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一、項目背景

當前世界范圍內(nèi)，隨著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(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向延伸拓展，軟件、數(shù)據(jù)、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(shè)和應(yīng)用就成為了各國順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大勢，搶占產(chǎn)業(yè)未來制高點的戰(zhàn)略選擇，更是企業(yè)變革、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的客觀要求。

基于這一背景，力控科技緊跟時代的步伐，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與新一代的智慧維保需求深度結(jié)合，先后推出設(shè)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)進行“互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)”升級，最終幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化和智能化的成功轉(zhuǎn)型。 

二、項目概述

本項目中，所需要建設(shè)的內(nèi)容包括：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、工業(yè)云智慧運維管理平臺。

本項目通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集，以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理，構(gòu)建工業(yè)云智慧運維管理平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。利用工業(yè)云的智慧運維管理平臺的云端實時歷史數(shù)據(jù)庫海量數(shù)據(jù)處理能力，可以獨立部署在云環(huán)境，完成從物聯(lián)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲、分析、應(yīng)用等，并通過云端可視化實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)進行能耗統(tǒng)計分析、運維檢修、設(shè)備監(jiān)控管理、智能決策優(yōu)化等多方面的業(yè)務(wù)功能，形成一個面向能源綜合服務(wù)的智慧維保管理平臺。

三、方案價值

3.1. 方案亮點

 平臺擁有強大的邊緣計算功能，能夠為工業(yè)現(xiàn)場提供更安全、高效率的實時數(shù)據(jù)，并采用多協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣數(shù)據(jù)處理和緩存、邊緣分析等先進技術(shù)；

 平臺Paas層業(yè)務(wù)開發(fā)工具支持微服務(wù)和容器架構(gòu)，可用于開發(fā)各類工業(yè)APP，以此滿足互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求；

平臺應(yīng)用新型API技術(shù)，為多源異構(gòu)系統(tǒng)的快速集成提供有效支撐，從而實現(xiàn)邊緣設(shè)備與云端的集成、傳統(tǒng)工業(yè)軟件與云端的集成、平臺內(nèi)部不同軟件與功能的集成。

3.2. 方案價值

該解決方案將分散的業(yè)務(wù)場景通過工業(yè)云來實現(xiàn)集中統(tǒng)一管理，賦能傳統(tǒng)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)化，助力企業(yè)上云，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化和產(chǎn)品智能化轉(zhuǎn)型；

該解決方案覆蓋了“設(shè)備監(jiān)控、維保服務(wù)、優(yōu)化運營”等應(yīng)用環(huán)節(jié)，提升了相關(guān)設(shè)備的全生命周期管理和相關(guān)服務(wù)能力，通過智能化的改善，持續(xù)優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)內(nèi)容，為企業(yè)安全、節(jié)能高效運營提供了有力保障；

該解決方案是基于云計算的運維服務(wù)，是以各種監(jiān)控、告警、日志、報告服務(wù)工具為依托，實時掌握設(shè)備運行狀態(tài)、問題及處理情況。云計算技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)敏捷化及持續(xù)改進；

該解決方案應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理和精準分析技術(shù)，通過主動運維、故障預警和遠程技術(shù)支持等方式，盡可能的將問題消除在萌芽狀態(tài)，后臺會不斷的計算分析運維環(huán)節(jié)的各種需求，實現(xiàn)運維成本的大幅降低。

四、解決方案

4.1. 設(shè)計概述

本系統(tǒng)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（由云端實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace plus 、云端綜合可視化FSmartWorx構(gòu)成）”的部署方案。頂層設(shè)計采用工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺處理工業(yè)多樣化的海量數(shù)據(jù)并形成可視化分析，通過AI+來完成智能工廠的調(diào)度與現(xiàn)場級的智能優(yōu)化。

方案核心主要分成四大部分：邊緣層、基礎(chǔ)層、平臺層、應(yīng)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，實現(xiàn)對海量設(shè)備進行連接和管理，同時，通過運用邊緣計算技術(shù)，實現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)剔除、數(shù)據(jù)緩存等預處理以及邊緣實時分析，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸負載及云端計算壓力。

基礎(chǔ)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(yīng)用于公有云及私有云架構(gòu)，滿足不同應(yīng)用場景的需求。

平臺層（工業(yè)PaaS層）：pSpace plus（力控云端實時歷史數(shù)據(jù)庫）可獨立部署于云環(huán)境，完成物聯(lián)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、處理、展示的全過程，提供海量數(shù)據(jù)來支撐智能工廠的調(diào)度與現(xiàn)場級的智能優(yōu)化。

應(yīng)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形式為用戶提供設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性高級應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)云端管理、設(shè)備在線監(jiān)控、報警管理、運維檢修、能耗統(tǒng)計分析等多方面的業(yè)務(wù)及可視化功能。

4.2. 系統(tǒng)框架

4.3. 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)以生產(chǎn)管理能源優(yōu)化與設(shè)備運維為目標，通過應(yīng)用智能識別、知識圖譜、專家系統(tǒng)、云端模型訓練等技術(shù)，來完成遠程生產(chǎn)及設(shè)備的實時診斷、預警、運營、優(yōu)化、維護、能源管理等，實現(xiàn)企業(yè)智能化生產(chǎn)與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)治理和智慧服務(wù)，提升運維和能源管理水平。

• 綜合調(diào)度，基于“一張圖”的管理駕駛艙

使全域生產(chǎn)動態(tài)可視化，基于全維度數(shù)據(jù)實時在線監(jiān)測，包括運行參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、過程參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息進行分類展示，運營情況一目了然。 

• 維保實時在線管理，減低運營難度

使現(xiàn)場故障處理情況在線跟蹤管理，以促進現(xiàn)場人員更好執(zhí)行崗位職責，降低人員工作難度，提升設(shè)施安全水平。

處理結(jié)果自動生產(chǎn)檔案記錄，便于管理人員后續(xù)進行分析與評估。

• 遠程設(shè)備管理與預測性維護

從設(shè)備接入、運行監(jiān)控、資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)可視、能耗優(yōu)化、設(shè)備數(shù)據(jù)預知分析等環(huán)節(jié)對設(shè)備進行全生命周期的管理與運維。

基于獲取的設(shè)備運行特征信息，通過工藝大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建設(shè)備故障的自動診斷算法與模型，自動診斷設(shè)備故障情況，實現(xiàn)快速的設(shè)備故障定位。 

• 實時監(jiān)測及告警管理，提升運維安全保障能力

在對設(shè)備狀態(tài)，參數(shù)數(shù)據(jù)進行預警報警配置，并由算法提供多參數(shù)報警處理，系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)變化、診斷分析，對超過設(shè)定的預警和報警閥值的設(shè)備或參數(shù)實時產(chǎn)生報警信息。

系統(tǒng)支持按需訂閱報警，通過郵件、手機短信等方式通知相關(guān)責任人，實現(xiàn)了扁平化的管理。也支持根據(jù)報警信息觸發(fā)相應(yīng)業(yè)務(wù)工單，及時通知相關(guān)維護人員，綜合提升、保障設(shè)備安全。

• 數(shù)據(jù)有效挖掘，能耗統(tǒng)計分析

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

各區(qū)域（考核單元）能耗總量按各時間段的占比、排名統(tǒng)計；

分項能耗占比、排名統(tǒng)計對重點設(shè)備排名分析。

• 巡檢維護在線管理，延長設(shè)施使用壽命

基于設(shè)施的全面數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，實現(xiàn)對設(shè)施異常及故障歷史情況的全面掌握；

根據(jù)歷史數(shù)據(jù)及設(shè)定的條件，實現(xiàn)維修保養(yǎng)工作流的自動生成與定時提醒；

支持維修保養(yǎng)過程執(zhí)行在線跟蹤、記錄與評估。實現(xiàn)計劃性維修及預測性保養(yǎng)，消除大面積盲目定期大修與保養(yǎng)的大量無效人工，效果更加顯著，并能夠延長相關(guān)設(shè)施壽命。

• 物聯(lián)設(shè)備與平臺運維，保障運維系統(tǒng)的高可用性

通過實時對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測，進行網(wǎng)關(guān)標識識別，實時的監(jiān)測網(wǎng)關(guān)心跳，監(jiān)測網(wǎng)關(guān)在線狀態(tài)，并對網(wǎng)關(guān)掉線情況進行報警。

監(jiān)控平臺對網(wǎng)關(guān)在線率進行統(tǒng)計分析，并且記錄網(wǎng)關(guān)的在線時長，故障次數(shù)等重要信息。

監(jiān)控平臺能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)關(guān)工程的上傳、下載，并能夠遠程調(diào)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)的軟件廠商，在本方案中，采用的統(tǒng)一地址空間，將工業(yè)物聯(lián)數(shù)據(jù)進行對象化映射，通過基于對象化的信息模型及實時服務(wù)與信息系統(tǒng)集成。

所采用的技術(shù)能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的海量三元組實時數(shù)據(jù)（實時數(shù)據(jù)、時間戳、質(zhì)量戳）記錄進行高效壓縮，大幅節(jié)省存儲空間，壓縮運維成本。

通過分布式群集工業(yè)云實時數(shù)據(jù)庫（具備實時數(shù)據(jù)庫、時序數(shù)據(jù)庫、sql數(shù)據(jù)庫等特征），能夠?qū)I(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的構(gòu)建與拓展應(yīng)用進行系統(tǒng)的支撐。

支持上百萬個設(shè)備的并發(fā)接入，擁有超過3000+的工業(yè)設(shè)備通訊協(xié)議的強大驅(qū)動庫，實現(xiàn)通過MQTT/HTTPs/WebSockers協(xié)議雙向連接各類IOT網(wǎng)絡(luò)或終端設(shè)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(tǒng)可以實現(xiàn)不同系統(tǒng)、控制器和現(xiàn)場設(shè)備中數(shù)據(jù)的集中采集、預處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和復用轉(zhuǎn)發(fā)等。