基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的設備智能管理應用

1、基于HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的設備智能管理應用快捷、低成本上云和能耗優(yōu)化瀚云科技有限公司（以下簡稱瀚云科技）是朗新科技股份有限公司控股子公司，總部位于江蘇省無錫市，在重慶、武漢設立雙研發(fā)中心。瀚云科技以“讓工業(yè)更有力量”為使命，以“成為價值驅動的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”為愿景，圍繞核心產(chǎn)品瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，形成并輸出云化核心能力，助力傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉型，為客戶降本增效，提質增收。一、案例概況項目背景當前，我國大量的中小工業(yè)企業(yè)設備和產(chǎn)線仍較為落后，信息化基礎薄弱， 對于工業(yè)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的關鍵參數(shù)仍采取人工查看和根據(jù)經(jīng)驗調節(jié)的方式。這些企業(yè)有顯著的

2、智能化改造需求，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)設備上云、產(chǎn)品上云， 幫助節(jié)省人員成本和能耗成本，提升生產(chǎn)質量和服務水平。瀚云科技基于原中國移動 OneNet 技術團隊和原朗新科技物聯(lián)網(wǎng)團隊開發(fā)的瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能夠為工業(yè)企業(yè)提供通用的工業(yè)網(wǎng)關、工業(yè)數(shù)據(jù)協(xié)議解析服務、拖拽式開發(fā)工具平臺、節(jié)能降耗等解決方案， 實現(xiàn)低成本上云，短周期開發(fā)。預期目標技術上，要建成安全可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，支持海量設備高并發(fā)接入，支持多樣化工業(yè)協(xié)議解析，支持快捷和可視化應用開發(fā)，支持大數(shù)據(jù)、工業(yè)機理模型組件，支持跨終端查看，支持公有云、混合云、私有云靈活部署，支持多個重點垂直領域應用。經(jīng)濟效益上，預期服

3、務上萬家工業(yè)企業(yè)，平臺設備連接數(shù)超千萬。行業(yè)示范上，將切實幫助工業(yè)企業(yè)降低成本，提升管理能力，改善效率，解決行業(yè)的共性需求痛點。二、項目實施瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 2018 年 7 月 1 日上線，9 月 16 日在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高峰論壇正式對外發(fā)布。目前正在為多個行業(yè)、領域的工業(yè)企業(yè)提供服務， 取得良好實施效果。場景特征生產(chǎn)過程監(jiān)控生產(chǎn)過程監(jiān)控主要針對工業(yè)生產(chǎn)設備，不再需要現(xiàn)場工人定時查看和上報關鍵數(shù)據(jù)，改變原有生產(chǎn)組織方式，進一步還能夠實現(xiàn)報警和反向控制。包括三類場景：第一種是生產(chǎn)設備自帶數(shù)據(jù)采集能力，直接通過瀚云工業(yè)網(wǎng)關接入瀚云HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，典型案例包

4、括熱處理鍋爐監(jiān)測、電泳池 PH 值和溫度監(jiān)測等；第二種是通過加裝傳感器進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，典型案例包括機床、沖床監(jiān)測等；第三種是監(jiān)測設備電壓和電流，實現(xiàn)對設備工作狀態(tài)以及稼動率等指標的分析，典型案例包括焊機、空壓機等。圖 1 生產(chǎn)過程監(jiān)控實施架構圖 2 生產(chǎn)過程監(jiān)控界面（以電泳池設備監(jiān)測為例）產(chǎn)品遠程運維產(chǎn)品遠程運維場景，主要是通過遠程設備接入，獲取設備運行數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)，利用瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入、設備資產(chǎn)管理、設備健康評估等，幫助生產(chǎn)者或客戶實時了解設備狀態(tài)，提升產(chǎn)品智能化水平和服務能力。在實施上，要在工業(yè)產(chǎn)品上安裝部署瀚云網(wǎng)關，并配置相關的協(xié)議和網(wǎng)絡傳輸方式。圖

5、3 產(chǎn)品遠程運維體系架構圖 4 產(chǎn)品遠程運維監(jiān)控界面（以工業(yè)儀器儀表為例）企業(yè)降耗管理節(jié)能降耗是工業(yè)企業(yè)關注的重要方向，通過各環(huán)節(jié)能耗數(shù)據(jù)采集和分析，瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以幫助用戶了解整個企業(yè)的實時用能情況，通過異常管理和異常分析用戶能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，最大限度的預防和補救損失。同時，支持通過對企業(yè)用電數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、節(jié)能數(shù)據(jù)、故障處理數(shù)據(jù)、經(jīng)濟與效益等指標進行綜合分析，為企業(yè)的技術和管理節(jié)能改造提供參考。圖 5 企業(yè)能耗管理系統(tǒng)架構圖 6 企業(yè)能耗管理監(jiān)控界面（以鋼鐵企業(yè)為例）2 模式路徑瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是在第三方 IaaS 基礎設施上自

6、主研發(fā)的PaaS 平臺和 SaaS 應用，主要應用的模式路徑包括：自助上云模式針對中小工業(yè)企業(yè)，只需要采購瀚云工業(yè)網(wǎng)關產(chǎn)品，通過簡單配置即可接入瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。通過瀚云應用加速器套件，基于拖拽方式，不需要開發(fā)一行代碼就可以快速生成工業(yè)應用，實時查看設備狀態(tài)。后續(xù)，企業(yè)也不需要配備專門的技術人員來維護。定制開發(fā)模式對于大型企業(yè)以及有特殊需求的中小企業(yè)，支持采取定制開發(fā)模式?；阱?HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎連接和管理功能，從協(xié)議解析、數(shù)據(jù)處理、應用界面、管理需求等角度進行定制化開發(fā)，支持私有化部署。云接入模式瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以作

7、為設備接入和管理的關鍵模塊被行業(yè)云集成。這種模式適用于行業(yè)云企業(yè)主導的工業(yè)企業(yè)智能化改造。開發(fā)者模式開發(fā)者模式主要面向個人開發(fā)者、創(chuàng)客、學校、科研機構等，基于可視化開發(fā)工具或代碼級開發(fā)工具進行創(chuàng)新。瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺完全中立和開放，并提供專門的開發(fā)板套件。技術實現(xiàn)平臺架構瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺基于“4+2+2+2”架構進行實施。其中，4 個子平臺包括物聯(lián)網(wǎng)平臺、邊緣計算平臺、霧計算平臺、大數(shù)據(jù)平臺，2 個服務套件包括工業(yè)應用加速器和 API 套件，2 個用戶入口包括門戶和 APP 應用，保障體系包括平臺運維與安全防護。圖 7 瀚云 HanClouds 工

8、業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構便捷的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)接入套件通過工業(yè)網(wǎng)關、開發(fā)板等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)接入套件，集成瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺支持的多種協(xié)議，適配多種通信接入方式，支持網(wǎng)關固件的在線升級、協(xié)議更換等豐富功能，讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)者快速、便捷實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)連接。可視化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)工具采用微服務架構，通過搭建基于核心 PaaS 平臺的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用孵化中心， 持續(xù)提供并完善開放的、可視化的、豐富多樣的工業(yè)應用庫，助力開發(fā)者生成各類工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用。數(shù)據(jù)可視化圖 8 瀚云應用加速器完全圖形化設計，基于元數(shù)據(jù)驅動，直觀可控；靈活的調度配置，多角度的運行監(jiān)控，完善的資源監(jiān)控體系，多種作業(yè)流處理體系讓數(shù)據(jù)

9、為制造企業(yè)經(jīng)營提供更高的價值。立體化安全防護提供 360安全防護體系，從設備層到平臺層再到應用層，構建起工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)端到端應用的多層安全防護體系，讓平臺的各類工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用戶用的放心、省心、安心、舒心；平臺完備的安全管理能力充分滿足用戶多樣化的業(yè)務需求。項目亮點瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺支持快捷的工業(yè)設備接入和應用構建，能夠提供基于工業(yè)設備數(shù)據(jù)的應用服務。本項目主要亮點包括：穩(wěn)定。平臺符合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書文件標準，支持億級設備長連接、百萬級并發(fā)，支持百萬級別 QPS 吞吐， 支持毫秒級響應，同時提供電信級服務可用性，支持秒級自動擴容。靈活。公有、私有、混合云靈活

10、部署，松耦合分層按需組合，數(shù)據(jù)、服務、應用、界面多層次雙向集成。擁有完備、全面開放的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，擁有業(yè)界領先的物聯(lián)網(wǎng)平臺基因+傳統(tǒng)電力能源行業(yè)項目交付基因。中立。朗新科技非工業(yè)企業(yè)無傾向性，非運營商無網(wǎng)絡和云基礎設施依賴性。平臺立足 PaaS，能夠被集成，擁有共生共贏的非排他性開放生態(tài)。落地。支持電力、光伏、電動汽車等行業(yè)近 100 種標準與私有協(xié)議， 擁有預測性維護、能源管控、工藝優(yōu)化、設備安全預警、能力分享等工業(yè) APP。安全。提供基于態(tài)勢感知的安全體系。三、價值成效平臺價值瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺不僅能夠幫助工業(yè)企業(yè)進行智能化改造， 也能對產(chǎn)業(yè)鏈上下游起到使能作用：對

11、于設備制造行業(yè)，能夠幫助企業(yè)迅速建立遠程連接和管理能力，支持企業(yè)開展遠程運維服務，利用產(chǎn)品服務化擴大市場，實現(xiàn)產(chǎn)品增 值。對于流程制造行業(yè)，能夠將關鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯聚至工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，進行生產(chǎn)監(jiān)測和工藝優(yōu)化，幫助企業(yè)降低成本，提高產(chǎn)品質量，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。對于工業(yè)軟件企業(yè)，支持工業(yè)軟件上云，也支持平臺被行業(yè)云集成， 能夠將工業(yè)軟件與工業(yè)生產(chǎn)設備關聯(lián)起來，使得工業(yè)軟件企業(yè)獲得進一步平臺化服務和利用工業(yè)數(shù)據(jù)優(yōu)化產(chǎn)品的能力。對于工業(yè)自動化企業(yè)，支持對自動化設備進行統(tǒng)一管理，并進一步利用工業(yè)大數(shù)據(jù)開發(fā)智能化應用和優(yōu)化管理。除了工業(yè)企業(yè)外，瀚云 HanClouds 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在工業(yè)數(shù)據(jù)采集和分析基礎上，還

12、能夠對政府、院校、科研機構、金融機構等產(chǎn)生重要價值，成為行業(yè)發(fā)展、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的催化劑。應用成效技術成效整體可用度：99.99%；設備接入能力：單臺服務器支持 10 萬設備長連接，并發(fā)消息數(shù)超過 1萬，每秒新建連接數(shù) 1000，最大并發(fā)訪問數(shù)量每秒 1 千萬個；協(xié)議解析能力：支持工業(yè)協(xié)議 8 個；計算存儲能力：數(shù)據(jù)實時處理能力 20GB/s，支持每天 10 億級別數(shù)據(jù)的可靠存儲，網(wǎng)絡帶寬 10000MB/s；實時通信能力：設備命令下發(fā)時延小于 100ms，Restful API 平均時延小于 150ms，數(shù)據(jù)實時推送時延小于 100ms；應用支持能力：提供開發(fā)工具 6 個，工業(yè)機理模型 15 個，

13、提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) API 47 種。市場成效接入企業(yè)數(shù)量 472 家，設備連接數(shù)超過 600 萬，平臺注冊用戶數(shù)量超過 10000 個；制造工藝優(yōu)化，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，制造工藝；在熱處理、噴涂等行業(yè)，助力行業(yè)企業(yè)優(yōu)化核心工藝，助力降低 510%的次品率；生產(chǎn)流程優(yōu)化，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，提供組件化系統(tǒng)功能及標準的行業(yè)接口，根據(jù)業(yè)務需求和策略，靈活組裝，應對不同的場景化要 求；提供數(shù)據(jù)應用服務、生產(chǎn)過程鏈全生命周期管理、精益業(yè)務管理內容，助力流程型產(chǎn)線提升 5%以上生產(chǎn)效率；質量管理優(yōu)化，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，將企業(yè)質量管理活動貫穿企業(yè)整個價值鏈，包括產(chǎn)品設計質量和驗證、產(chǎn)品制造質量、產(chǎn)品售后質量、供應鏈質量；實現(xiàn)自動化質量工作流，打通全質量流程，改善質量數(shù)據(jù)真實性，提供大數(shù)據(jù)分析，幫助客戶顯著提升綜合質量管理水平；設備維護優(yōu)化，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過對設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，使用工業(yè)數(shù)據(jù)建模和分析來進行設備故障診斷，預判設備的狀態(tài)發(fā)展趨勢和可能的故障模式，提前制定維護計劃，降低計劃外停機時間，降低運維成本 10%以上；能耗管理優(yōu)化，針對能耗的計量、監(jiān)測與管理三個方面，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，對各