7月3日，“設(shè)備智聯(lián),邊緣智算”-- 2018 NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)全國巡回研討會在上海舉辦。本次高峰論壇NI攜手天澤智云、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)等眾多合作伙伴，跨越軌道交通、能源電力、院?？蒲?、信息技術(shù)(IT)、云計算等多個行業(yè)，共同探討工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，打造完整方案與生態(tài)系統(tǒng)。天澤智云邊緣計算高級技術(shù)總監(jiān)崔鵬出席會議，并發(fā)表主題演講。

天澤智云邊緣計算高級技術(shù)總監(jiān) 崔鵬

工業(yè)企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型面臨著個性化、專業(yè)化、碎片化三大挑戰(zhàn)，崔鵬在演講中詳細(xì)介紹了天澤智云為解決這些挑戰(zhàn)推出的以模型為核心的智能化運(yùn)維體系及實踐應(yīng)用案例。

工業(yè)級無線智能PHM系統(tǒng)及EdgePro的誕生

隨著更低成本的傳感器、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、嵌入式系統(tǒng)以及智能分析技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，大大促進(jìn)了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(CMS)與邊緣計算硬件的普及。然而，如何直面用戶的痛點(diǎn)，直接為企業(yè)提供洞察即服務(wù)的解決方案則是工業(yè)智能應(yīng)用的根本所在。

為了能夠?qū)⑻鞚芍窃圃赑HM領(lǐng)域的經(jīng)驗與知識直接轉(zhuǎn)化為服務(wù)價值，天澤智云即將推出無線智能監(jiān)測系統(tǒng)，它可以直接對設(shè)備做健康診斷，只要將這個系統(tǒng)部署在軸承、泵、齒輪箱、機(jī)床或其他設(shè)備旁邊，就可以告訴你它的健康值是多少，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題的時候也可以直接提供報警功能。

該系統(tǒng)通過聲音、振動、電壓、電流等監(jiān)測方式實現(xiàn)對設(shè)備的智能監(jiān)測與特征提取，經(jīng)過云端或服務(wù)器端機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練和迭代之后，可以將模型部署到邊緣智能硬件，在邊緣側(cè)直接幫客戶完成整個業(yè)務(wù)的邏輯判斷和模型判斷的決策。

工業(yè)界目前一般會把邊緣硬件分成兩個類別，一類是工業(yè)網(wǎng)關(guān)，這類網(wǎng)關(guān)主要實現(xiàn)與各種PLC通訊，或者是簡單數(shù)據(jù)采集。另一類是實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)或叫嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

工業(yè)網(wǎng)關(guān)可以接入工業(yè)中一些離散裝備，這些離散裝備對數(shù)據(jù)采集的要求不是特別高，通過網(wǎng)關(guān)匯總之后再傳到云平臺上，這個是目前國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能夠支持的方式，但是該方式無法覆蓋工業(yè)設(shè)備多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)采需求，很多網(wǎng)關(guān)由于缺乏邊緣計算能力，無法實現(xiàn)邊緣智能和本地決策。

為什么要有EdgePro？

通過近兩年的工業(yè)智能實踐發(fā)現(xiàn)，工業(yè)領(lǐng)域的智能化改造，既有如機(jī)床、機(jī)械臂等以PLC通訊為主的需求，也有像高鐵轉(zhuǎn)向架、軸承、電機(jī)、泵等以通過振動、聲音或者電壓、電流等方式進(jìn)行實時狀態(tài)監(jiān)測的需求，但我們發(fā)現(xiàn)目前市場上幾乎沒有公司可以提供統(tǒng)一平臺真正實現(xiàn)對于工業(yè)網(wǎng)關(guān)、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、工控機(jī)、嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等多類型邊緣硬件的統(tǒng)一接入、配置與管理。

天澤智云通過將十多年對于工業(yè)總線協(xié)議解析、傳感器與數(shù)據(jù)采集、信號處理與特征工程、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的工業(yè)積累，推出了EdgePro工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與邊緣智能平臺，幫助用戶實現(xiàn)企業(yè)資產(chǎn)/設(shè)備互聯(lián)、狀態(tài)實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集與邊緣計算、本地智能決策與報警、允許維護(hù)人員可視化管理數(shù)據(jù)和結(jié)果，并簡化大規(guī)模私有云或公有云部署。

1、首次將數(shù)據(jù)采集、邊緣計算與特征工程配置化

工業(yè)領(lǐng)域的原始數(shù)據(jù)量非常大，而且大部分場景是做私有云部署，很多時候前期數(shù)據(jù)越多越好，EdgePro創(chuàng)新性地將數(shù)據(jù)獲取、配置下發(fā)、狀態(tài)監(jiān)控與模型部署四類功能標(biāo)準(zhǔn)化，通過開放接口可實現(xiàn)大部分工業(yè)設(shè)備數(shù)字化與智能化的多樣化需求，不論是實時獲取原始波形亦或是獲取特征數(shù)據(jù)，可通過配置輕松實現(xiàn)設(shè)備數(shù)字化映射與特征信息提取。

目前可接入、配置和管理狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(CMS)、工控機(jī)、工業(yè)網(wǎng)關(guān)/PLC與嵌入式系統(tǒng)，可滿足企業(yè)實現(xiàn)全面的智能化改造與大規(guī)模關(guān)鍵資產(chǎn)與輔助資產(chǎn)統(tǒng)一監(jiān)控。

2、提供現(xiàn)成可用的設(shè)備監(jiān)測模板

在特定工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，對關(guān)鍵資產(chǎn)或是輔助設(shè)備進(jìn)行物聯(lián)及在線狀態(tài)監(jiān)測，可幫助企業(yè)最大程度地了解資產(chǎn)設(shè)備和廠房的整體可靠性，進(jìn)而了解機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)。對于企業(yè)而言，低成本在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可顯著降低設(shè)備的運(yùn)維費(fèi)用，識別潛在故障，提前提醒用戶安排維修計劃，最大限度避免停產(chǎn)，進(jìn)而避免嚴(yán)重?fù)p失。

EdgePro可為用戶提供諸如軸承、齒輪箱、泵、電機(jī)等現(xiàn)成可用的數(shù)據(jù)采集、傳感器參數(shù)模板，并可針對設(shè)備工況設(shè)置進(jìn)入/退出機(jī)制，靈活地實現(xiàn)按需采集、靈活觸發(fā)、采樣率可調(diào)、波形長短可配的監(jiān)控策略，以解決客戶在制定設(shè)備監(jiān)測方案、傳感器選型、信號處理等方面碰到的挑戰(zhàn)。

3、支撐機(jī)器學(xué)習(xí)模型一鍵部署到邊緣端

EdgePro可為旋轉(zhuǎn)設(shè)備、電氣設(shè)備等相關(guān)應(yīng)用場景提供現(xiàn)成可用的特征參數(shù)列表以及自定義特征接口，通過不斷豐富特征列表大大降低工業(yè)設(shè)備在健康管理、能耗優(yōu)化以及其他智能應(yīng)用場景的特征提取需求。同時可提供云端機(jī)器學(xué)習(xí)模型的部署到邊緣智能終端的接口，有機(jī)實現(xiàn)云端與邊緣端的協(xié)同配合。

智能化運(yùn)維體系架構(gòu)為企業(yè)賦能

前面我們介紹了在數(shù)據(jù)接入層，通過應(yīng)用EdgePro可以完成對企業(yè)設(shè)備互聯(lián)、邊緣計算、本地智能決策與控制等功能，簡化大規(guī)模在線監(jiān)測系統(tǒng)的部署。但僅靠物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算，并不能有效解決工業(yè)企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型面臨的個性化、專業(yè)化、碎片化三大挑戰(zhàn)，這還需要分析技術(shù)、人機(jī)交互等一整套智能化運(yùn)維體系的支撐來實現(xiàn)真正的智能化。

基于GenPro、CyberSphere及EdgePro等產(chǎn)品為核心的體系架構(gòu)，將建模和軟件開發(fā)一整套體系和能力交付給客戶，使工業(yè)企業(yè)能實現(xiàn)高效的智能化轉(zhuǎn)型升級，下面我們通過智能工廠的案例給大家做個分享。

如上圖所示，左側(cè)是裝備，我們結(jié)合場景針對裝備設(shè)計健康監(jiān)測方案。將設(shè)備模型放在EdgePro這個平臺里面，這樣我們就可以通過EdgePro實現(xiàn)裝備的接入、數(shù)據(jù)的管理、配置的管理、模型的下發(fā)，硬件的狀態(tài)的監(jiān)控等。

之后通過CyberSphere模型運(yùn)行環(huán)境，實時地實現(xiàn)計算、調(diào)度和存儲這樣一些策略，最終將GenPro模型通過運(yùn)行環(huán)境，把數(shù)據(jù)和結(jié)果通過前端展示界面做實時交互。

這套方案基于我們前面講到的以模型為核心的架構(gòu)，實現(xiàn)快速、高效地項目部署。

Tips：關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和異常檢測系統(tǒng)

這當(dāng)中涉及的對于裝備和設(shè)備做關(guān)鍵部件的實時狀態(tài)監(jiān)測和異常檢測，具體流程如下：

• 選取一些昂貴或者易壞的關(guān)鍵的部件。

• 判斷制定數(shù)據(jù)采集方案，是要采集已有信息還是加傳感器。

• 信號處理，選擇采取什么算法去獲取一些信息和特征。

• 基于特征來做健康模型或業(yè)務(wù)模型。模型建模有很多方法，包括基于機(jī)理、數(shù)據(jù)、混合方式等，需要判斷用什么方式做這件事。

• 做故障的健康值的雷達(dá)圖。

• 最終通過集群管理，對工廠里同型號的不同設(shè)備、或者不同型號的類似裝備做同類比較。

最后總結(jié)一下，融合了邊緣智能的以模型為核心的智能化運(yùn)維體系可以給企業(yè)帶來什么？

1. 幫助企業(yè)按需獲取實時數(shù)據(jù)，并通過特征提取和數(shù)據(jù)管理，解決工業(yè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量低金和碎片化的問題。

   
   

2. 為企業(yè)各類設(shè)備、不同生產(chǎn)場景建立模型庫，并在行業(yè)專家的幫助下，對模型不斷地進(jìn)行優(yōu)化和迭代，使工業(yè)“大腦”越來越智慧。

   
   

3. 工業(yè)APP未來將在云端和私有云上不斷豐富和疊加。它們基于數(shù)據(jù)創(chuàng)造，將來APP可在云端做判斷，也可以直接部署在邊緣硬件端，為工業(yè)系統(tǒng)打通感知和反饋的“神經(jīng)末梢”。