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念，而且有著比較廣泛的行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，包括一系列數(shù)字化工廠和無人工廠都是以MindSphere平臺(tái)為核心構(gòu)建。
圖3 MindSphere基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
對(duì)工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，西門子提供了一個(gè)MindConnect的工具盒子，可以讓設(shè)備輕松連接入網(wǎng)。在這里可以找到Nano這種即插即用的工具，而配套的網(wǎng)關(guān)、軟件也都使得連接變得容易，并且可以輕松集成到MES軟件上。當(dāng)然，這個(gè)即插即用目前是有限制條件的，要么設(shè)備支持西門子S7的通訊協(xié)議，要么支持OPC UA這個(gè)新一代通訊協(xié)議。當(dāng)然Nano應(yīng)該只是一個(gè)面向既有產(chǎn)品的過渡手段，而對(duì)于西門子新自動(dòng)化設(shè)備而言，這種工具干脆就會(huì)直接成為數(shù)字化設(shè)備的一部分。
MindSphere平臺(tái)主要依托Nano這一網(wǎng)關(guān)型硬件產(chǎn)品，向上與MindSphere的云端進(jìn)行連接，向下與西門子的眾多具有以太網(wǎng)通訊能力的硬件產(chǎn)品、以及支持通用協(xié)議的其他品牌產(chǎn)品進(jìn)行通訊，完成數(shù)據(jù)采集與傳輸。如果設(shè)備的通訊協(xié)議比較特殊，用戶可以基于Nano中的開源軟件自行開發(fā)設(shè)備通訊與數(shù)據(jù)采集程序。
下面我們具體介紹MindSphere是如何實(shí)現(xiàn)與設(shè)備之間的通訊與數(shù)據(jù)傳輸，主要的方式可歸結(jié)為四種：
1)MindConnect Nano
MindConnect Nano實(shí)質(zhì)上是一款嵌入式工控機(jī)，通過預(yù)先進(jìn)行配置的方式與MindSphere進(jìn)行連接通訊。在硬件上支持的接口主要包括USB、PCIe插槽、串口以及以太網(wǎng)口。支持的通訊協(xié)議包括西門子S7系列的以太網(wǎng)通訊協(xié)議以及OPC UA。Nano能夠通過安全的網(wǎng)絡(luò)連接向MindSphere傳輸加密數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)安全。Nano只能與MindSphere共同使用。
從Nano的產(chǎn)品介紹中可以看出，它扮演的角色類似于位于云平臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的工業(yè)網(wǎng)關(guān)，既完成數(shù)據(jù)采集（包括建立通訊），又完成數(shù)據(jù)向云端的加密傳輸。而且Nano這一工業(yè)網(wǎng)關(guān)只能用于MindSphere體系中。
2)MindConnect IOT 2040
這款產(chǎn)品的定位還是作為工控設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)的連接器，因?yàn)檫@款產(chǎn)品本身秉承了SIMATIC系列產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)，保證了在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下的可靠性，這一點(diǎn)能夠彌補(bǔ)Arduino等物聯(lián)網(wǎng)開源硬件在工業(yè)強(qiáng)度等級(jí)上的不足，相當(dāng)于給性能強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)硬件穿上一身安全服。
3)MindConnect Software
從功能上推斷可能就是Nano中提供的免費(fèi)開源軟件。通過這個(gè)開源的軟件用戶可以自行開發(fā)所需要的通訊協(xié)議，與設(shè)備建立連接，采集數(shù)據(jù)。比如有些設(shè)備并不支持OPC UA工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)，也不支持西門子S7系列的以太網(wǎng)通訊協(xié)議，在這種情況下，企業(yè)就可以利用MindConnect Software進(jìn)行自主的通訊協(xié)議開發(fā)。
4)SIMATIC系列及其他西門子產(chǎn)品
西門子的自動(dòng)化產(chǎn)品中有很多通訊模塊，比如以太網(wǎng)通訊模塊，甚至有些CPU模塊中就帶有以太網(wǎng)通訊的功能，因此，MindSphere可以通過Nano直接與西門子的這類產(chǎn)品進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)通訊與數(shù)據(jù)采集。
對(duì)于數(shù)據(jù)的分析，MindSphere白皮書介紹比較簡(jiǎn)單，只是在介紹了MindSphere融合了自己開發(fā)的Sinalytics分析平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)與Predix平臺(tái)非常類似，整合了遠(yuǎn)程維護(hù)、數(shù)據(jù)分析及網(wǎng)絡(luò)安全等一系列現(xiàn)有技術(shù)和新技術(shù)，還能夠?qū)C(jī)器感應(yīng)器產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、保密傳輸和分析。不過西門子提供的資料表明，Sinalytics分析平臺(tái)主要是提升對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、列車、樓宇和醫(yī)療成像系統(tǒng)的監(jiān)控能力。
但經(jīng)過2017年的發(fā)展，西門子已經(jīng)對(duì)MindSphere平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用開發(fā)能力做了重大優(yōu)化。西門子通過與IBM進(jìn)行合作，將Watson Analytics融入到MindSphere中，為MindSphere提供了多個(gè)分析工具，包括預(yù)測(cè)分析、規(guī)范分析和認(rèn)知分析。在2017年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，西門子展示約50種工業(yè)APP，包括了降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提升互聯(lián)設(shè)備和工廠的可用性等功能。除此之外，西門子正在與源訊、埃森哲、Evosoft、SAP和微軟，以及亞馬遜云服務(wù)（AWS）和Bluvision等新的合作伙伴進(jìn)行合作，強(qiáng)化工業(yè)APP產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建。
MindSphere平臺(tái)向下提供數(shù)據(jù)采集API，即支持開放式通訊標(biāo)準(zhǔn)OPC UA，也支持西門子和第三方設(shè)備的數(shù)據(jù)連接；向上提供開發(fā)API，方便合作伙伴和用戶開發(fā)應(yīng)用程序。MindSphere平臺(tái)應(yīng)用開發(fā)也是基于Cloud Foundry框架構(gòu)建，即搭建完整的大數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)及分析的技術(shù)框架，也融合了西門子以前在若干個(gè)領(lǐng)域積累的分析模型與算法，也提供開放的接口，便于用戶嵌入滿足個(gè)性化需求的分析算法模型。
個(gè)人認(rèn)為，MindSphere平臺(tái)是目前最貼近制造企業(yè)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用需求的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。西門子本身就是一家制造企業(yè)，生產(chǎn)制造一些關(guān)鍵的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。因此，既能準(zhǔn)確的把握制造企業(yè)的應(yīng)用需求，也能通過對(duì)工業(yè)設(shè)備的技術(shù)和生態(tài)掌控構(gòu)建滿足制造企業(yè)需求的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。這決定了MindSphere平臺(tái)必然是當(dāng)前制造企業(yè)的優(yōu)先關(guān)注對(duì)象和應(yīng)用實(shí)施的首選。
(3)ABB——Ability
ABB集團(tuán)全球CEO史畢福將ABB Ability工業(yè)云定義為從設(shè)備、邊緣計(jì)算到云服務(wù)的跨行業(yè)、一體化的數(shù)字化解決方案。具體來說，ABB Ability工業(yè)云平臺(tái)就是“邊緣計(jì)算+云”架構(gòu)，邊緣設(shè)備負(fù)責(zé)工業(yè)設(shè)備的接入，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的參數(shù)、值和屬性進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，由ABB Ability邊緣計(jì)算服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和展現(xiàn)，最上層云平臺(tái)用來對(duì)工業(yè)性能的高級(jí)優(yōu)化和分析。
圖4 ABB Ability工業(yè)云平臺(tái)架構(gòu)
從發(fā)布產(chǎn)品白皮書看，ABB Ability可按照“金字塔型”劃分為四個(gè)層次，分別是底層的設(shè)備與傳感器，中間層的自動(dòng)化系統(tǒng)、端到端的工業(yè)/企業(yè)數(shù)字化解決方案，以及最上層的開放的工業(yè)云平臺(tái)。從四層架構(gòu)體系看基本涵蓋了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)定義的功能。
1)底層的設(shè)備與傳感器
ABB主要業(yè)務(wù)是電力和自動(dòng)化，ABB Ability工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)也是圍繞產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)構(gòu)建。對(duì)于底層的數(shù)據(jù)采集，ABB主要是通過傳感器來完成。早在2016年，ABB就推出的智能傳感器解決方案，將低壓電機(jī)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的連續(xù)監(jiān)測(cè)。傳感器可以便捷地貼附在電機(jī)上，將電機(jī)震動(dòng)、溫度、負(fù)載和能耗等關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫�。一旦任何參�?shù)偏離標(biāo)準(zhǔn)值，它就會(huì)發(fā)出警報(bào)，從而使操作人員在電機(jī)發(fā)生故障前采取預(yù)防措施。
通信連接由每臺(tái)傳感器內(nèi)置的藍(lán)牙，通過工作人員的智能手機(jī)或者ABB網(wǎng)關(guān)解決方案實(shí)現(xiàn)。云服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生有用信息，并將其直接發(fā)送到工作人員的智能手機(jī)或客戶終端。通過用戶終端，工作人員可以獲得趨勢(shì)數(shù)據(jù)、運(yùn)行時(shí)間以及負(fù)載數(shù)據(jù)等，用以優(yōu)化運(yùn)行維護(hù)計(jì)劃。這些狀態(tài)與性能數(shù)據(jù)可以幫助工廠降低電機(jī)整個(gè)生命周期的總體成本，從而延長(zhǎng)電機(jī)的工作時(shí)間和使用壽命，并提升電機(jī)性能和效率。
2)中間層的自動(dòng)化系統(tǒng)
ABB Ability工業(yè)云平臺(tái)的自動(dòng)化執(zhí)行環(huán)節(jié)是由ABB Ability系統(tǒng) 800xA來完成的，這是一款集DCS（分布式控制系統(tǒng)）、電氣控制系統(tǒng)，以及安全系統(tǒng)于一體的協(xié)同自動(dòng)化系統(tǒng)，幫助客戶提高工程效率、操作員效率和資產(chǎn)利用率。該系統(tǒng)包括800xA DCS、 800xA安全、800xA電氣控制。
3)端到端的工業(yè)數(shù)字化解決方案
ABB Ablility工業(yè)云平臺(tái)支持的行業(yè)應(yīng)用包括：面對(duì)資產(chǎn)密集型行業(yè)的績(jī)效管理解決方案；針對(duì)流程工業(yè)的控制系統(tǒng)；面向機(jī)器人、電機(jī)和機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)服務(wù)；用于建筑、海上平臺(tái)和電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的控制解決方案；以及滿足數(shù)據(jù)中心能源管理和遠(yuǎn)洋船隊(duì)航線優(yōu)化等需求的專業(yè)領(lǐng)域的解決方案。
4)開放的工業(yè)云平臺(tái)
ABB已經(jīng)與微軟達(dá)成戰(zhàn)略合作，將依托于微軟的Azure平臺(tái)提供工業(yè)云服務(wù)。ABB與IBM Watson已經(jīng)展開合作，計(jì)劃為 ABB Ability平臺(tái)提供工業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算和分析能力。在中國(guó)市場(chǎng)，ABB則與華為合作，聯(lián)合研發(fā)機(jī)器人端到端的數(shù)字解決方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控、配置和大數(shù)據(jù)應(yīng)用。
對(duì)ABB Ability工業(yè)云平臺(tái)的體系架構(gòu)進(jìn)行分析，其基本涵蓋了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的四個(gè)基本功能，但在工業(yè)分析能力和應(yīng)用開發(fā)能力方面還有待完善。同時(shí)，ABB也正在通過與微軟、IBM、華為這些信息技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商合作，強(qiáng)化平臺(tái)對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的處理和分析。ABB Ability工業(yè)云平臺(tái)最適用的仍然是電力自動(dòng)化，并在交通、數(shù)據(jù)中心、智能建筑、采礦業(yè)、石油化工以及制造業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
(4)菲尼克斯電氣——ProfiCloud
菲尼克斯電氣專注做電子電氣接口與連接，從世界上第一片組合式接線端子開始，到現(xiàn)在可以為客戶提供連接器、殼體、功能安全、工控機(jī)、照明、標(biāo)識(shí)、電源、防雷等全系列選擇。菲尼克斯電氣提供的ProfiCloud技術(shù)可以讓PROFINET的用戶在不添加任何硬件成本的情況下，輕松實(shí)現(xiàn)安全、快捷的底層設(shè)備間的互聯(lián)互通。
圖5 ProfiCloud工業(yè)云平臺(tái)
對(duì)于實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)，ProfiCloud工業(yè)云平臺(tái)主要通過一種叫做ProfiCloud耦合器的設(shè)備安全地將本地PROFINET網(wǎng)絡(luò)連接到ProfiCloud云平臺(tái)上，同時(shí)也使ProfiCloud服務(wù)可以在PROFINET中使用。對(duì)于遠(yuǎn)程的設(shè)備則可以采用分布式控制器通過互聯(lián)網(wǎng)與ProfiCloud相聯(lián)接。它就像PROFINET網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)本地設(shè)備一樣可以直接使用，無需進(jìn)一步的配置或編程。在ProfiCloud平臺(tái)上遠(yuǎn)程的PROFINET子站甚至都不需要控制器，所有的控制命令都可以由本地PROFINET控制器發(fā)出，這樣為客戶節(jié)約了大量硬件成本。
ProfiCloud設(shè)備的接入非常簡(jiǎn)單，工程師只需在ProfiCloud云端服務(wù)器上通過UUID（設(shè)備通用唯一識(shí)別碼）添加ProfiCloud設(shè)備，并將分布在不同區(qū)域的PROFINET IO子站、交換機(jī)和云耦合器“連接”在一起就完成了設(shè)置工作，然后就可以像使用本地PROFINET設(shè)備一樣對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行組態(tài)和編程。
除ProfiCloud工業(yè)云平臺(tái)之外，菲尼克斯電氣還有開放式控制平臺(tái)PLCnext，PLCnext可以讓各類工具軟件如Visual Studio、 Eclipse、Matlab Simulink、PC Worx等并行工作成為現(xiàn)實(shí)，并共享數(shù)據(jù)信息資源。通過將PLCnext開放式控制平臺(tái)與ProfiCloud工業(yè)云平臺(tái)的結(jié)合，使得來自產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)備工程、生產(chǎn)部門的團(tuán)隊(duì)可以在新產(chǎn)品開發(fā)階段就跨部門合作，協(xié)同配合，以便更快速地使用生產(chǎn)設(shè)備。同時(shí)還可以結(jié)合第三方數(shù)據(jù)，如天氣數(shù)據(jù)、匯率數(shù)據(jù)等，這樣的功能能為某些風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、水利設(shè)施及生產(chǎn)制造企業(yè)帶來便利。
除了支持ProFinet協(xié)議的工業(yè)設(shè)備的接入，ProfiCloud工業(yè)云平臺(tái)也可以將智能手機(jī)、智能手表等移動(dòng)智能設(shè)備集成為虛擬的PROFINET設(shè)備，通過智能終端可以隨時(shí)讀取操作人員的心率傳感器、重力感應(yīng)傳感器、電子羅盤傳感器、三重陀螺儀傳感器、溫濕度氣壓傳感器等數(shù)據(jù)。菲尼克斯電氣認(rèn)為，在未來在智能工廠內(nèi)部，參與生產(chǎn)的將不僅僅是高端智能制造設(shè)備，人機(jī)交換也不僅僅是簡(jiǎn)單的通過按鈕和開關(guān)，智能穿戴設(shè)備和連接智能世界的通訊技術(shù)將帶來更加高效便利的生產(chǎn)制造模式。
在安全方面，為保障工業(yè)設(shè)備之間的通信安全，ProfiCloud工業(yè)云平臺(tái)中的設(shè)備之間的通信都采用了TLS（安全傳輸層協(xié)議）方式加密，簡(jiǎn)單而安全的通訊機(jī)制可以讓用戶輕松控制分布在世界各地的設(shè)備及系統(tǒng)。
個(gè)人認(rèn)為，與Predix、MindSphere這些能廣泛支持異構(gòu)工業(yè)協(xié)議設(shè)備之間互聯(lián)有所不同，ProfiCloud工業(yè)云平臺(tái)主要支持以ProFinet工業(yè)協(xié)議為主的工業(yè)設(shè)備互聯(lián)。同時(shí)對(duì)照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的四大功能，ProfiCloud的重點(diǎn)在設(shè)備的接入和互聯(lián)，以及數(shù)據(jù)的采集和分析，在平臺(tái)開發(fā)能力和構(gòu)建工業(yè)APP產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面還有待進(jìn)一步的完善。
(5)施耐德電氣——EcoStruxure
EcoStruxure是施耐德電氣推出的新一代物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。該平臺(tái)將原有的三大解決方案融合到一起，包括電力行業(yè)的能效管理解決方案PowerStruxure，機(jī)器制造行業(yè)的能效管理解決方案MachineStruxure，工廠的能效管理解決方案PlantStruxure，實(shí)現(xiàn)了從多維Struxure 向EcoStruxure平臺(tái)的統(tǒng)一。
圖6 EcoStruxure工業(yè)物聯(lián)平臺(tái)架構(gòu)
從字面上來講，E代表了能效，CO代表了控制，EcoStruxure就是我們能效管理平臺(tái)的總稱。顧名思義，EcoStruxure平臺(tái)的主要功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)的能源效率進(jìn)行有效的管理以降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。
EcoStruxure物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)共分三層，包括互聯(lián)互通的產(chǎn)品、邊緣控制以及應(yīng)用、分析與服務(wù)。
1)互聯(lián)互通的產(chǎn)品層
EcoStruxure物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過在斷路器、變頻器和制動(dòng)器等關(guān)鍵設(shè)備中嵌入傳感器、計(jì)算系統(tǒng)、IP網(wǎng)絡(luò)和邊緣分析等功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的發(fā)現(xiàn)和加載、設(shè)備的配置和通信、設(shè)備數(shù)據(jù)的收集和存儲(chǔ)，并具備在設(shè)備層級(jí)進(jìn)行本地分析、便捷配置和升級(jí)更新的能力。
針對(duì)產(chǎn)品的互聯(lián)互通，施耐德電氣推出了Altivar Machine變頻器和Altivar Process變頻器。其中，Altivar機(jī)器變頻器設(shè)計(jì)用于滿足智能機(jī)器的各種要求，并且能夠在簡(jiǎn)單和復(fù)雜應(yīng)用中給予原始設(shè)備制造商對(duì)于變頻器的選擇指向。Altivar Process變頻器不只是一臺(tái)變頻器，而是一款智能型互聯(lián)互通產(chǎn)品，企業(yè)可以通過移動(dòng)端訪問有關(guān)信息，從而實(shí)時(shí)做出業(yè)務(wù)決策。
2)邊緣控制層
EcoStruxure物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)位于本地或云端運(yùn)營(yíng)的控制、管理、自動(dòng)化和優(yōu)化的各種構(gòu)件。包括SoMachine、Mondicon M580 ePAC控制器、Foxboro、Triconex、機(jī)器自動(dòng)化。
SoMachine軟件：是一款集成Vijeo-Designer軟件的開放、高效的專業(yè)軟件解決方案。它集成用于運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備的配置和傳送工具，具備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線配置程序、專家診斷功能和故障調(diào)試功能，以及維護(hù)和可視化等多重功能。
Mondicon M580 ePAC控制器：是一款基于工業(yè)以太網(wǎng)的可編程自動(dòng)化控制器，其核心優(yōu)勢(shì)在于通過最先進(jìn)的ARM架構(gòu)微處理器將標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)嵌入自動(dòng)化控制器，并且將它應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)總線、控制總線和內(nèi)部的背板總線等所有的通訊中，以及所有的設(shè)備和模塊，例如配電、低壓電路板、能源管理功能等，從而形成一個(gè)完整的、真正意義上的開放網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無縫的連接和通訊的優(yōu)化。
Foxboro DCS：Foxboro系列控制與 I/O 設(shè)備能夠無縫集成現(xiàn)場(chǎng)總線功能，包括現(xiàn)場(chǎng)總線基礎(chǔ)、在現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線基礎(chǔ)控制、HART、PROFIBUS、Modbus。Foxboro DCS無縫完整集成的控件與一套功能強(qiáng)大的工具相結(jié)合。
Triconex 過程安全解決方案：為工廠提供全套的安全關(guān)鍵解決方案和全生命周期安全管理理念與服務(wù)，保持企業(yè)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行與盈利增效的同步。
機(jī)器控制：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的協(xié)調(diào)控制或同步控制，適用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)和行業(yè)，包括各種自動(dòng)化包裝機(jī)器、物料搬運(yùn)、暖通空調(diào)控制、泵控、材料加工控制等。
3)應(yīng)用、分析與服務(wù)層
EcoStruxure平臺(tái)提供對(duì)基于開放IP協(xié)議備最寬泛的容納能力，能實(shí)現(xiàn)云連接，為控制、監(jiān)視、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)和資產(chǎn)管理的應(yīng)用、分析與服務(wù)的交付提供支持，這些全部都構(gòu)建在微軟Azure物聯(lián)網(wǎng)套件之上。
個(gè)人認(rèn)為，EcoStruxure平臺(tái)的應(yīng)用定位比較清晰，主要是提供電力系統(tǒng)及設(shè)備的互聯(lián)、狀態(tài)監(jiān)控和效率優(yōu)化。從功能上講，首先能支持較為寬泛的電力系統(tǒng)及設(shè)備的互聯(lián)，同時(shí)對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。實(shí)現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能三個(gè)基本功能，即設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析及工業(yè)性能優(yōu)化。但不提供基于PaaS的開放平臺(tái)，也不支持企業(yè)自主開發(fā)工業(yè)APP。
(6)艾默生——PlantWeb
2016年艾默生推出了經(jīng)過擴(kuò)展升級(jí)的Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，這是一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的可擴(kuò)展硬件、軟件、智能設(shè)備和服務(wù)組合，它將數(shù)字智能進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)制造企業(yè)，并為現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供了一個(gè)全面的框架，幫助制造商在安全性、可靠性、生產(chǎn)力和能源方面實(shí)現(xiàn)最佳績(jī)效。
圖7 PlantWeb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)
從整體架構(gòu)劃分，最下面一層是數(shù)據(jù)層，主要是利用艾默生廣泛的測(cè)量?jī)x表實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)運(yùn)行狀態(tài)的全面感知，包括傳統(tǒng)的溫壓液位、閥位監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)和腐蝕監(jiān)測(cè)等。中間層是傳輸安全層，主要解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)，以及通過應(yīng)用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備的互聯(lián)和數(shù)據(jù)接入。接入端安全傳輸運(yùn)用一系列網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和設(shè)備將各類儀表采集的數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)絀T平臺(tái)供互聯(lián)網(wǎng)和云端使用，同時(shí)防止外部數(shù)據(jù)侵入企業(yè)過程運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。最上層是應(yīng)用層，該層集成各種設(shè)備監(jiān)控軟件，可以對(duì)設(shè)備的健康狀態(tài)、運(yùn)營(yíng)績(jī)效和能耗進(jìn)行分析與優(yōu)化。而且還可以支持移動(dòng)應(yīng)用，通過云服務(wù)將整個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的信息傳遞給專家，從而提供遠(yuǎn)程服務(wù)。
PlantWeb主要功能模塊：
- 普適測(cè)量：包括新推出的本安型溫度傳感器、腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器、中壓電氣保護(hù)及氣體泄漏探測(cè)設(shè)備。
- Secure First Mile：艾默生的Secure First Mile是一種數(shù)據(jù)安全手段，使客戶能夠有選擇地將高度安全的數(shù)據(jù)從受保護(hù)的控制和操作系統(tǒng)（OT）連接到云環(huán)境（IT）中的運(yùn)營(yíng)績(jī)效應(yīng)用。
- 信息平臺(tái)：集成各種設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件，每一個(gè)品種的設(shè)備監(jiān)測(cè)就是一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用軟件，因此可以從單個(gè)設(shè)備資產(chǎn)類別監(jiān)測(cè)軟件開始，逐步擴(kuò)展到更多種類的資產(chǎn)設(shè)備監(jiān)測(cè)。Plantweb Insight信息平臺(tái)可獨(dú)立于現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)和DCS 運(yùn)行，并為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供接入點(diǎn)。
- 顧問系統(tǒng)：集成的分析專家應(yīng)用軟件，用于設(shè)備資產(chǎn)健康、性能建模和全廠范圍內(nèi)的能源優(yōu)化。目前包括機(jī)械設(shè)備顧問,、工廠性能顧問和能源顧問三個(gè)應(yīng)用，可擴(kuò)展到跨多個(gè)工廠的數(shù)千臺(tái)設(shè)備，用于整個(gè)企業(yè)范圍的設(shè)備和能源分析。Plantweb Advisor顧問系統(tǒng)可以在現(xiàn)場(chǎng)、公司內(nèi)部云平臺(tái)或第三方云服務(wù)系統(tǒng)中運(yùn)行。
- 設(shè)備管理平臺(tái)：它可將多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的設(shè)備健康狀態(tài)數(shù)據(jù)整合到一起，并根據(jù)企業(yè)管理人員的不同需求將數(shù)據(jù)推送到他們的電腦和移動(dòng)設(shè)備上。
- 移動(dòng)應(yīng)用：DeltaV 移動(dòng)應(yīng)用使用戶能夠安全地遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)他們的過程，并接收自定義的過程警報(bào)通知。AMS Trex設(shè)備通訊器是一款適合維護(hù)技術(shù)人員使用的堅(jiān)固耐用的工具，適用于嚴(yán)酷工況環(huán)境，在不干擾生產(chǎn)的情況下隔離并修復(fù)問題。AMS Asset View基于職能的警報(bào)系統(tǒng)確保了負(fù)責(zé)可靠性的員工接收到重要且相關(guān)的警報(bào)，以確保對(duì)生產(chǎn)至關(guān)重要的資產(chǎn)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
- 遠(yuǎn)程支持服務(wù)：指支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的云服務(wù)，可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重要設(shè)備資產(chǎn)的健康狀況、能源消耗以及其它和運(yùn)營(yíng)相關(guān)的應(yīng)用。可以對(duì)用戶的設(shè)備資產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)性能、具有優(yōu)先級(jí)的維修以及設(shè)備狀態(tài)趨勢(shì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并提供報(bào)告。
- 微軟云服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)方案：艾默生將基于云的Microsoft Azure 物聯(lián)網(wǎng)套件進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)Connected Services遠(yuǎn)程支持服務(wù)，使得Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)能夠提供一個(gè)安全、靈活的平臺(tái)，從而與企業(yè)內(nèi)部云網(wǎng)絡(luò)和第三方云服務(wù)連接。
艾默生的產(chǎn)品線主要包括工業(yè)閥門、儀器儀表，以及面向過程與離散制造業(yè)的工業(yè)控制化系統(tǒng)，如DCS、SCADA等。這些產(chǎn)品大多部署于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)狀態(tài)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，這決定了艾默生有能力從企業(yè)的生產(chǎn)過程中獲得實(shí)時(shí)的傳感器數(shù)據(jù)，為艾默生構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供了堅(jiān)固發(fā)展基礎(chǔ)。
個(gè)人認(rèn)為，從技術(shù)上講，PlantWeb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)屬比較成熟的平臺(tái)，也是當(dāng)前比較領(lǐng)先的面向流程行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案�？梢酝ㄟ^遍布工業(yè)生產(chǎn)過程的工業(yè)閥門、儀器儀表和工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)采集工業(yè)數(shù)據(jù)，并對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的配置優(yōu)化。
(7)霍尼韋爾工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
霍尼韋爾將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)定義為一個(gè)六層的立體架構(gòu)，由下而上包括實(shí)時(shí)感知層、數(shù)據(jù)連接層、接口層、云服務(wù)層、分析計(jì)算層以及應(yīng)用層�；裟犴f爾的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案可以用‘1-2-3’來表示，即1個(gè)生態(tài)平臺(tái)、2種數(shù)據(jù)連接方式、3種應(yīng)用。
圖8 霍尼韋爾工業(yè)物聯(lián)平臺(tái)架構(gòu)
在霍尼韋爾的六層架構(gòu)中，感知層、邊界設(shè)備和網(wǎng)關(guān)主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)，霍尼韋爾主要通過Sentience工業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、分析和挖掘，該平臺(tái)包含有數(shù)據(jù)的安全協(xié)議和數(shù)據(jù)分析軟件，是連接工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)連接層、接口層和云服務(wù)層的重要工具。其連接方式主要通過兩種方式：
1)通過已有的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)來獲取，如智能傳感器、智能變送器、油氣行業(yè)灌區(qū)的液位儀、油氣的超聲波流量計(jì)等。這些設(shè)備本身就攜帶大量的數(shù)據(jù)，可以通過設(shè)備連接到霍尼韋爾的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上。
2)將現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備直接通過OPC UA送到云端的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。OPC UA是霍尼韋爾數(shù)據(jù)連接和管理的協(xié)議，它提供了一種開放的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的連接，既可以帶上下文，也有相應(yīng)的數(shù)據(jù)安全。
在數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用層面，霍尼韋爾主要通過數(shù)字智能的分析平臺(tái)，該平臺(tái)可以幫助客戶采集所需的數(shù)據(jù)，進(jìn)行可視化的發(fā)展趨勢(shì)分析，得以與其他用戶協(xié)作，預(yù)測(cè)和防止設(shè)備故障，并能夠采取行動(dòng)做出業(yè)務(wù)決策。除此之外，霍尼韋爾還提供自己開發(fā)的面向移動(dòng)工業(yè)應(yīng)用的APP軟件，確保了工廠的經(jīng)理、主管等運(yùn)營(yíng)人員與企業(yè)時(shí)刻保持互聯(lián)。
在應(yīng)用開發(fā)層面，霍尼韋爾提供Matrikon OPC UA軟件開發(fā)工具包，這是一個(gè)不受平臺(tái)、操作系統(tǒng)或大小限制的集成工具包，能夠幫助用戶快速、輕松地實(shí)現(xiàn)工業(yè)軟件系統(tǒng)間的互聯(lián)互通。
霍尼韋爾工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展愿景是“至聯(lián)致遠(yuǎn)”，個(gè)人認(rèn)為這個(gè)戰(zhàn)略口號(hào)蘊(yùn)含的是對(duì)連接手段和數(shù)據(jù)獲取的重視。在應(yīng)用開發(fā)層面，霍尼韋爾目前只為企業(yè)提供基于OPC UA的軟件開發(fā)包，以支持異構(gòu)設(shè)備的接入。但霍尼韋爾正在通過搭積木式的方式不斷從軟件層面尋求平臺(tái)功能的突破。
(8)庫(kù)卡——KUKA Connect
2017年，KUKAConnect平臺(tái)正式推出，這是一個(gè)基于訂閱的平臺(tái)，不需要進(jìn)行軟件安裝。KUKA Connect平臺(tái)目前提供兩種可用的服務(wù)。
圖9 KUKAConnect平臺(tái)架構(gòu)
第一種是KUKA Connect Lite。提供的功能包括：狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備維護(hù)提醒、機(jī)器人ID識(shí)別數(shù)據(jù)、控制器數(shù)據(jù)、規(guī)格說明、用戶手冊(cè)、管理員控制臺(tái)、機(jī)器人清單。
- 狀態(tài)監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)對(duì)接入平臺(tái)的庫(kù)卡機(jī)器人的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
- 機(jī)器人ID識(shí)別數(shù)據(jù)：根據(jù)機(jī)器人ID信息識(shí)別數(shù)據(jù)。
- 管理員控制臺(tái)：通過管理控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備狀態(tài)的集中展示和操控。
- 多國(guó)語言支持：支持英文、中文、德文等主要系統(tǒng)版本和語種。
- 維護(hù)日志：保存所有系統(tǒng)及設(shè)備維護(hù)記錄。
第二種是KUKA Connect Plus。除了上述功能之外，還能提供的附加功能包括：機(jī)器人實(shí)時(shí)狀態(tài)提醒、實(shí)時(shí)故障提醒、可導(dǎo)出的數(shù)據(jù)報(bào)告、實(shí)時(shí)故障維修與記錄、全面的設(shè)備日志、機(jī)器人4D可視化模型。
- 機(jī)器人實(shí)時(shí)狀態(tài)提醒：可實(shí)時(shí)的通過后臺(tái)查看機(jī)器人狀態(tài)。
- 可導(dǎo)出的數(shù)據(jù)報(bào)告：可導(dǎo)出設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行的數(shù)據(jù)報(bào)告。
- 實(shí)時(shí)故障提醒：實(shí)時(shí)的進(jìn)行故障提醒，避免因設(shè)備故障造成損失
- 實(shí)時(shí)故障維修與記錄：提供實(shí)時(shí)維修的功能，并對(duì)維修過程信息進(jìn)行記錄。
- 全面的設(shè)備日志：提供詳細(xì)而全面的設(shè)備狀態(tài)及維護(hù)維修日志供查閱。
- 機(jī)器人4D可視化模型：能夠通過平臺(tái)虛擬展現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)場(chǎng)景下的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模型。
除了以上談到的功能之外，KUKA Connect還可以通過與Nebbiolo技術(shù)的結(jié)合，使用fogNodeTM計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)端對(duì)端應(yīng)用能力，從而安全地在機(jī)器人和云平臺(tái)之間搜索、交換、轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。
從KUKA Connect平臺(tái)架構(gòu)看，庫(kù)卡的的戰(zhàn)略十分明確。即通過搭建云平臺(tái)接入應(yīng)用廣泛的機(jī)器人設(shè)備，采集機(jī)器人工作狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而做到性能的優(yōu)化與分析。KUKA Connect是一種包月服務(wù)，制造企業(yè)可以自主選擇是否接入，一旦接入就按照服務(wù)功能支付費(fèi)用。同時(shí)庫(kù)卡還與第三方合作伙伴開發(fā)工業(yè)APP，創(chuàng)造圍繞KUKA機(jī)器人的工業(yè)生態(tài)。
個(gè)人認(rèn)為，相對(duì)主流的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，KUKA Connect平臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能明確。既能實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的性能監(jiān)控，也可以通過公有云平臺(tái)遠(yuǎn)程服務(wù)客戶企業(yè)。從功能上講，KUKA Connect就是典型的公有云服務(wù)平臺(tái)。與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)存在明顯的本質(zhì)區(qū)別。
參考資料
Predix、MindSphere內(nèi)容部分參考《工業(yè)云平臺(tái)，想說愛你不容易》，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
參考資料
Predix、MindSphere內(nèi)容部分參考《工業(yè)云平臺(tái)，想說愛你不容易》，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
本文標(biāo)題：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)大盤點(diǎn)（上篇）
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