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工業自動化系統的物聯網曙光

http://www.debgrams.com 2015-04-01 10:40 來源:美國風河系統有限公司亞太區工業行業銷售總監 蘇奎錦

  物聯網作為一個誘人的理想概念,已經熱門好幾年了。但是,人們普遍關注的是這種概念和技術能夠給消費者帶來哪些便利,能夠給B2C帶來哪些新財源。實際上,物聯網的商業價值,在B2B的企業中能夠更快地發揮出來。其實,這個道理非常簡單,只是B2B  究竟每天都在做什么,普通人并沒有那么關注,所以媒體也就沒有那么關注。如果你是一位B2B企業的領導者,這里所談論的話題一定讓你受益匪淺。

  通常,火車、汽車、飛機都是有駕駛員的,這就跟物聯網沒有太大的關系。如果這些機器改為自動駕駛,因為不僅需要控制好他們正常行駛,例如確保不會翻車、撞車、墜毀,這類自身自動控制,而且還必須確保按時到達目的地,例如導航與路徑規劃等系統自動控制,這就跟物聯網技術有很大的關系了。

  進一步看,如果你要讓一個運輸公司的所有車隊、一家航空公司的所有飛機、一家石油公司的整個煉油廠、一家電力工程的整個發電廠都能夠自動運行起來,從而大幅度減少人工成本,這就是更加復雜的物聯網問題了。更難解決的問題是,這些大型工業企業目前正在運營的設備和系統,其中的設備已經使用超過30年而且還將繼續使用下去,他們在設計的時候并沒有考慮到聯網這件事。

  如果我們把物聯網可以大顯神威的應用領域比作充滿希望的“綠地(Green Field)”,那么這些已經使用幾十年并且還將繼續使用的系統,我們就把它成為有待改造的“棕地(Brown Field)”好了。

  在這里,我只談談運用物聯網技術幫助B2B企業提升利潤、降低成本的最快捷方法之一——預見性維護和自適應分析。

  不論是從資本市場的角度看,還是從服務市場的角度看,預見性維護和自適應分析都應該是一個大趨勢。那么,我們首先面對的問題很可能就是,如何將這些新的方法應用到能源、工業自動化以及其他基礎設施已經使用超過30年的棕地?

  

物聯網基礎設施示意圖

  首先我們把幾個名詞的內涵搞清楚。“棕地”是指這樣一種情形,即數十億的設備和遺留軟件彼此獨立地執行分散的功能。這些設備和軟件中有部分需要改良以便進行互聯,實現物聯網的能力。而“綠地”則是指設備和軟件能夠利用物聯網的那些系統,即能夠互聯、安全和遠程管理。

  從棕地過渡到綠地有許多關鍵步驟,其中之一就是引入“網關(Gateway)”這個概念。這一概念的原理是:通過網關將數據(如位置或溫度)上報給“大數據”云計算機,然后“大數據”云計算機進行智能分析。在工業領域內,在對棕地系統進行物聯網改造時,我們很可能需要采用一種新的更具全局性的方法。

  首先需要建立一個平臺。在該平臺內,應用程序可靈活地運行在網絡中的不同設備、系統或層級上。這一平臺可以部署在云計算機房、網絡路由器、網關或者現場設備上。這樣,企業就可以向外部合作伙伴和應用開發者開放他們的平臺,當然也可以像一些大公司一樣,僅限內部使用。在普通平臺上附加巨大價值,在平臺中能夠方便地修改應用程序,讓應用程序在不同的層級間方便地移動,從而降低成本,這就是平臺可以帶來更大價值的體現之一。為滿足上述需求,風河重構了VxWorks RTOS,并將應用開發與操作系統的核心API相分離。這就使其完全模塊化了,讓客戶可以打包自己的應用,與其他人分享。

  第二步是虛擬化,從根本上將軟件與底層平臺硬件分離,就可以實現一些特殊的功能,比如讓企業的原有客戶操作系統(如Windows或Linux)與VxWorks同時運行。這就打破了設備在系統中的功能限制,使得原本只具備單一功能的設備能承擔多種功能。風河的實時hypervisor 技術在同一個平臺集成了多個應用,可以大幅度節省空間、重量和能源消耗。

  

Wind River® Helix™ 產品線著眼于物聯網帶來的系統級挑戰和機遇

  第三步是在特定的位置執行特定的功能。如同我們在網絡市場中看到的,分散的設備已經集成化,位于云端的中央服務器可以負責各種功能的執行。IEEE802.1的時效性網絡標準正在制定當中,該標準允許將設備功能轉移到網絡中,可實現運算能力的顯著提升。為實現這種“服務導向架構”方法,Wind River Titanium Server被設計為一個全集成網絡虛擬化(Network Functional Virtualization,NFV)平臺,以開源和開放行業標準作為基礎,實現NFV基礎設施接近實時的性能表現和電信網絡必須的99.9999%可靠性。

  最后是處理設備和應用鏈路的管理層。對于運行于可信系統和關鍵基礎設施上、具有數百萬個節點或終點的設備網絡,需要全面智能化,以便管理周邊設備。對此,Wind River Edge Management System為設備管理增加了必要的互聯性,可以將應用和功能放置于網絡中需要的任何地方。總之,物聯網是挖掘數據隱藏價值、改善實時決策、以及增加生產力和效率的基礎,棕色地帶到綠色地帶的轉變將帶來新的物聯網商業模式。

  

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