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物联网助力机器管理
通过数字化、工业物联网和云应用,现在可以监控现场机器并评估其性能。对于机器制造商而言,这些新发现的功能开启了全新可能。如果他们能够分析已售出机器的生产率、能耗和KPI,就可以利用这些信息来提供新的服务,建立新的业务模式。
关键词: 物联网 , 贝加莱 , 机器管理

传统上,一旦OEM厂商售出机器,除了偶尔的备件或定期维护之外,与客户联系以及任何可能产生额外收入的联系都将终止于交付。但是,这一切都将改变。

通过数字化、工业物联网和云应用,现在可以监控现场机器并评估其性能。对于机器制造商而言,这些新发现的功能开启了全新可能。如果他们能够分析已售出机器的生产率、能耗和KPI,就可以利用这些信息来提供新的服务,建立新的业务模式。对于物联网专家来说,当你能够访问有关机器状态的全面数据时,这的确是可能的。

分析机器行为

如果OEM厂商想对客户的需求做出更快响应,那么机器制造商需要与他们的现场机器建立连接。 “这是他们能够对机器行为进行分析并了解其运行状况的唯一方式,”贝加莱的工业物联网专家René Blaschke说道。尽管赞同云解决方案的观点占据上风,但是机器制造商对此仍持怀疑态度。他们经常问的一个问题是:“云解决方案能提供什么是我无法通过远程访问获得的?”Blaschke有一个简单的回答:“远程访问仅向你展示你能在机器的HMI屏幕上看到的内容。”云解决方案能够做的事情则更深入、更重要:它可以提供与机器状态和性能相关的信息。贝加莱的客户现在可以通过其首个云应用资产性能监控(Asset Performance Monitor)开启无数可能性。资产性能监控会全天候收集机器数据,准备并显示在结构清晰的仪表盘中。这使OEM厂商能够随时随地轻松地管理他们的机器。“云应用为他们提供了其整个设备机群的全局视图,”Blaschke说道。他们第一次能够对其机器的现场运行情况进行详细评估。“当机器制造商能够看到机器的生产率、能耗和KPI时,他们就可以选择和比较整个客户群中特定机型的数据。从而确定不足之处,并对机器进行有针对性地改进,”Blaschke说道。从数据分析中获得的知识还可以用于开发更高效的机器。

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云应用全天候收集机器数据,并显示在仪表盘中

新的业务模式

然而,对机器进行有针对性地改进只是利用已获得数据的一种方式。资产性能监控还为机器制造商提供了实施新业务模式的能力。Blaschke列举了服务级别协议和定制维护服务。“由于他们可以访问整个机群的数据,因此机器制造商能够为买家提供定制化的服务。例如,他们可以根据机器的实际使用情况来调整服务间隔。”

机器制造商还可以为整台机器或特定功能提供升级,以此作为面向其客户的服务。他们可以在能源和状态监控方面提供新的和改进的服务,包括处理能耗数据和显示报警。借助贝加莱的mapp技术,机器制造商将不再需要对这些功能进行内部开发和不断维护。他们只需实施和配置现成的mapp软件组件即可。

强大的幕后团队

云解决方案基于ABB Ability平台——贝加莱母公司ABB的跨行业、一体化的数字化解决方案。 Microsoft Azure作为ABB Ability平台的基础架构,确保了对全球所有ABB Ability服务的可靠访问。正如Blaschke所言:“系统具有完全可扩展性,机器制造商在现场拥有5台还是1000台机器都没有关系。”

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基于ABB Ability平台的云应用解决方案

由于ABB平台已经考虑到一些本地数据法规,例如欧盟的通用数据保护条例(GDPR),因此它们 可以集成到贝加莱解决方案中。“使用最新的加密算法、协议和技术以确保数据安全,”Blaschke肯定地说道。ABB Ability平台的物联网工程师负责确保其始终处于最新状态。“为确保内部安全,机器制造商将进行大量投资。通过使用资产性能监控,他们可以获得即用型解决方案,从而确保其数据的安全性和完整性,”Blaschke说道。

开放的架构

为了使云应用能够收集机器数据,必须将机器或生产线连接到边缘网关,例如Automation PC。 它会通过OPC UA收集机器控制器中的数据,并使用 MQTT协议将其传输到云端。边缘网关可以自动建立与ABB Ability云之间的连接,并安装必要的软件。“借助资产性能监控,我们创建了一个即用型解决方案,”这位贝加莱的物联网专家强调道。OEM厂商只需使用用户名和密码登录,即可访问资产性能监 控,并使用它所提供的所有功能。

双赢的局面

机器制造商和操作员都将从能够汇总相应数据的云解决方案中受益。“凭借云解决方案,机器制造商最终能够在机器售出后主动联系终端客户,”Blaschke说道。资产性能监控还具有多客户端功能。这样可以限制数据只允许被个别用户查看。机器制造商可以将系统转售给客户,使客户了解所使用机器的更多信息,从而开启售后对话。

精彩对话

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贝加莱工业自动化(中国)有限公司技术传播经理宋华振

自动化博览:贝加莱近年来在物联网领域发展情况如何?

 宋华振:对于物联网主要在于应用,在当前物联网的推动中,来自IT领域与OT领域的厂商各自都在用其不同的方式在推进着物联网的发展,IT希望通过通用架构与网络技术来实现,而在工业领域的物联网,即IIoT与商业物联网有着其特殊性,这包括在数据的周期性、可靠性、安全性的要求。贝加莱作为工业领域的厂商,是借助于IT技术来解决产业问题的领先企业之一,在贝加莱的物联网的技术发展中,立足于制造业本身,强化控制系统的数字化能力,提供开放的连接接口以及应用场景的开发。

自动化博览:贝加莱为物联网领域提供的产品或者解决方案具有怎样的特色?核心优势是什么?

宋华振:贝加莱的工业物联网基础产品与技术包含以下几方面:首先是对OPC UA over TSN的工业通信架构的支持,在新的X20控制器中,采用了 Intel Apollo Lake这种更为强调计算与图形图像处理能力的控制器,并支持了TSN的接口。TSN交换机、OPC UA over TSN的I/O采集单元也即将发布。此外,针对贝加莱传统优势的塑料、包装等领域,我们在OPC UA的伴随信息模型中支持EUROMAP、PackML这样的行业信息模型,有利于针对垂直行业提供工厂数据互联的基础,确保物联网应用的快速集成。其次是应用,工业物联网的分析与优化,即在原有的机理模型上,融合数据驱动的模型来处理非线性、不确定的应用。由于我们更了解工业 Know-How,因此,这样的融合中,无论是在领域知识、数据源还是满足工业的可靠稳定、安全需求等方面,都是优势显著的。

自动化博览:您如何看待我国物联网产业当前的发展现状?目前面临着哪些瓶颈?如何突破?

宋华振:物联网产业巨大,但是,对于贝加莱而言,结合自身的业务优势,我们主要致力制造现场的工业物联,其实不管是IoT还是IIoT,普遍存在 的是对于数据的统一规范的需求,对于工业来说,如果没有像OPC UA这样的规范,并非不可以数据连接与分析。但这会意味着大量的应用成为了“项目”,虽然有大量的所谓工业物联网平台,但是,其仍然无法实现连接,创造了更多的信息孤岛,因此必须有规范来支撑。其次,在实际的工业物联网中,要想实现更好地应用,达到提升效率的目的,必须有非常深厚的工业知识积累,这需要良好的工程规范来约束,形成标准化的应用模块,否则,以项目、工程的非标准化方式,很难实现大规模的突破。成本高昂,为了技术而技术的现象普遍,是很难真正推进。对于用户来说,他们不关心技术本身是什么,而在乎的是提高品质、降低成本,因此,易用性的设计架构与应用是赢得未来的关键。

自动化博览:您认为全球化疫情及其带来的经济变化将对物联网产业的发展将产生哪些影响?未来有哪些潜力行业值得关注?

宋华振:物联网最为直接的应用在疫情期间就是解决了远程的诊断、维护与调试任务,以前,我们给用户推荐这种方式,他们要么觉得不安全,要么觉得麻烦,也并不是那么多的使用。在疫情限制了人们出行的情况下,大家应用起这些远程技术,发现它并不复杂,而且大幅降低了差旅成本,缩短了服务时间和成本,显然,大家已经开始习惯于采用远程的方式来进行工作。

当前,风电、光伏电站、石油天然气等这类具有广泛地域的应用场景,对于物联网的需求是比较迫切 的。随着技术的进步,以及网络与云存储与计算资源经济性不断地提升,这样的产业会更为大幅地增强物联网应用。对于制造现场同样如此,人们需要连接,并对全局数据进行监测,分析其中的时间、成本、能 源、材料的最小约束值,以获得成本效率的提升,因此,它是有广泛应用前景的。

自动化博览:贝加莱针对物联网应用,未来在产品、技术创新上有何规划?

宋华振:对于贝加莱而言,我们深刻洞悉产业对工业物联网技术的需求,并且,这些产品技术开发都是来自于用户需求。首先在我们的控制系统中本身已经有非常多的数据功能,方便提供给系统访问,例如mapp中的mappEnergy、mappOEE、mappTweet、mappSQL,他们以嵌入式应用在机器中,可以通过OPC UA Pub/Sub机制发送给边缘或云端的分析系统,而在通信规约上,OPC UA over TSN的产品已经逐步形成系列化,进入了产业应用阶段。 更为重要的是在应用端,我们为用户提供在数据驱动建模方面的研究,这由贝加莱中国在2020年成立的机器智能研究院来进行,他们会针对预测性维护、能源优化、参数寻优、缺陷检测等智能应用来提供开发支持与服务,因此,贝加莱的工业物联网应用是涵盖软硬件,及工程经验的综合能力输出。

摘自《自动化博览》2021年6月刊

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