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东方国信工业互联网平台助力“两化融合”和智能制造

2017/9/7    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:云平台  东方国信  智能制造  两化融合  
本文根据东方国信工业互联网研究院院长赵宏博在2017(第二届)工业软件与制造业融合发展高峰论坛上的演讲内容整理而成。
    2017年9月2日,由中德智能制造联盟和e-works数字化企业网联合主办的2017(第二届)工业软件与制造业融合发展高峰论坛在北京辽宁大厦隆重召开。会上,东方国信工业互联网研究院院长赵宏博发表了题为《东方国信工业互联网平台助力“两化融合”和智能制造》的演讲,本文根据讲话内容整理而成。
 
云平台
    图1 东方国信工业互联网研究院院长赵宏博
 
    东方国信成立于1997年,自成立以来,东方国信就专注于大数据领域,紧跟全球大数据技术的发展趋势,通过自主研发,打造了面向大数据采集、汇聚、处理、存储、分析、挖掘、应用、管控为一体的大数据核心能力,构建了云化架构的大数据产品体系,对标国外优秀软件产品形成了端到端的软硬件相结合的大数据解决方案。
 
    以“大数据+”为战略,加快产业布局
 
    东方国信以“大数据+”为战略,紧锣密鼓的加快产业布局,以领先的大数据解决方案服务于通信、金融、智慧城市、公共安全、智慧旅游、工业、农业、医疗、媒体、大数据运营等行业和业务领域,帮助客户从数据中获得价值,得到行业与客户的广泛、高度认可,也铸就了东方国信大数据龙头企业的行业地位。
 
    东方国信目前在全国31个省及直辖市都设有分支机构或项目实施团队,构建了贴身式服务的大数据落地应用体系。东方国信发挥大数据行业资源与能力优势,引入专业投资管理机构和其他社会资本共同设立大数据产业基金,承担大数据企业责任,聚合数据价值,推动大数据+战略落地,引领产业升级,全面优化产业生态链,让大数据的价值更好的服务于社会、企业和民生。
 
 云平台 
    图2 东方国信
 
    以应用为中心向数据位中心转变
 
    智能制造在传统工业企业如何落地?不论工信部领导还是行业专家,在智能制造这条道路上的共同使命就是为企业解决智能化、数字化问题,帮助企业降低成本,增加效益。我认为智能制造不是信息化和自动化的简单升级,它应该是真正实现自感知、自决策、自适应的过程。目前,企业有很多的自动化的工业生产系统,但是没能实现智能制造?原因是这些系统的建设是以应用为中心,各个生产系统由不同的厂家提供和实施。以冶金行业为例,从最原始的原材料采购到铁矿粉烧结车间,再到铁水车间、炼钢车间,中间存在很多基础的自动化系统,相互之间的数据并没有打通,不能真正的发挥系统对整个企业智能制造优化的作用。所以解决问题的关键,就是以数据为中心,将各个系统的数据逐级打通,然后再延伸到各种应用之中。
 
    同时,我认为智能制造不仅指企业端智能制造,还应该武装上互联网思维,构建行业端数据架构,汇集行业专家、模型、算法和知识来支持企业端角色转变。东方国信利用专业技术架构搭建自己的互联网平台,其中参考对标GE和西门子等国际知名公司。
 云平台 
    图3 以应用为中心向以数据为中心转变
 
    东方国信工业互联网平台
 
    东方国信互联网平台的基础架构分为三层:
 
    第一层是基础设施层(IaaS),在这层上实现设备感知、数据采集、云化动态资源的划配、云设施的建设,最主要的功能是实现数据采集,就相当于云化资源化配,该层的涵义是数据采集才是平台基础。
 
    第二层是平台即服务层(PaaS),这是整个平台的核心。东方国信互联网平台是一个开放性的平台,不同行业的企业都可以在平台上做定制化二次开发。平台提供以下几种服务:
 
    1.大数据存储和计算服务。以钢铁企业为例,东方国信负责分析全国60%钢铁企业的几百所高炉的运行状态,这些高炉每天产生几亿条的数据量,从而带来了许多问题。如何实现大数据分布式存储?如何进行弹性计算和多租户安全隔离?我们的平台可以一次性解决这些问题,避免二次开发。
 
    2.云化开发的应用。用户在平台中可以任意调用某一组件进行定制应用开发,同时该平台还支持第三方微服务的开发并提供API框架。

    第三层是应用层(SaaS),在平台的上层集合了工业通用组件服务,利用这些组件可以进行机器学习方面的研究和开发。工业用的通用组件还包括三维可视化的组件,在这个基础上实际上再来延伸应用层(SaaS)。
 
 应用层(SaaS) 
    图4 东方国信工业互联网平台应用门户
 
    案例分享:通过数据实现产线关联
 
    以行业级炼铁大数据智能互联云平台为例,该平台是行业级、针对全国和海外做的面对企业的大数据平台。这个平台实现了动态的数字双胞胎监测,结合每个站点的定位,把现场监测的数据实体虚拟化,这种虚拟化并非简单的3D虚拟,而是结合现场的ERP监控数据。例如,在某钢厂的一个大型的钢炉发生了烧穿事故,导致这种情况发生的主要的原因是缺少对整个黑箱的监测,而是依靠人工的经验来观察钢炉安全状况是否正常。
 
    目前,工信部提倡的新四基,强调的就是依靠一软、一硬、一网、一平台来解决这些问题。所谓一硬是工业传感器和智能网关的应用。原先工业现场对整个内部的状态只能靠主观经验判断,但是现在通过传感器就可以把整个黑箱可视化。由东方国信自主研发的三维激光雷达可以实时监控的料面情况,还有热成像设备采取远红外,然后根据热辐射来成像,再加上遍布炉体的工业数字测温传感器,上述的硬件设备共同协作实现了自感知,这就像医学中的拍CT一样;在此基础上再对传感器产生的大量数据进行分析,提供智能决策,比如判断高炉是否存在烧穿的危险,操作是否合理,通过底层的一百多个数学模型和三千多条规则来对机器进行训练学习,可以指导现场的设备如何操作,这个环节属于自诊断。之后平台会将指令从云端下发到企业中心,有的流程可以实现闭环,就直接下发给ERP控制,这个环节属于自执行。下一步再根据炉子的变化进行判断,最终实现自适应或自优化的过程。
 
    这就是数字双胞胎涵盖的三大定义:第一个是静态的数字双胞胎,指的是设计双胞胎;第二,局部的动态双胞胎;第三,整个产线关联。实际上我们现在做的就是第三个级别的事情。
 
 应用层(SaaS) 
    图5 案例分析
 
    汇聚智库和专家,实现互通互联
 
    目前,很多工业企业还位于偏远山区,缺乏人才吸引力。为我们可以通过工业互联网平台实现行业先进技术和人才的互联互通,年长资深的专家坐在家中也可以为企业答疑解难。
 
 应用层(SaaS) 
    图6 大数据智能互联平台
 
    云评价及智能推送
 
    目前正在推广第三方评价模式,根据现场的20万个传感器产生的数据,科学地评估各个厂商提供的设备,通过平台为大型制造企业的上、下游供应商及客户提供基于大数据的第三方评价和需求链接。
 
 云平台 
    图7 大数据智能互联平台
 
    能源子平台:智慧节能
 
    这是关于能耗的气泡图,像对快消品,这可以看到跟国际上最先进人的差距。
 
 云平台 
    图8 能源子平台
 
    还有我们吸纳的一个团队做的风电的子平台,很多风电设备原来属于很偏远,现在基于对行业的积累,其实更关键的是加上传感器、震动传感器、加速度传感器等,对实时风机的状态,、波谱、频谱积累了各种合理的模型做大数据支撑。
 
 云平台 
    图9 风电云平台
 
    锅炉属于投资低,能耗污染空间大的产业,我们基于互联网思维平台一来做工业锅炉云平台,帮助中小企业在云端实现应用。
 
 云平台 
    图10 锅炉云平台
 
    全力打造第三方微服务共享及工业APP
 
    近期我们将推出一个互联网平台,可支持云开发、底层的开发框架以及支持多系统、多语言。我们将提炼好的通用性模型打包成了组件的模型放到平台上,这称之为微服务。用户可以通过微服务查看,不需要做第二次开发,直接通过拖拉拽来实现定制开发。对比美国的Maplan的图,这个对照机器学习和专业计算,都可以再开发完后以组件的形式放到开发框架里,目前,平台中的微服务数量已经达到两百多,现在还在持续增加中。
 
云平台
    图11 微服务共享及工业APP开发开放平台
 
    总之,软件定义制造,科技改变传统。中国自主的工业环境是全世界最肥沃的土壤,所以我坚信中国未来一定能够拥有自主互联网工业平台。
责任编辑:吴丽萍
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