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  • 工业物联网价值变现,NI已经枕戈待旦
  • 发布时间:2017-12-22 作者:石林才
  •   近年来,工业物联网的提出给制造业带来了机遇和挑战,特别是当前全球制造业都在走向智能制造时代,作为智能制造的核心技术之一,工业物联网已经从概念走向实际应用开始“价值变现”。
      NI,美国国家仪器,在三年前就开始大力布局工业物联网,凭借其在测试测量和工业控制领域积累的多年经验,已经发布了众多针对工业物联网的产品和技术。在近期举办的NIDays2017技术盛会上,笔者看到对于工业物联网价值变现,NI已经枕戈待旦。
      助力中车高铁列车预测性维护项目
      物联网几乎可以把任何物体转化为有关该物体的信息源,而工业物联网将每一个设备变成数据终端,全方位采集底层基础数据,并进行更深层面的数据分析与挖掘,从而提高效率、优化运营。由此可见,数据是工业物联网的核心。预测性维护作为工业大数据当前最重要的应用,是工业物联网“价值变现”的开始。
      在NIDays2017上,来自中国中车青岛四方机车车辆公司国家工程实验室试验部的张志强主任,分享了和NI、天泽智云在高铁PHM(Prognostics Health Management,故障预测与健康管理)领域的合作项目。
      据张主任介绍,以当前高铁轴箱轴承的维护为例,当轴箱轴承经过不同里程的磨损后,就必须进行无差别的定期多级维修,如在动车所维护的一级修、二级修、三级修,而达到240公里后就需要返厂进行四级修、五级修,为了保证质量,中车实施了维护无差别对待。无论器件的状态好坏,全部进行更换,从而产生了大量的维修冗余和费用。
      为此,中车正在开展《轨道交通装备故障预测和健康管理技术研究及应用》国家重大专项,要将高铁系统从“周期性的定期多级维修方式”转向“状态监测和预测维修方式”从而减少浪费和维护费用。该项目的第一个子项目是高铁轴箱轴承部件的预测性维护,目前中车已经和NI、天泽智云共同研发了基于NI InsightCM以及CompactRIO架构的高铁PHM车载样机,通过该样机构建了一个高铁在线实时监控系统,针对高铁测试线上的10个旋转件进行测试,测量各个旋转件的震动与转速情况,并对采集下来的大量时间序列数据按需求进行筛选、分析,进一步得到所有旋转件的健康状况。
      “由于采用NI模块化的开放架构,这个方案从设计到实施的周期只有一个星期,采集到的数据质量也非常高,在cRIO中运算的PHM智能算法也能够满足实时性的要求,目前这一PHM系统在实验室的台架实验中准确率高达90%以上!”NI全球技术和市场总监Rahman Jamal告诉笔者。
      
      工业物联网未来通信标准TSN的先行者
      随着物联网技术进入工业领域,工业通信网络将面临巨大挑战。特别是在工业领域,由于实时性、可靠性的要求远远高于其他领域,所以一直以来工业领域的网络通信采用非标准的工业以太网,比如EtherCAT、PROFINET、POWERLINK等,这些协议在满足机器运动控制等方面已经绰绰有余,但到了工业物联网时代,需要连接的点数越来越多,需要传输的数据也越来越大,再加上这些已有的各类工业以太网标准之间不能真正的互联互通,所以,在IEEE 802标准委员会和AVnu联盟的推动下,TSN——时间敏感网络应运而生,并且迅速获得全球各大厂商、组织的推崇,并有望成为未来工业物联网的统一通信标准。
      作为TSN标准制定和推动的联盟成员之一,NI一直是TSN技术的先行者,不但积极参与TSN标准的制定,而且还在大力推动TSN的落地应用。在2016年,NI就推出了全球第一款支持TSN的控制器CompactRIO 903X系列,并联合英特尔、思科推出了全球首个TSN技术体验平台,与工业互联网联盟(IIC)以及博世、英特尔、库卡、施耐德电气以及TTTech等公司合作开发了全球首个TSN测试台。
      2017年,NI又在NIWeek上发布了两款集成TSN的CompactDAQ以太网机箱——cDAQ-9185和cDAQ-9189,从而实现了远距离、大规模的分布式数据采集系统的精确同步,而且无需任何外部硬件或路由器,即可轻松实现多机箱系统扩展,使NI在分布式测量领域更进了一步。
      “NI之所以希望推动TSN标准快速落地,其目的就在于希望能够用统一的标准来支持所有设备和机器实现互联互通,从而加速工业物联网平台的构建。”Rahman Jamal说道。
      除了不断丰富TSN的产品家族外,NI还在2017年初在美国总部联合AVnu联盟、工业互联网联盟、英特尔、思科、PTC、OPC基金会和赛灵思等生态合作伙伴成立了工业物联网实验室,将通过这些产业链巨头一起“头脑风暴”,将对TSN、IIC测试平台等全球工业物联网领域的先进性融合提炼,提供给企业、产业“挖掘价值的能力”。
      平台化解决方案加速工业物联网价值变现
      工业物联网在各个应用场景的落地和价值变现,是一项系统工程,不仅需要行业的专业知识,而且还需要一个适合各行业数据采集、传输、处理、分析和决策的通用开放平台。事实上,NI一直是数据采集领域的平台级解决方案供应商,不但拥有台式便携测量设备、CompactDAQ、PXI模块化仪器、CompactRIO等硬件平台,而且还拥有LabVIEW这个图形化数据采集和控制的软件平台。凭借这些软硬件平台,NI成为了数据采集和测试测量领域的领导厂商。
      为了加速工业物联网的落地,NI提出了以软件定义为核心的工业物联网平台化解决方案。而随着去年新一代LabVIEW——LabVIEW NXG的发布,以及专为工业物联网市场开发的两款软件InsightCM与SystemLink的陆续推出,NI的工业物联网解决方案的价值日益凸显。
      首先,LabVIEW是整个平台的通用基础软件,为适应工业物联网时代更加灵活、更加开放的需要,NI在今年5月份发布了以快速测量、即时洞察、可选编程为特色的LabVIEW NXG,通过引入重新设计的编辑器,不仅实现了测量自动化的创新,在基于配置的软件和自定义编程语言之间建立了桥梁,还进一步拓展了LabVIEW的开放性,将更多的语言集结合进来,极大提高平台搭建的效率。
      而InsightCM一直是NI工业物联网平台中重要的企业级设备状态监测软件,可以实现数据采集、数据管理、数据分析和系统管理,让用户通过浏览器的方式监测设备实时运行状况,并通过采集到的波形制定维护计划,内置了多种算法。
      最新发布的SystemLink则是用于大型分布式系统的设备管理和状态监测软件,它实现了分布式大型设备的远程统一管理。SystemLink可以应用于NI所有的平台,能够实现移动设备的显示,且集成了状态监测功能,可实现整个分布式系统设备的链接、软件部署和数据通信的大规模协调。SystemLink的状态监测功能未来还会进一步加强,InsightCM的底层架构移植到SystemLink,使其成为更强大、更全面的工业物联网软件。


    NI全球技术和市场总监Rahman Jamal


      “基于NI平台构建的端到端工业物联网架构,可以帮助客户实现围绕工业大数据和工业物联网展开的细分应用,例如工业测量、在线状态监测、智能测试等,而软硬件平台的一脉相承和灵活兼容更能够帮助客户降低系统设计的难度,简化开发流程,提高开发效率,加速工业物联网的价值变现。” Rahman Jamal最后总结道。

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