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康鹏举:工业互联网平台的技术内核与创新应用

2018/4/18    来源:ALL联盟    作者:康鹏举      
关键字:工业互联网  工业互联网平台技术  
2018年4月4日,工业互联网平台宣讲团第二季第二讲继续开讲,由中国西电集团中央研究院总经理康鹏举博士为大家分享“工业互联网平台的技术内核和创新应用”。

    2018年4月4日,工业互联网平台宣讲团第二季第二讲继续开讲,由中国西电集团中央研究院总经理康鹏举博士为大家分享“工业互联网平台的技术内核和创新应用”。“工业互联网平台宣讲团”,在工信部信软司大力支持下,由中国信息通信研究院、工业互联网产业联盟、走向智能研究院主办,通过组织线上线下宣讲活动,邀请国内著名专家、学者、企业家就工业互联网平台白皮书相关理念与技术发展体系开展宣贯活动。

    以下为康鹏举宣讲图文:

    大家晚上好,很高兴在这里和大家见面,共同探讨工业互联网平台这个话题。下面我将分享一下我对工业互联网平台技术及应用的一些认识。

一、控制的故事

    人类的故事总结起来说就是关于控制的故事,更具体的说,就是控制能量的故事。蒸汽机的发明使人类进入了机械化时代,而蒸汽机的核心控制装置就是常说的调速器。通过这个装置,人类实现了对蒸汽散发的能量的驾驭。当瓦特发明了蒸汽机的调速器后,人们通过调节阀门开度,有效控制蒸汽的流量和压力,从而驱动轮船、火车、汽车等交通运输工具。后来,人类学会了驾驭电能,进入电气化时代,发电、输电、用电,深入到人类生产力的各个方面,我们控制能量的手段更加多样,也更加精准。现在,人类进入到数字化时代和互联网时代。

    在数字化时代,数据和信息是一种特殊形式的能量,和机械化时代以前的蒸汽一样,如果不知道如何驾驭,它们只能白白流失。数字化时代的企业要想成功,不仅需要拥有数据,还需要驾驭数据,将数据转化为商业价值。谷歌、百度、腾讯等,之所以成功,是因为她们找到了如何驾驭数据的真谛。当人工智能广泛应用于能量控制的各个方面的时候,也就标志着智能化时代的来临。目前,我们还处在方兴未艾的数字化时代,智能时代的探索阶段。

二、工业互联网

    工业互联网作为数字化时代的典型特征,其核心理念就是要将机器,数据和人深度融合。工业互联网的基石是极致的机器:性能极致、性价比极致、用户体验极致。极致与智能的机器个体,能够相互连接,所组成的系统体现出指数效应级的价值。设计极致的机器需要相应的数字化设计手段和工具。

    数字主线和数字孪生技术的进步可以使设计和验证在数字空间中虚拟进行,让工程师的创造潜力得到充分释放。一台智能的机器本身就是一个移动的(如旋转的发电机)或静止的(如电力变压器)数据中心。机器感知自我,也感知自己所处的环境,收集并积累大量的数据。数据有的在内部流转,有的与其它机器交流。数据是机器的表达,数据分析即是对表达的释义,发掘其内在的规律和特征。数据和分析诠释了工业互联网更深层次的价值。

    如何让数据在工业互联网中有效流动起来,将数据转化为价值而不是将这种能量白白散失。赋能与人,让人在整个能量控制过程中更有灵活性、更加关注目标结果,让创新更加自如;赋能与物,让机器能够自适应、自诊断,具有“大脑”。赋能与人和物是工业互联网平台应用创新的核心问题。总之,工业互联网平台将会以新的业务生态系统的方式为利益相关者营造独特体验和价值。

三、通过工业互联网平台,实现数字化重塑

    工业互联网平台所构建的业务生态系统,将实现企业乃至整个行业的数字化重塑。应用创新需要将多种数字技术进行有效融合,包括:云计算、边缘计算、认知计算、智能终端、数字孪生、数字主线、数字化知识体系、移动通讯和物联网等。通过这些技术的融合,我们可以重新构建客户及合作伙伴关系,以百万级别的APP让人、机器互动,提供极致和独特的用户体验,重塑行业价值链和业务运营方式。

    工业互联网的应用并非局限于特定流程,如:库存优化或工厂车间的数字化、自动化,它涉及整合全产业价值链,包括:客户交互、产品创意、产品设计、智能制造和资产优化管理等诸多数字化流程。成功的工业互联网平台将从根本上重新定义企业的经营方式,以及企业与其利益相关者之间的互动方式。

四、工业互联网平台技术元素

    根据《工业互联网平台白皮书》,工业互联网平台涵盖边缘层、IaaS层、平台层(也叫工业PaaS层)、应用层(也叫工业SaaS层)以及贯穿上述各层级的安全防护。对应工业互联网平台的层级,我们来进一步看一下工业互联网平台的具体技术元素。边缘层是指智能机器、设备层。智能机器的“大脑”是由工业控制器诸如PLC,IPC,PAC,或特殊行业用的智能终端等承担。机器的数字化和智能化是下一阶段工业发展的必然趋势。目前,以边缘机器智能为特征的下一代的智能终端技术正在开发中。

工业互联网平台技术元素

图1 工业互联网平台技术元素

    建立在以太网络基础之上的链路连接解决了大部分机器的物理连接,Profinet、实时Ethernet等多种工业协议解决了局部通讯问题,但也制造了诸多信息孤岛。异构机器间统一的通信规范和标准能够有效的打破孤岛,虽然OPC-UA及NB-IOT等技术已经有了实践性的突破,但是实现真正的安全互联互通,满足工业控制的实时性等要求,机器与机器通讯层面需要继续创新。

    工业应用场景通常是一组/群机器在一起协作运行满足生产过程的需求。比如:发电厂、化工厂、水处理厂等。机器间的协同需要一个计算能力较强的计算平台就地实现系统性、实时性强的优化控制任务。物联网雾计算平台的发展为工业雾计算技术创新提供了机遇。

    通过工业互联网的IaaS层和PaaS层实现机器数据上云,即实现基于云平台的工业大数据的收集,储存,提取等数据管理任务。由于有了工业雾计算层的过滤,进入到云平台的数据,具有时序和聚焦的双重特征,更加有效,针对这种数据的收集和存储不能再用传统的处理方式,需要创新出适用于更高阶数据和业务挖掘的面向对象和服务的数据积累新模式。工业互联网平台赋能与人的特征属性要求PaaS层提供给使用者简单易用的通用性数据处理方式和工具集,快速、高效、敏捷的构建业务,让工业领域的行业专家能够轻松众创,让构建应用的过程不再是一个编程的过程。

    SaaS层主要进行工业数据的应用以及将数据转换为商业价值。通过建模、计算、分析,让形成的结果具象化展示出来,针对特定的商业目标,开发特定功能的APP,可以是报告、控制、优化等。这种商业价值的体现,由数以万计的APP承载。通过数据提升整个企业的运营效率,关乎协作的效率,流程的精简,从而提质增效。

责任编辑:程玥
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