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工业互联网平台大盘点(上篇)

2018/3/22    来源:e-works    作者:e-works熊东旭      
关键字:工业互联网  工业互联网盘点  
本文为工业互联网平台大盘点(上篇),主要梳理国外主流的工业互联网平台。e-works将于下周发布工业互联网平台大盘点(下篇),对国内主流工业互联网平台的进行梳理!
  (2)西门子——MindSphere
 
  如果需要为Predix选择一个行业对手,我认为非MindSphere莫属。MindSphere是西门子推出的基于云的开放式物联网操作系统,自2016年4月发布以来受到了行业的广泛关注。MindSphere之所以有着强大的行业影响力就在于西门子不但在构建工业互联网理念,而且有着比较广泛的行业应用实践,包括一系列数字化工厂和无人工厂都是以MindSphere平台为核心构建。
 
MindSphere工业云操作系统平台
图3 MindSphere基于云的开放式物联网操作系统
 
  对工业设备的数据采集,西门子提供了一个MindConnect的工具盒子,可以让设备轻松连接入网。在这里可以找到Nano这种即插即用的工具,而配套的网关、软件也都使得连接变得容易,并且可以轻松集成到MES软件上。当然,这个即插即用目前是有限制条件的,要么设备支持西门子S7的通讯协议,要么支持OPC UA这个新一代通讯协议。当然Nano应该只是一个面向既有产品的过渡手段,而对于西门子新自动化设备而言,这种工具干脆就会直接成为数字化设备的一部分。
 
  MindSphere平台主要依托Nano这一网关型硬件产品,向上与MindSphere的云端进行连接,向下与西门子的众多具有以太网通讯能力的硬件产品、以及支持通用协议的其他品牌产品进行通讯,完成数据采集与传输。如果设备的通讯协议比较特殊,用户可以基于Nano中的开源软件自行开发设备通讯与数据采集程序。
 
  下面我们具体介绍MindSphere是如何实现与设备之间的通讯与数据传输,主要的方式可归结为四种:
 
  1)MindConnect Nano
 
  MindConnect Nano实质上是一款嵌入式工控机,通过预先进行配置的方式与MindSphere进行连接通讯。在硬件上支持的接口主要包括USB、PCIe插槽、串口以及以太网口。支持的通讯协议包括西门子S7系列的以太网通讯协议以及OPC UA。Nano能够通过安全的网络连接向MindSphere传输加密数据,保证数据安全。Nano只能与MindSphere共同使用。
 
  从Nano的产品介绍中可以看出,它扮演的角色类似于位于云平台和现场设备之间的工业网关,既完成数据采集(包括建立通讯),又完成数据向云端的加密传输。而且Nano这一工业网关只能用于MindSphere体系中。
 
  2)MindConnect IOT 2040
 
  这款产品的定位还是作为工控设备与物联网的连接器,因为这款产品本身秉承了SIMATIC系列产品的工艺设计,保证了在工业现场恶劣环境下的可靠性,这一点能够弥补Arduino等物联网开源硬件在工业强度等级上的不足,相当于给性能强大的物联网硬件穿上一身安全服。
 
  3)MindConnect Software
 
  从功能上推断可能就是Nano中提供的免费开源软件。通过这个开源的软件用户可以自行开发所需要的通讯协议,与设备建立连接,采集数据。比如有些设备并不支持OPC UA工业通信标准,也不支持西门子S7系列的以太网通讯协议,在这种情况下,企业就可以利用MindConnect Software进行自主的通讯协议开发。
 
  4)SIMATIC系列及其他西门子产品
 
  西门子的自动化产品中有很多通讯模块,比如以太网通讯模块,甚至有些CPU模块中就带有以太网通讯的功能,因此,MindSphere可以通过Nano直接与西门子的这类产品进行集成,实现通讯与数据采集。
 
  对于数据的分析,MindSphere白皮书介绍比较简单,只是在介绍了MindSphere融合了自己开发的Sinalytics分析平台。这个平台与Predix平台非常类似,整合了远程维护、数据分析及网络安全等一系列现有技术和新技术,还能够对机器感应器产生的大量数据进行整合、保密传输和分析。不过西门子提供的资料表明,Sinalytics分析平台主要是提升对燃气轮机、风力发电机、列车、楼宇和医疗成像系统的监控能力。
 
  但经过2017年的发展,西门子已经对MindSphere平台的数据分析和应用开发能力做了重大优化。西门子通过与IBM进行合作,将Watson Analytics融入到MindSphere中,为MindSphere提供了多个分析工具,包括预测分析、规范分析和认知分析。在2017年汉诺威工业博览会上,西门子展示约50种工业APP,包括了降低安全风险,提升互联设备和工厂的可用性等功能。除此之外,西门子正在与源讯、埃森哲、Evosoft、SAP和微软,以及亚马逊云服务(AWS)和Bluvision等新的合作伙伴进行合作,强化工业APP产业生态的构建。
 
  MindSphere平台向下提供数据采集API,即支持开放式通讯标准OPC UA,也支持西门子和第三方设备的数据连接;向上提供开发API,方便合作伙伴和用户开发应用程序。MindSphere平台应用开发也是基于Cloud Foundry框架构建,即搭建完整的大数据预处理、存储及分析的技术框架,也融合了西门子以前在若干个领域积累的分析模型与算法,也提供开放的接口,便于用户嵌入满足个性化需求的分析算法模型。
 
  个人认为,MindSphere平台是目前最贴近制造企业工业自动化应用需求的工业互联网平台。西门子本身就是一家制造企业,生产制造一些关键的工业自动化设备。因此,既能准确的把握制造企业的应用需求,也能通过对工业设备的技术和生态掌控构建满足制造企业需求的工业互联网平台。这决定了MindSphere平台必然是当前制造企业的优先关注对象和应用实施的首选。
 
责任编辑:熊东旭
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