一、項目背景

當前世界范圍內，隨著(zhù)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的蓬勃興起，工業(yè)正加速向數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化方向延伸拓展，軟件、數據、平臺、服務(wù)、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(lái)制高點(diǎn)的戰略選擇，更是企業(yè)變革、實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的客觀(guān)要求。

基于這一背景，力控科技緊跟時(shí)代的步伐，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數據技術(shù)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(wù)云平臺，借助AI+對企業(yè)運維體系賦能，助力企業(yè)進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)”升級，最終幫助企業(yè)實(shí)現數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)設備數據的采集、工業(yè)云智慧運維管理平臺。

本項目通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實(shí)現大范圍、深層次的數據采集，以及異構數據的協(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據基礎。利用工業(yè)云的智慧運維管理平臺的云端實(shí)時(shí)歷史數據庫海量數據處理能力，可以獨立部署在云環(huán)境，完成從物聯(lián)數據的采集、處理、存儲、分析、應用等，并通過(guò)云端可視化實(shí)現對海量數據進(jìn)行能耗統計分析、運維檢修、設備監控管理、智能決策優(yōu)化等多方面的業(yè)務(wù)功能，形成一個(gè)面向能源綜合服務(wù)的智慧維保管理平臺。

三、方案價(jià)值

3.1. 方案亮點(diǎn)

 平臺擁有強大的邊緣計算功能，能夠為工業(yè)現場(chǎng)提供更安全、高效率的實(shí)時(shí)數據，并采用多協(xié)議轉換、邊緣數據處理和緩存、邊緣分析等先進(jìn)技術(shù)；

 平臺Paas層業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)工具支持微服務(wù)和容器架構，可用于開(kāi)發(fā)各類(lèi)工業(yè)APP，以此滿(mǎn)足互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)應用需求；

平臺應用新型API技術(shù)，為多源異構系統的快速集成提供有效支撐，從而實(shí)現邊緣設備與云端的集成、傳統工業(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(jià)值

該解決方案將分散的業(yè)務(wù)場(chǎng)景通過(guò)工業(yè)云來(lái)實(shí)現集中統一管理，賦能傳統設備物聯(lián)網(wǎng)化，助力企業(yè)上云，實(shí)現企業(yè)數字化和產(chǎn)品智能化轉型；

該解決方案覆蓋了“設備監控、維保服務(wù)、優(yōu)化運營(yíng)”等應用環(huán)節，提升了相關(guān)設備的全生命周期管理和相關(guān)服務(wù)能力，通過(guò)智能化的改善，持續優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)內容，為企業(yè)安全、節能高效運營(yíng)提供了有力保障；

該解決方案是基于云計算的運維服務(wù)，是以各種監控、告警、日志、報告服務(wù)工具為依托，實(shí)時(shí)掌握設備運行狀態(tài)、問(wèn)題及處理情況。云計算技術(shù)能夠實(shí)現敏捷化及持續改進(jìn)；

該解決方案應用大數據管理和精準分析技術(shù)，通過(guò)主動(dòng)運維、故障預警和遠程技術(shù)支持等方式，盡可能的將問(wèn)題消除在萌芽狀態(tài)，后臺會(huì )不斷的計算分析運維環(huán)節的各種需求，實(shí)現運維成本的大幅降低。

四、解決方案

4.1. 設計概述

本系統采用力控自主研發(fā)產(chǎn)品：“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)FcloudComm + 工業(yè)云智慧運維平臺FthingMap（由云端實(shí)時(shí)歷史數據庫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)大數據平臺處理工業(yè)多樣化的海量數據并形成可視化分析，通過(guò)AI+來(lái)完成智能工廠(chǎng)的調度與現場(chǎng)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(guān)FcloudComm，實(shí)現對海量設備進(jìn)行連接和管理，同時(shí)，通過(guò)運用邊緣計算技術(shù)，實(shí)現錯誤數據剔除、數據緩存等預處理以及邊緣實(shí)時(shí)分析，降低網(wǎng)絡(luò )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(guān)技術(shù)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(mǎn)足不同應用場(chǎng)景的需求。

平臺層（工業(yè)PaaS層）：pSpace plus（力控云端實(shí)時(shí)歷史數據庫）可獨立部署于云環(huán)境，完成物聯(lián)數據的采集、傳輸、存儲、處理、展示的全過(guò)程，提供海量數據來(lái)支撐智能工廠(chǎng)的調度與現場(chǎng)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(hù)提供設計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng )新性高級應用服務(wù)，實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)關(guān)云端管理、設備在線(xiàn)監控、報警管理、運維檢修、能耗統計分析等多方面的業(yè)務(wù)及可視化功能。

4.2. 系統框架

4.3. 系統功能

本系統以生產(chǎn)管理能源優(yōu)化與設備運維為目標，通過(guò)應用智能識別、知識圖譜、專(zhuān)家系統、云端模型訓練等技術(shù)，來(lái)完成遠程生產(chǎn)及設備的實(shí)時(shí)診斷、預警、運營(yíng)、優(yōu)化、維護、能源管理等，實(shí)現企業(yè)智能化生產(chǎn)與管理，實(shí)現數據治理和智慧服務(wù)，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(dòng)態(tài)可視化，基于全維度數據實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測，包括運行參數、環(huán)境參數、過(guò)程參數、能耗數據、狀態(tài)信息進(jìn)行分類(lèi)展示，運營(yíng)情況一目了然。 

• 維保實(shí)時(shí)在線(xiàn)管理，減低運營(yíng)難度

使現場(chǎng)故障處理情況在線(xiàn)跟蹤管理，以促進(jìn)現場(chǎng)人員更好執行崗位職責，降低人員工作難度，提升設施安全水平。

處理結果自動(dòng)生產(chǎn)檔案記錄，便于管理人員后續進(jìn)行分析與評估。

• 遠程設備管理與預測性維護

從設備接入、運行監控、資產(chǎn)管理、數據可視、能耗優(yōu)化、設備數據預知分析等環(huán)節對設備進(jìn)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(guò)工藝大數據技術(shù)構建設備故障的自動(dòng)診斷算法與模型，自動(dòng)診斷設備故障情況，實(shí)現快速的設備故障定位。 

• 實(shí)時(shí)監測及告警管理，提升運維安全保障能力

在對設備狀態(tài)，參數數據進(jìn)行預警報警配置，并由算法提供多參數報警處理，系統能夠實(shí)時(shí)監測設備數據變化、診斷分析，對超過(guò)設定的預警和報警閥值的設備或參數實(shí)時(shí)產(chǎn)生報警信息。

系統支持按需訂閱報警，通過(guò)郵件、手機短信等方式通知相關(guān)責任人，實(shí)現了扁平化的管理。也支持根據報警信息觸發(fā)相應業(yè)務(wù)工單，及時(shí)通知相關(guān)維護人員，綜合提升、保障設備安全。

• 數據有效挖掘，能耗統計分析

總能耗、分項能耗按日、周、月、年、任意時(shí)間段的能耗統計、同比、環(huán)比、趨勢預測；

各區域（考核單元）能耗總量按各時(shí)間段的占比、排名統計；

分項能耗占比、排名統計對重點(diǎn)設備排名分析。

• 巡檢維護在線(xiàn)管理，延長(cháng)設施使用壽命

基于設施的全面數據實(shí)時(shí)監測，實(shí)現對設施異常及故障歷史情況的全面掌握；

根據歷史數據及設定的條件，實(shí)現維修保養工作流的自動(dòng)生成與定時(shí)提醒；

支持維修保養過(guò)程執行在線(xiàn)跟蹤、記錄與評估。實(shí)現計劃性維修及預測性保養，消除大面積盲目定期大修與保養的大量無(wú)效人工，效果更加顯著(zhù)，并能夠延長(cháng)相關(guān)設施壽命。

• 物聯(lián)設備與平臺運維，保障運維系統的高可用性

通過(guò)實(shí)時(shí)對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設備的動(dòng)態(tài)數據監測，進(jìn)行網(wǎng)關(guān)標識識別，實(shí)時(shí)的監測網(wǎng)關(guān)心跳，監測網(wǎng)關(guān)在線(xiàn)狀態(tài)，并對網(wǎng)關(guān)掉線(xiàn)情況進(jìn)行報警。

監控平臺對網(wǎng)關(guān)在線(xiàn)率進(jìn)行統計分析，并且記錄網(wǎng)關(guān)的在線(xiàn)時(shí)長(cháng)，故障次數等重要信息。

監控平臺能夠實(shí)現網(wǎng)關(guān)工程的上傳、下載，并能夠遠程調試網(wǎng)關(guān)工程。

5 技術(shù)提取

力控科技作為最早引入OPCUA技術(shù)的軟件廠(chǎng)商，在本方案中，采用的統一地址空間，將工業(yè)物聯(lián)數據進(jìn)行對象化映射，通過(guò)基于對象化的信息模型及實(shí)時(shí)服務(wù)與信息系統集成。

所采用的技術(shù)能夠對物聯(lián)網(wǎng)的海量三元組實(shí)時(shí)數據（實(shí)時(shí)數據、時(shí)間戳、質(zhì)量戳）記錄進(jìn)行高效壓縮，大幅節省存儲空間，壓縮運維成本。

通過(guò)分布式群集工業(yè)云實(shí)時(shí)數據庫（具備實(shí)時(shí)數據庫、時(shí)序數據庫、sql數據庫等特征），能夠對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的構建與拓展應用進(jìn)行系統的支撐。

支持上百萬(wàn)個(gè)設備的并發(fā)接入，擁有超過(guò)3000+的工業(yè)設備通訊協(xié)議的強大驅動(dòng)庫，實(shí)現通過(guò)MQTT/HTTPs/WebSockers協(xié)議雙向連接各類(lèi)IOT網(wǎng)絡(luò )或終端設備。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)采用高性能嵌入式硬件平臺，嵌入式軟件系統可以實(shí)現不同系統、控制器和現場(chǎng)設備中數據的集中采集、預處理、協(xié)議轉換和復用轉發(fā)等。