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山东万腾电子科技有限公司CEO张国栋:基于工业互联网的边缘智联终端应用实践

2019-02-22 11:40

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  张国栋:大家中午好!相信参加论坛的各位朋友都特别注重应用实践,讲究落地性。下面我讲点干货。刚才各位专家也是从自身的行业分享了他们在工业互联网中的应用实践,让大家受益匪浅。下面我带来一款硬件,讲一下它在工业互联网中的应用。

  首先,我们先做一个类比。大家可能都有体会,现在的工作生活越来越忙,压力也越来越大,时间感觉过得很快,时间不够用。或者说一种说法,可能咱们的时间被利用得特别充分,为什么会有这个现象呢?其实我认为是智能手机带来这种现象的,智能手机是互联网时代最成功的智联终端,我认为它把人和人相互连接起来,让信息在人和人之间相互高效的流通,这样的话你获得的信息量越来越多、越来越快,你处理事务的能力和效果就会随之越来越高。

  我说这的款硬件也相当与我们的智能手机,只不过它连接的是设备。首先看一下它在工业互联网中的地位。白皮书里面也定义了,数据采集是基础,工业PaaS平台是核心,工业App是关键,这个数据是来自于边缘层,我们的边缘终端对这些数据的处理也确定了它在工业互联网中的基础的地位。产生的数据很多,包括设备、产线、人员、生产过程,都会产生大量的数据,在边缘侧我们就有很多的工作要做,包括数据接入、协议解析、边缘应用、数据的处理。在这个过程当中我们会面临哪些问题呢?刚才好多专家也提到了,我们也总结了一下,其实面临这些问题也恰好反映了我国制造业的一个现状,我国制造业门类比较齐全,所以我们的数据来源多样化。我们的设备种类很多,品牌杂乱,所以说我们的协议标准也不统一,包括我们也缺乏边缘计算能力,或者边缘计算能力不足,还有一些数据的存储以及传输的安全性的问题,还有标识解析的问题。

  传统要解决这些问题通过网关,刚才为什么我一直说终端呢?后面我会解释,这是传统的应用,应用部署在本地,通过终端也就是网关和设备相结合,它的数据通过一体机展示,本地应用,部分和云端进行对接。这里这个终端和云端是断层的,没有连接。我们下一代或者最新一代的终端形式是什么样的呢?它就像设备的智能手机一样,大家能看到两款硬件相结合,它具备我们网关的数据采集能力、协议转换、边缘计算等能力,它更重要的是一点在操作系统上会运行着所丢App,包括我们的设备状态监控、维护、刀具管理等,它尤其适用于对一些短周期数据处理有要求的,甚至里面包含对设备控制的App。包括我们这一款终端直接可以跟平台对接。

  下面我从四个方面介绍。

  首先,这是最根本得数据协议的兼容,包括现场走线协议,以太网协议,多数据的兼容包括我们的设备数据、生产过程中的数据,生产过程中的数据包括人员录入、PDA的生产,以及各类传感器的数据,其实它同时也兼容我们的图像、字符,以及视频等数据格式。这也是作为终端的最基本的功能。

  为什么要有边缘计算呢?总结有两点,它的价值体现第一是减轻云端计算的压力,第二它更擅长于处理实时性事务。它的优点是什么?第一是它对数据的聚合力比较强,对冗余数据的清洗过滤进行预处理,包括断点续传,包括实时性微妙级的相应,这点云端目前没法达到。再一个它对终端的App提供了一个强有力的计算力。这个应用在机加工行业最好的体现,智联终端将产生过程中的数控系统、机器人,甚至行家机械手,将这些设备连接在一块,形成一个机加工单元,这个自动化机加工单元也是未来机加行业发展的趋势。同时运行在我们终端上面的App,也同时对这个机加工单元进行全面的监控,包括设备的运行状况监控、刀具管理、年检维护,以及工人的操作界面,因为这个机加工过程对实时性要求特别强,所以说增强了人机交互的可靠性和安全性。同时过程中的数据,我们终端和平台进行实时的对接,将结果数据上传云端,通过云端的大数据分析再下到我们的终端,对我们的整个生产过程或者说过程工艺进行优化。它带来的一个好处是通过数据的采集,连接了物理与数字世界,抽象建立了业务的知识模型,实现了边缘与个体的协作,提升了边缘端的自主能力,融合在一台工业智能中端里面,我们把白皮书里提到的这四类,就是物与物、物与人,物与本地协作、物与云的运作,在这一个案例里都能很好的体现。

  第三方面是安全性,首先分两块,一个是数据本身真实性的安全性,一个是数据丢失的问题。我们也和山东省做过实验,我们做实验的过程中设备和我们的终端相连接,对设备本身起到了一个隐藏的作用。再加上数据存储和传输过程中,我们通过授权访问建立防火墙,以及VPN访问、传输加密等方式确保了数据的真实性。在数据丢失的问题上,我们也支持断点续传,根据数据采集频率的不同,我们目前支持500多万时间点,这样的话即使系统崩溃,我们的这套终端能够存储大约15天,不低于15天的数据,系统恢复之后数据上传,确保了数据的完整性。

  标识解析这块,我们也建立了一套标准体系。根据标准统一标、识唯一的原则,与设备进行绑定,尤其是适用于我们的子级运维系统和远程维护,将来这套标识解析体系也将在产品生产过程以及分布式应用当中得到更好的体现。

  这块说是展望,其实我认为5G通信包括人工智能,以及新型加密算法,这些发展为我们的智联终端提供了更好的技术支撑以及它的应用土壤。其实反过来说,智联终端的应用更好得将这些技术进行了普及。

  综上所述,未来工业互联网我认为它会基于新一代网络技术,围绕着边缘计算,平台以及应用的建设,更深入得去服务于制造业。而智联终端将在工业互联网的发展提供可靠的数据支撑,尤其在工业互联网发展的前期,我认为它是一个核心的竞争力。

  最后,我们推出一款我们的核心硬件,它支持主流以及小众多数的协议,具体的就不多列了。刚才好多老总提到的数据采集是关键,但是关键问题总得不到解决。我们的目的就是要让数据采集能力进行普及,为工业互联网的发展打好基础,也欢迎各位咨询合作,谢谢!

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