智能制造还有多远,KepOPC能解决哪些问题?

一、前言
        在2019年3月政府工作报告上,国家首次明确表示要“打造工业互联网平台”。在工业和信息化部发布的《工业互联网平台建设及推广指南》(以下简称《指南》)指出,工业互联网平台是工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽,是实现制造业数字化、网络化、智能化过程中工业资源配置的核心,是互联网、大数据、人工智能和制造业深度融合的生态体系。
    工业互联网平台打破了传统工业生产以企业单兵作战为主的模式,通过提供涵盖研发、生产、管理、营销、物流、服务等全部流程及生产要素的云端制造服务,实现资源集聚开放共享。机器之间、车间之间、工厂之间的信息壁垒被打破,生产形态进一步向网络化协同转变,并引发制造业研发创新体系、生产组织方式和经营管理模式的持续变革。
       工业互联网平台虽然经过近一年左右的蓬勃发展,国内企业在工业互联网平台和工业互联网APP生态也均有布局,然而仍然存在工业互联网APP数量稀缺,现象级工业APP更是匮乏的情况。

      先进制造企业如航天云网推出了INDICS平台,接入企业设备930034台,基于该平台推出了14类行业超过40个的云端工业APP;海尔推出COSMOPlat平台,基于该平台推出了34个工业APP对外提供服务;富士康依托自身数字化转型经验优势推出Beacon平台,通过整合制造、连网技术、数据分析、云端存储及工业互联网APP,为客户提供新型态的电子设备产品和科技服务解决方案;石化盈科推出了ProMACE,提供了可扩展的工业APP开发环境和统一的应用商店,支持第三方应用接入;装备和自动化企业三一重工推出根云平台,为制造业用户提供以工业微服务为基础的定制化、高可靠、可扩展工业APP或解决方案;徐工凭借工业设备与经验积累推出了汉云工业互联网平台Xrea,提供工业互联网大数据应用以及相关行业工业互联网APP、微服务、智能硬件;信息技术企业华为推出FusionPlant工业互联网平台,聚焦“联接+云”,提供智能化的边缘层、泛在网络、可信IaaS、工业PaaS,及汇聚生态伙伴的工业APP生态系统;浪潮推出M81工业互联网平台,基于该平台推出了工业互联网平台开放了API,提供SDK,支持工业互联网APP创新生态圈建设;用友推出了“精智”工业互联网平台,基于该平台提供了数十个行业、领域的工业互联网APP,提供了第三方开发者社区和工业互联网APP交易市场,建成了工业互联网APP生态圈;索为基于平台进行工业机理模型与微服务开发调用、工业大数据存储分析与工业互联网APP开发部署;东方国信推出Cloudiip工业互联网平台,提供强大的数据接入能力,功能齐全的工业PaaS平台,丰富的UI框架、开发框架等开发工具;互联网企业阿里巴巴重在打造云端一体化服务能力,推出supET平台,作为工业互联网APP运营平台,提供一站式工业互联网APP托管、集成、运维服务。

       可以看出,这些各行各业的大企业开发的平台都具备了“大”而“全”的特性,它们接入了大量的终端设备或是建立了专业的数据分析模型,且均采用了最新的技术架构和Web服务的模式,摆脱了传统工业控制系统的C/S架构和工业现场服务的模式。但是,这是不是又是一场烧钱革命呢?这么庞大而复杂的系统接入了工业生产现场百万级别的传感器数据,会不会是业务工作的重复开发和资源浪费呢?

二、应用分析

      1、车间的智能化取决于设备和工业:自动化的工业生产线都会配套全自动或半自动的生产控制系统(包含系统软件、控制器、传感器、执行器件等设备),他们作为生产执行系统应用在车间的各个角落,并且实现了流水线之间的联动控制逻辑,因此我们说提升某一个车间的智能化程度最大的依赖仍然是生产控制系统和工业的先进程度,而不是以上那些云平台。

      2、工厂的智能化取决于生产协同和安全管理:智能化的工厂会有很多个车间,每个车间生产或装配不同的部件,通过这些部件的合成组装成为对外输出的产品。整个工厂的生产效率是需要借助工厂的ERP、MES、PCS系统的融合和协同才能提高,所以我们说工厂的智能化程度不光取决于设备、人员及物资物流,还有生产效能管理和安全风险等都起到关键作用,环环相扣,紧密不分。

      3、企业的智能化取决于经营策略和决策支撑:现代化的大型企业都是以集团形式存在,且已经市场化程度很高,集团涵盖多方面的业务,他们不需要关心今天哪些设备故障了,哪里的物资供应又出了问题这些细枝末节的事情。集团性质的企业更多参与的生产经营方案的规划和执行效率的考核,他们把握了企业的人、财、物权就把控了整个企业的命脉,因此企业的智能化更多的是在通过对集团ERP系统数据的深挖,去指定符合实际的生产经营方案,并通过反馈回来的数据对其进行考核验证和修正。

       4、行业的智能化取决于技术创新和政策导向:“十四五”阶段,各行各业都紧密响应政府的智能化发展政策导向,坚持智能化发展思路;结合行业特点,鼓励技术和管理创新,一步步扎实地去解决“卡脖子”的难题;当今世界互联网浪潮以不可阻挡之势渗透到各行各业和人们生活之中,大数据、云计算、智能制造等新一代技术正逐步成为经济社会发展的新动力,但我们不能只是跟风炒作概念或者骗取大量融资却向乐视等企业那样挥霍并迅速湮灭,留给行业和社会的都是糟粕。

三、KepOPC能解决的问题

      针对工业互联进程中的系统间互联互通属性需要,结合OPCDA和OPCUA独立架构技术特点,KepOPC工业互联网数据交换平台融合了DA&UA于一体,提供OPC及异构系统和S7PLC等设备与云平台数据交换的同时,也开放了OPCServer的功能,方便工业现场或云平台基于OPC统一架构技术、MQTT、AMQP、WebSoket、SQL、Nosql等方法的快速安全连接和应用开发,它的应用架构请参考下图所示。

KepOPC应用架构

       它能实现如下应用场景的应用:

       1、智能工厂融合联动:工厂里车间与车间之间往往是没有硬件连接,都是系统之间的连接,尤其是老旧工厂,系统与系统之间缺乏统一的数据交互标准,很难实现生产业务的联动控制,因此,KepOPC通过连接各车间的PCS系统和PLC控制器实现预定的工业流程监测和业务分析联动控制,它不仅是实现了协议的转换,还具备了边缘计算的能力。

       2、工业互联特性:我们不做没有意义的连接,从上边的各大工业互联网平台就能看出,当前工业互联网平台拼的仍然是连接的设备数,只有拿到更多设备的数据,它们才能广而告之自己的平台是有多么的“强大”,但这样是不科学的。KepOPC能够向洒落在地上的钢珠一样迅速洒落在各个车间和流水线,快速地将其设备或系统的数据采集并传输到工业互联网平台,为这些平台提供它们用以炫耀的数据。

       3、智能云控特性:随着AI、VR虚拟现实和云平台的普及应用,很多企业通过云平台构建基于VR技术的虚拟现实场景,利用数据驱动还原了工厂的生产场景和装备运行状态,这为未来的工业生产无人化提供了很好的一个通道,当你座在办公桌前点点鼠标就能看到自己工厂和设备的全貌和运态,你还需要雇人去值守吗。当然,你也可以利用KepOPC去实现云平台与你家的智能路由的连接,控制居家设备的开停和运转,这一技术在智能楼宇行业应用广泛且前景广阔。

       4、智能“云端”:KepOPC能够嵌入到云端设备,实现类似云盒子的功能;设备针对等保2.0的工业信息安全要求,能够提供信息安全隔离等功能。

四、总结

工业互联是未来的大势所趋,我们都不能简单地拒绝它,也不能盲目地追崇它。“智能制造离我们还有多远?”—我觉得应该把基础工作做好,从人才素质的培养到基础设施和工艺的改进,每一步都需要踏实地去走。

        智能制造不是简单的数字化转型,更不是简单的机器换人或技术改造,它需要以数据为资产,以技术为推动力,以人才为支撑,真正做到工厂内软硬件的全协同,并构建能够支持业务持续创新的技术平台体系。

       全面推进信息技术在制造业中的应用,尤其是加速推广工业互联网平台中应用较好的通用性APP,如设备故障远程诊断、生产跟踪及工艺优化、生产动态排程、质量管理、物流及物资管理等,针对特定行业/企业的痛点问题举一反三,总结经验和持续改进。

        推进数字孪生、虚拟生产技术,它是“熄灯工厂”的必要条件,数字孪生体系包含了虚拟世界与现实工厂的完整数据接口,它是一种以数据和模型为驱动、数字孪生体为支撑的新型制造模式,通过AR/VR的虚拟现实技术解决人和物的不安全因素,推动工厂新型制造模式的变革。

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