一、設(shè)備互聯(lián)
近年來,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展如火如荼,具有行業(yè)影響力的平臺數(shù)量過百,許多平臺工業(yè)設(shè)備連接數(shù)已經(jīng)達到百萬臺套數(shù)量級,但這相對于我國龐大的工業(yè)裝備總量而言,仍然只是九牛一毛,同時,即使已經(jīng)被連接的工業(yè)裝備,基于連接方式帶來的數(shù)據(jù)交互能力差異,也存在很多完善機會和更多數(shù)據(jù)帶來的想象空間,可以說,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)市場前景廣闊,“設(shè)備互聯(lián)”這一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的入口存在結(jié)構(gòu)性的發(fā)展機會。
所謂“設(shè)備互聯(lián)”,是指打通工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備數(shù)據(jù)接口,讓設(shè)備可以與外界實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時交互。設(shè)備互聯(lián)的目的是實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場相關(guān)聯(lián)的設(shè)備和設(shè)備之間、設(shè)備和人之間、設(shè)備和周邊生產(chǎn)環(huán)節(jié)(物料、材料、環(huán)境等)之間、從業(yè)者人與人之間的實時數(shù)據(jù)的交互。
聚焦到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài),是工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施,那么 “設(shè)備互聯(lián)”的外延,也就是通過把制造環(huán)節(jié)的人、機、料、法、環(huán)等數(shù)據(jù)一網(wǎng)連接,并進一步打通設(shè)計、采購、倉儲、物流等環(huán)節(jié),實現(xiàn)生產(chǎn)制造全流程、全生產(chǎn)要素的連接,實現(xiàn)生產(chǎn)運營優(yōu)化方案的輸出,以及資源的更合理調(diào)配,助力局部車間、工廠乃至全社會上下游生產(chǎn)資源的最優(yōu)協(xié)調(diào)。
二、設(shè)備互聯(lián)三種主要實現(xiàn)方式
設(shè)備互聯(lián)有著樸素的內(nèi)涵和豐富的外延?,F(xiàn)階段,針對不同需求和應(yīng)用場景,設(shè)備互聯(lián)主要有以下三種連接方式。
一是泛連接。泛連接類似于登錄企業(yè)黃頁,將企業(yè)基本信息,如簡介、裝備數(shù)量等,進行采集錄入,完成泛連接。泛連接是當下十分常見的信息錄入方式,也是一種最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集方式,屬于靜態(tài)連接。泛連接雖然信息貧乏,但我們至少可以通過泛連接,從平臺上了解到某個地區(qū)的工業(yè)企業(yè)數(shù)量,每家企業(yè)的裝備數(shù)等,從而對不同地域和企業(yè)的制造實力、產(chǎn)能分布有一個大致了解。泛連接,對于產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)統(tǒng)計分析工作,具有一定價值,但它不足于體現(xiàn)企業(yè)真實狀況。
二是淺連接。淺連接的主要特點是只單向讀取數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)采集周期以秒為單位,采集數(shù)據(jù)內(nèi)容相對有限,對有網(wǎng)絡(luò)接口的裝備會通過接口采集,而通常是通過外掛傳感器的方式獲得數(shù)據(jù)。淺連接相較于泛連接,實現(xiàn)了對設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)的采集,是目前市場上主流的設(shè)備互聯(lián)方式。
采集方式一:外掛傳感器,和設(shè)備控制器完全隔離。典型應(yīng)用如:通過在設(shè)備供電進線的火線上掛感應(yīng)線圈來獲得設(shè)備開關(guān)機狀況,通過耗電量大小初步判別設(shè)備運行狀態(tài),通過在設(shè)備表面掛溫度、力變等傳感器獲得回饋信息。這種采集方式最大的問題是獲得數(shù)據(jù)單位成本高,數(shù)據(jù)無法和設(shè)備運行過程信息在時間坐標上完全同步,優(yōu)點是簡單直接。
采集方式二:打通與設(shè)備控制器的接口,通過接口協(xié)議完成設(shè)備信息的獲取。為減少對設(shè)備控制器產(chǎn)生干擾的可能性,只讀不寫,獲得的數(shù)據(jù)實時傳遞給車間層信息系統(tǒng),通過MES、ERP等軟件平臺,加上RFID手持終端等條碼掃碼器,可以讀取生產(chǎn)加工類數(shù)據(jù)、管理類數(shù)據(jù)、監(jiān)測類數(shù)據(jù)。如,企業(yè)層面的員工績效、工時統(tǒng)計數(shù)據(jù),車間層面的生產(chǎn)訂單、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)派工、生產(chǎn)進度、庫存數(shù)據(jù),裝備層面的裝備開關(guān)機狀態(tài)、工作內(nèi)容、生產(chǎn)效率數(shù)據(jù)等。
淺連接可以真實呈現(xiàn)企業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài),實現(xiàn)車間信息化。比如,智能云科提供的設(shè)備云眼APP,借助iSESOL BOX的數(shù)據(jù)采集能力,可以實時刷新,實現(xiàn)車間信息可視化,同時還提供設(shè)備OEE分析功能,助力生產(chǎn)精益化管理。
之所以把這種數(shù)據(jù)連接方式稱為“淺連接”,是因為從數(shù)據(jù)獲取的頻次來看,這是屬于中頻次的連接;另一方面,這種連接只是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口的打通,可以單向獲得數(shù)據(jù)、讀取數(shù)據(jù),清楚地知道設(shè)備的加工信息,包括有沒有報警、閑置等,但不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的反向反饋,執(zhí)行控制命令。
三是深連接。深連接是一種毫秒級數(shù)據(jù)雙向交互的連接能力。它不僅可以采集數(shù)據(jù),還可以進行實時的數(shù)據(jù)交互,是更高層次的數(shù)據(jù)獲取能力。當前大部分工業(yè)設(shè)備都有一個“控制器”,可以執(zhí)行一定的控制指令。通常情況下,這種控制是由有經(jīng)驗的技師進行操作設(shè)定,其控制指令是恒定的。現(xiàn)在,通過邊緣計算終端所提供的數(shù)據(jù)分析能力,可以與控制器進行高速、深度的融合連接,通過機器學(xué)習(xí)的方式,對控制過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及設(shè)備加工的相關(guān)歷史數(shù)據(jù),進行建模、分析比對,結(jié)合工業(yè)機理算法的應(yīng)用,幫助傳統(tǒng)控制器提升感知分析能力,實現(xiàn)智能化決策。
也就是說,基于邊緣終端毫秒級的高頻數(shù)據(jù)傳輸和對話,解決了“控制器”對實時數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)的反饋能力缺失的問題,使原先“傻瓜式的控制器”真正成為“智能控制器”,從而不僅可以讓設(shè)備“開口說話”,還可以提升設(shè)備的智能控制能力。
三、基于裝備深度連接,挖掘工業(yè)數(shù)據(jù)價值,提升裝備智能化水平
三種連接方式中,泛連接和淺連接都只能算是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)連接方式,只有深連接,由于具備與相關(guān)裝備的毫秒級數(shù)據(jù)傳輸和對話能力,不僅涵蓋了淺連接實現(xiàn)車間信息化管理、生產(chǎn)精益化管理時所需要的數(shù)據(jù),同時,還能結(jié)合一定程度的人工智能算法、建模分析等技術(shù),對控制器中所產(chǎn)生的毫秒級實時數(shù)據(jù)進行二次挖掘,提升裝備控制的智能化水平。
通過深連接,可以讓設(shè)備實時運行狀況和設(shè)備內(nèi)生的實時工業(yè)數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步,可將生產(chǎn)現(xiàn)場的工業(yè)機理和實時數(shù)據(jù)結(jié)合形成設(shè)備運行過程中的數(shù)字模型,通過數(shù)字計算,利用工業(yè)互聯(lián)帶來的生產(chǎn)現(xiàn)場的確定性,通過工業(yè)APP的方式,實現(xiàn)特定場景下裝備智能化控制能力的提升。
比如,依托對加工過程中設(shè)備數(shù)據(jù)的實時感知能力,基于自適應(yīng)加工機理,可實現(xiàn)一定程度的設(shè)備提質(zhì)增效;基于對設(shè)備數(shù)據(jù)的毫秒級監(jiān)測,可以進行歷史數(shù)據(jù)比對,分析這些數(shù)據(jù)的趨勢,可為設(shè)備的可預(yù)測性維護提供參考;再比如,基于加工一致性的視角,分析判斷加工質(zhì)量,避免出現(xiàn)殘次品;等等。
目前,iSESOL工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過其特有的設(shè)備互聯(lián)技術(shù),可實現(xiàn)對90%以上品牌數(shù)控系統(tǒng)的深連接,通過iSESOL BOX上工業(yè)APP的邊緣計算,實現(xiàn)了如“智能增效APP”(可平均提高機床的5%-20%切削效率)、“刀具監(jiān)控APP”等一系列助力工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場提質(zhì)降本增效的智能化功能。
同時,圍繞裝備的全生命周期,為裝備售后市場提供了充足的工業(yè)大數(shù)據(jù),為裝備的預(yù)測性維護提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。如,基于對裝備歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用,進行裝備質(zhì)量分析、故障檢測與診斷、能耗管理等;基于對裝備的實時控制能力,對裝備進行實時監(jiān)控、備件管理、升級改造等。
總之,針對不同需要和應(yīng)用場景,三種不同的連接方式各有其價值。智能云科就是通過iSESOL BOX邊緣計算硬件和基于各種工業(yè)機理的數(shù)字模型和算法,深度挖掘裝備控制過程中的工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值,助力裝備智能化能力提升。