一、項目背景
當前世界范圍內，隨著新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的蓬勃興起，工業(yè)正加速向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化方向延伸拓展，軟件、數(shù)據(jù)、平臺、服務、智能等多元主導的特征日趨明顯，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設和應用就成為了各國順應產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大勢，搶占產(chǎn)業(yè)未來制高點的戰(zhàn)略選擇，更是企業(yè)變革、實現(xiàn)高質量發(fā)展的客觀要求。
基于這一背景，力控科技緊跟時代的步伐，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術與新一代的智慧維保需求深度結合，先后推出設備云管理平臺及工業(yè)運維服務云平臺，借助AI+對企業(yè)運維體系賦能，助力企業(yè)進行“互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)”升級，最終幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化和智能化的成功轉型。
二、項目概述
本項目中，所需要建設的內容包括：物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)的采集、工業(yè)云智慧運維管理平臺。
本項目通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關實現(xiàn)大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集，以及異構數(shù)據(jù)的協(xié)議轉換與邊緣處理，構建工業(yè)云智慧運維管理平臺的數(shù)據(jù)基礎。利用工業(yè)云的智慧運維管理平臺的云端實時歷史數(shù)據(jù)庫海量數(shù)據(jù)處理能力，可以獨立部署在云環(huán)境，完成從物聯(lián)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲、分析、應用等，并通過云端可視化實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)進行能耗統(tǒng)計分析、運維檢修、設備監(jiān)控管理、智能決策優(yōu)化等多方面的業(yè)務功能，形成一個面向能源綜合服務的智慧維保管理平臺。
三、方案價值
3.1. 方案亮點
●平臺擁有強大的邊緣計算功能，能夠為工業(yè)現(xiàn)場提供更安全、高效率的實時數(shù)據(jù)，并采用多協(xié)議轉換、邊緣數(shù)據(jù)處理和緩存、邊緣分析等先進技術；
●平臺Paas層業(yè)務開發(fā)工具支持微服務和容器架構，可用于開發(fā)各類工業(yè)APP，以此滿足互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)應用需求；
●平臺應用新型API技術，為多源異構系統(tǒng)的快速集成提供有效支撐，從而實現(xiàn)邊緣設備與云端的集成、傳統(tǒng)工業(yè)軟件與云端的集成、平臺內部不同軟件與功能的集成。
3.2. 方案價值
●該解決方案將分散的業(yè)務場景通過工業(yè)云來實現(xiàn)集中統(tǒng)一管理，賦能傳統(tǒng)設備物聯(lián)網(wǎng)化，助力企業(yè)上云，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化和產(chǎn)品智能化轉型；
●該解決方案覆蓋了“設備監(jiān)控、維保服務、優(yōu)化運營”等應用環(huán)節(jié)，提升了相關設備的全生命周期管理和相關服務能力，通過智能化的改善，持續(xù)優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)品和服務內容，為企業(yè)安全、節(jié)能高效運營提供了有力保障；
●該解決方案是基于云計算的運維服務，是以各種監(jiān)控、告警、日志、報告服務工具為依托，實時掌握設備運行狀態(tài)、問題及處理情況。云計算技術能夠實現(xiàn)敏捷化及持續(xù)改進；
●該解決方案應用大數(shù)據(jù)管理和精準分析技術，通過主動運維、故障預警和遠程技術支持等方式，盡可能的將問題消除在萌芽狀態(tài)，后臺會不斷的計算分析運維環(huán)節(jié)的各種需求，實現(xiàn)運維成本的大幅降低。
四、解決方案
4.1. 設計概述
本系統(tǒng)采用力控自主研發(fā)產(chǎn)品：“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關FcloudComm + 工業(yè)云智慧運維平臺FthingMap（由云端實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace plus 、云端綜合可視化FSmartWorx構成）”的部署方案。頂層設計采用工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺處理工業(yè)多樣化的海量數(shù)據(jù)并形成可視化分析，通過AI+來完成智能工廠的調度與現(xiàn)場級的智能優(yōu)化。
方案核心主要分成四大部分：邊緣層、基礎層、平臺層、應用層。
邊緣層：平臺的邊緣層采用力控工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)采集網(wǎng)關FcloudComm，實現(xiàn)對海量設備進行連接和管理，同時，通過運用邊緣計算技術，實現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)剔除、數(shù)據(jù)緩存等預處理以及邊緣實時分析，降低網(wǎng)絡傳輸負載及云端計算壓力。
基礎層（IaaS）：基于力控科技與阿里云的深度合作，平臺能夠充分利用阿里云平臺的相關技術優(yōu)勢，所以，該解決方案能夠完整的應用于公有云及私有云架構，滿足不同應用場景的需求。
平臺層（工業(yè)PaaS層）：pSpace plus（力控云端實時歷史數(shù)據(jù)庫）可獨立部署于云環(huán)境，完成物聯(lián)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、處理、展示的全過程，提供海量數(shù)據(jù)來支撐智能工廠的調度與現(xiàn)場級的智能優(yōu)化。
應用層（工業(yè)SaaS層）：主要采用力控云端綜合可視化FSmartWorx，以云化軟件、工業(yè)APP形式為用戶提供設計、生產(chǎn)、管理、服務等一系列創(chuàng)新性高級應用服務，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)關云端管理、設備在線監(jiān)控、報警管理、運維檢修、能耗統(tǒng)計分析等多方面的業(yè)務及可視化功能。
4.2. 系統(tǒng)框架
4.3. 系統(tǒng)功能
本系統(tǒng)以生產(chǎn)管理能源優(yōu)化與設備運維為目標，通過應用智能識別、知識圖譜、專家系統(tǒng)、云端模型訓練等技術，來完成遠程生產(chǎn)及設備的實時診斷、預警、運營、優(yōu)化、維護、能源管理等，實現(xiàn)企業(yè)智能化生產(chǎn)與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)治理和智慧服務，提升運維和能源管理水平。
●綜合調度，基于“一張圖”的管理駕駛艙
使全域生產(chǎn)動態(tài)可視化，基于全維度數(shù)據(jù)實時在線監(jiān)測，包括運行參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、過程參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息進行分類展示，運營情況一目了然。
●維保實時在線管理，減低運營難度
使現(xiàn)場故障處理情況在線跟蹤管理，以促進現(xiàn)場人員更好執(zhí)行崗位職責，降低人員工作難度，提升設施安全水平。
處理結果自動生產(chǎn)檔案記錄，便于管理人員后續(xù)進行分析與評估。
●遠程設備管理與預測性維護
從設備接入、運行監(jiān)控、資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)可視、能耗優(yōu)化、設備數(shù)據(jù)預知分析等環(huán)節(jié)對設備進行全生命周期的管理與運維。
基于獲取的設備運行特征信息，通過工藝大數(shù)據(jù)技術構建設備故障的自動診斷算法與模型，自動診斷設備故障情況，實現(xiàn)快速的設備故障定位。
●實時監(jiān)測及告警管理，提升運維安全保障能力
在對設備狀態(tài)，參數(shù)數(shù)據(jù)進行預警報警配置，并由算法提供多參數(shù)報警處理，系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測設備數(shù)據(jù)變化、診斷分析，對超過設定的預警和報警閥值的設備或參數(shù)實時產(chǎn)生報警信息。
系統(tǒng)支持按需訂閱報警，通過郵件、手機短信等方式通知相關責任人，實現(xiàn)了扁平化的管理。也支持根據(jù)報警信息觸發(fā)相應業(yè)務工單，及時通知相關維護人員，綜合提升、保障設備安全。
●數(shù)據(jù)有效挖掘，能耗統(tǒng)計分析
總能耗、分項能耗按日、周、月、年、任意時間段的能耗統(tǒng)計、同比、環(huán)比、趨勢預測；
各區(qū)域（考核單元）能耗總量按各時間段的占比、排名統(tǒng)計；
分項能耗占比、排名統(tǒng)計對重點設備排名分析。
●巡檢維護在線管理，延長設施使用壽命
基于設施的全面數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，實現(xiàn)對設施異常及故障歷史情況的全面掌握；
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)及設定的條件，實現(xiàn)維修保養(yǎng)工作流的自動生成與定時提醒；
支持維修保養(yǎng)過程執(zhí)行在線跟蹤、記錄與評估。實現(xiàn)計劃性維修及預測性保養(yǎng)，消除大面積盲目定期大修與保養(yǎng)的大量無效人工，效果更加顯著，并能夠延長相關設施壽命。
●物聯(lián)設備與平臺運維，保障運維系統(tǒng)的高可用性
通過實時對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備的動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測，進行網(wǎng)關標識識別，實時的監(jiān)測網(wǎng)關心跳，監(jiān)測網(wǎng)關在線狀態(tài)，并對網(wǎng)關掉線情況進行報警。
監(jiān)控平臺對網(wǎng)關在線率進行統(tǒng)計分析，并且記錄網(wǎng)關的在線時長，故障次數(shù)等重要信息。
監(jiān)控平臺能夠實現(xiàn)網(wǎng)關工程的上傳、下載，并能夠遠程調試網(wǎng)關工程。
5 技術提取
l ●力控科技作為最早引入OPCUA技術的軟件廠商，在本方案中，采用的統(tǒng)一地址空間，將工業(yè)物聯(lián)數(shù)據(jù)進行對象化映射，通過基于對象化的信息模型及實時服務與信息系統(tǒng)集成。
●所采用的技術能夠對物聯(lián)網(wǎng)的海量三元組實時數(shù)據(jù)（實時數(shù)據(jù)、時間戳、質量戳）記錄進行高效壓縮，大幅節(jié)省存儲空間，壓縮運維成本。
●通過分布式群集工業(yè)云實時數(shù)據(jù)庫（具備實時數(shù)據(jù)庫、時序數(shù)據(jù)庫、sql數(shù)據(jù)庫等特征），能夠對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的構建與拓展應用進行系統(tǒng)的支撐。
●支持上百萬個設備的并發(fā)接入，擁有超過3000+的工業(yè)設備通訊協(xié)議的強大驅動庫，實現(xiàn)通過MQTT/HTTPs/WebSockers協(xié)議雙向連接各類IOT網(wǎng)絡或終端設備。
●工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關采用高性能嵌入式硬件平臺，嵌入式軟件系統(tǒng)可以實現(xiàn)不同系統(tǒng)、控制器和現(xiàn)場設備中數(shù)據(jù)的集中采集、預處理、協(xié)議轉換和復用轉發(fā)等。
