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關于物聯(lián)網(wǎng)向傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)生的沖擊分析介紹

英特爾物聯(lián)網(wǎng) ? 來源:djl ? 2019-09-12 16:59 ? 次閱讀

物聯(lián)網(wǎng)向傳統(tǒng)工業(yè)扔了一個大招,傳統(tǒng)工業(yè)接住了并覺得很有效!當物聯(lián)網(wǎng)在傳統(tǒng)工業(yè)中大展拳腳,一切變得簡單、可靠!

物聯(lián)網(wǎng)最主要的驅(qū)動力之一來自于商業(yè)和工業(yè)化應用,因為這可以大規(guī)模地體現(xiàn)其經(jīng)濟價值。不過,傳統(tǒng)工業(yè)設備往往不喜歡改變,因為控制設備數(shù)量龐大、安全可靠性等原因。不久前,英特爾的子公司—風河公司全球產(chǎn)品與營銷高級副總裁Jim Douglas用生動的比喻講述了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的部署。

數(shù)以千計的PLC管理并不難

物聯(lián)網(wǎng)是非常有意思的概念。之前30年,業(yè)界一直在幫助客戶安全地防護好他們的數(shù)據(jù),封閉在生產(chǎn)系統(tǒng)之內(nèi),不至于外泄。但是,現(xiàn)在我們又要幫助客戶把企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)開放,給出數(shù)據(jù),分享數(shù)據(jù),傳到云端。

在IT(信息技術)端,強調(diào)的不是物理設備的安全性,而是數(shù)據(jù)的安全性。而物聯(lián)網(wǎng)主要是強調(diào)既要滿足物理設備的需求,也要滿足IT架構(gòu)下數(shù)據(jù)安全性的需求。

以工業(yè)PLC的物聯(lián)網(wǎng)部署為例,如何把開發(fā)出來的軟硬件部署到上千個PLC(可編程邏輯控制器)上,同時你還可以去監(jiān)測、控制這些設備?

? 第一步,過去你肯定是一個個地裝硬件,然后再一個個地裝軟件。但是在物聯(lián)網(wǎng)場景下,你就不用一個個地裝軟件了,全部是遠程操作。安裝的過程首先是你知道它已經(jīng)裝上了,已經(jīng)辨別出來了。同時要確保它是聯(lián)網(wǎng)的,但是要限制它能夠訪問網(wǎng)絡的功能。總之,就是你安裝的過程是一個合規(guī)的過程,它符合安全的性能要求。

? 接下來進行配制。就像你買了一部新手機,上面會提示你有最新操作系統(tǒng),問你要不要下載。為什么會出現(xiàn)這樣的提示?因為手機從出廠到你手里可能已經(jīng)3個月了,軟件更新迭代的速度較快,你肯定希望你的硬件上跑的是最新的軟件。

安裝、配置好之后,你要檢測它是否正常工作。接下來你就要進行數(shù)據(jù)分析了。通過數(shù)據(jù)分析找到各種變化的趨勢,做出運營管理的決策。在運行一段時間后,設備可能需要更新?lián)Q代,直到其生命周期到了退役的終點,這期間都需要進行管理。

不過,管理需要考慮多方面因素。在工廠里,采用Helix物聯(lián)網(wǎng)工具集后,現(xiàn)在不僅可把目標設定成我的測試APP,還可以在大規(guī)模的幾千件上面同時測試。在以前的物理技術中,你要做任何測試,必須把它拿到實驗室里。但在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中,由于采用了Helix Lab Cloud,就已經(jīng)把這個應用開發(fā)放到云端了,可把整個實驗過程虛擬化。在這個實驗室當中,你所創(chuàng)建的任何的APP都可以在虛擬化的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架中進行測試。

比如在云端實驗室,一千件PLC同時進行大規(guī)模的使用測試。測試的過程也是調(diào)試的過程,可確保它真地放到現(xiàn)實當中使用時是可以非常平穩(wěn)運行的。而且測試的不是一件,而是上千件。調(diào)試成功后,我對現(xiàn)實的物聯(lián)網(wǎng)當中去部署它就非常有信心了。

? 第三步要做的是管理和部署Helix設備云。這個設備云代表你在部署的過程中可以控制這些設備。比如,我開發(fā)出來新的APP后要把它裝在一千個PLC上面,我要確保每一個PLC上都要同時跑這個APP,而且我是遠程操作。一旦裝載了這些APP之后,我還要進行遠程的監(jiān)控。同時我還要從設備上收集運營的數(shù)據(jù),看他們是否正常。我也可以加一些商務邏輯在里面,比如這個設備我希望他在某一個溫度區(qū)間里。如果超過溫度的上限這個設備就給關掉,停止一段時間后再開始。

再回到一開始的概念,從前端設備上提取這些數(shù)據(jù),上傳到云端,云端進行分析之后把結(jié)果再帶回到設備這端,這就是整個的循環(huán)過程。

煉油廠的改變

如何改造傳統(tǒng)工廠?舉一個煉油廠的例子。因為石化項目一般對安全性要求很高,所以很多設備都是三倍冗余度。如果我們觀察一下整個設備的架構(gòu)(如下圖左圖),可以看到最底層的架構(gòu)是開關閥,要去控制開關和閘,你就要有PLC去進行控制。再上面一層是控制單元,控制所有的PLC。

為了確保這個設備系統(tǒng)是安全、可靠,需要隨時有備份,因此盡管你只需要1000件,但是備份三倍就變成3000件。一個設備壞了,第二個設備馬上就要上線,第二個設備壞了第三個設備立即上線。

這種設備整個的開發(fā)、維護成本是非常高昂的。因為所有硬件數(shù)量龐大,而且硬件需要人工一一測試,包括更新里面的軟件。所以傳統(tǒng)安全要求的行業(yè)根本就不愿意采用任何新技術,盡量繼續(xù)維持。所以這樣的化工廠,20年基本上技術設備是一成不變的。

1995年互聯(lián)網(wǎng)論文已經(jīng)開始發(fā)表,到現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)與技術日新月異,但煉油廠20年都沒變過!風河提供的建議如上圖,下面叫執(zhí)行器、控制器,中間那層是PLC,最上面一層是控制層。現(xiàn)在我們干脆把最上面的控制層拿掉,把它們?nèi)刻摂M化。我所有的控制層全部都是云端的虛擬。因為虛擬化了,所以我可以持續(xù)地進行最新的版本更新。

這是一個非常好的夢想。但是像石化這樣的傳統(tǒng)企業(yè),對安全性的要求非常之高,還要求實時性、可靠性。舉個簡單的例子,你正坐在辦公室里,突然收到了一個軟件更新的郵件,說我要更新你的outlook,要8個小時的下載時間。你無法保證這8個小時都讓它做下載這件事,否則你的控制怎么辦?可能發(fā)生的事故怎么辦?因此這并不是一種可行的方案。風河的物聯(lián)網(wǎng)方案——Helix產(chǎn)品集有一種獨特的能力,就是非常有針對性的,同時能夠讓整個物聯(lián)網(wǎng)安全可控。

過去三十年中,風河所做的系統(tǒng)可謂是高可靠性、安全的解決方案。至今全球已有20億個設備搭載了風河技術,橫跨的行業(yè)很廣,從國防到工業(yè)控制,從通訊到交通。

風河Helix產(chǎn)品集

風河的物聯(lián)網(wǎng)方案——Helix產(chǎn)品集全面覆蓋物聯(lián)網(wǎng)應用的各個方面。比如傳感器端有VxWorks。風河也有云端的產(chǎn)品,是母公司——英特爾整個物聯(lián)網(wǎng)大戰(zhàn)略當中的一個重要組成部分。風河跟英特爾緊密合作,構(gòu)架出一幅完整的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu),既包括了操作系統(tǒng),也包括了IT技術。

實際上風河更加關注的是操作系統(tǒng)。2015年底,風河最新推出綜合云計算套件Wind River Helix Cloud等。其中Wind River Helix Cloud SaaS產(chǎn)品可以解決上述案例的問題,包括三部分:

? Helix App Cloud:用于構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應用的云平臺開發(fā)環(huán)境。 ? Helix Lab Cloud:用于模擬和測試物聯(lián)網(wǎng)設備和復雜系統(tǒng)的云平臺虛擬硬件實驗室。 ? Helix Device Cloud:用于管理已部署物聯(lián)網(wǎng)設備和數(shù)據(jù)的云平臺。

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