工业网络可以怎么设计?

工业网络可以怎么设计?,第1张

如今,移动技术的应用和增长创造了一个快节奏的社会,人们对即时信息和即时反馈已经习以为常。对于制造行业和物流行业的公司来说,通过更多地利用工业物联网,可以更好地满足新时代的新需求。工业物联网涉及物联网技术在制造工艺和供应链中的应用。除了来自设备和传感器的数据外,工业物联网战略还应该结合机器学习和大数据技术,利用现有传感器、机器对机器(M2M)通信、自动化技术的组合,可以为企业提供更多见解。新兴技术潜力是巨大的,正在不断发展并以极快的速度发展。因此,企业必须考虑如何最好地采用工业物联网作为有利于业务的计划的一部分。反过来,这种洞察力水平可以有助于未来的商业决策和成功。

制造行业的企业往往拥有并运行大量的工业设备,所有这些设备都需要监控和维护。对于现有的部署,工业物联网使得基于更精确数据的制造过程中决策的改进成为可能。它还可以用来提高生产质量和正常运行时间,因为从网络上的设备和传感器收集的数据可以实现对生产设备的实时和预测性维护。工业物联网背后的主要思想是使机器在制定决策时比人类更智能、更高效。这依赖于准确、一致地捕获和传递数据。现在很多公司正在开发高精度测量的前沿传感器。这些数据可以与实时分析耦合,可以解析机器运行情况。

就拿制造业的车间举例。
在整个生产车间,想让设备发挥最大价值,您必须让所有设备联网运作。盖勒普 DNC生产设备及工位智能联网管理解决方案,作为精益生产车间的最佳网络管理平台,简化 *** 作流程,从而节省成本,稳定的运作保障数据顺畅流转,强大的可扩展性,让企业挖掘无限潜力。
车间“物联网”解决方案适用企业:
●各类规模的离散制造企业,以机械加工装配为主
●以多品种小批量,多品种多批量为主的各种生产类型
●研发和批产混合生产模式的制造企业
●适应各类按库存、按订单生产的制造企业
●生产管理模式寻求突破、创新,产品工艺复杂和状况多变的制造企业
车间“物联网”解决方案帮助企业实现:
●可靠、稳定、智能的平台,实现全程无纸化推送,每一个程序都将得到永久追溯;
●所有工业设备联网在线,同时有效的统一管理生产设备、加工程序和工位信息;
●为不同车间生产需求搭建多样的车间网络系统;
●节约设备 *** 作人员花费在程序流转上的时间,消除由于频繁的程序流转而导致的加工错误;
●车间生产现场的通讯数据与企业的第三方信息化管理系统集成应用(如:MRPII/ERP/MES/PLM/CAPP/CAD/CAM),达到真正高效即时的数据共享;
●为企业进一步数字化工厂的建设预留接口,搭建一体式的智能化车间网络管理平台。

市场研究机构IDC日前发布了中国制造业物联网市场预测报告,预计到2020年,中国制造业企业物联网支出将高达1275亿美元,未来五年年均复合增长率将为147%。其中软件和服务将会引领中国制造业物联网支出快速增长,二者所占市场份额将超过60%。而Gartner公司研究预测,全球目前已有约50亿个能够连接无线网络的各类产品和设备,这还不包括手机和电脑。到2020年,这个数字预计将高达210亿。这些互联产品所产生的海量数据将催生未来工业企业的新模式:生产服务。一直以来,传统工业关注如何制造产品,产品的销售在某种意义上意味着“结束”,而在未来,产品售出以后则是真正的“开始”——生产商基于产品被终端用户使用时所产生的数据了解其使用情况,提供后续运营与维护,并基于用户信息开发出其他服务。
物联网已经成为国家战略新兴产业,并写入“十三五”规划当中。而“中国制造2025”更是中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。在中国政府政策与资金的支持下,推动智能制造发展、提升网络化协同制造水平、加快制造业向服务转型将成为制造业发展的主要方向,将会在未来3至5年推动制造业物联网支出保持较高增长。
中国物联网在制造业的发展虽然仍处于初期阶段,但是其应用的深度与广度在不断加强,新的应用场景不断涌现。随着新兴技术(如云计算、大数据和移动技术)与物联网的融合以及IT(信息技术)与OT(运营技术)集成,物联网技术的潜能将加速释放。IDC预计,未来两年,中国制造业物联网发展将呈现以下三大趋势。
——物联网平台竞争将日趋激烈。随着越来越多的企业部署物联网应用,IDC认为,制造业物联网平台将是代表智能制造变革与重塑的主要方向之一。未来的平台,既可以来自硬件领域,也可以来自软件领域。在硬件管理领域,主要是生产设备的连接管理;软件领域主要包含企业应用管理平台、企业信息显示与报告平台,以及企业数据分析与洞察平台。
——物联网应用将加速制造业创新。制造业物联网应用将引领制造业企业进入创新和变革的新时代。物联网应用的低成本感知、高效的数据收集、实时的数据记录、分布式计算和高级数据分析等优势,必将加速信息技术和制造业深度融合,创新企业的研发、生产、运营、营销和管理方式。此外,机械学习技术不断取得突破,也将促进制造业数据分析变得更加迅速和精确。
——边缘计算将成为下一个热点。随着物联网终端的大量部署,物联网产生数据将呈现几何式的增长,因此通过分散的终端设备和物联网网关进行数据过滤和处理,将是制造业物联网应用的重要发展方向。同时,数据将逐渐成为企业的重要资产,边缘的智能化,将在网络或者数据中心出现异常时,保证数据的安全,帮助企业规避风险。
IDC制造业高级研究经理王岳表示:“中国制造企业已纷纷开始部署物联网战略,旨在提高企业生产运营效率,并加速由生产向服务转型。随着智能制造的推进,信息技术与运营技术的快速融合,以及 数字化双胞胎 概念的普及,物联网技术将在制造业获得更大的发展空间。同时,物联网与云计算、移动技术、大数据等新兴数字技术的结合,将进一步释放物联网的潜能,为打造物联网生态闭环奠定了坚实的技术基础。相信未来,随着生态的逐渐成熟,基于物联网平台的行业与细分行业应用将迎来快速增长。”
物联网在工业领域的应用不仅使数据流、硬件、软件实现智能交互,更将从本质上颠覆传统工业模式,形成新的工业业态,而“软硬结合”将是未来工业企业在这一轮技术革命新浪潮中脱颖而出的核心竞争力。全方位整合的安全工业物联网解决方案能够为工业企业提供一站式服务,不仅能够实现设备与资产的智能互联、数据管理和现场控制,还可以实现大数据分析和智能协同,大幅提升生产力。这正是得益于物联网和大数据平台的构建。霍尼韦尔过程控制部的陈延表示:“传统制造业的工艺越来越精密化,工业设施和 *** 作过程也日益复杂,物联网在工业领域的应用未来不仅要着眼帮助提高生产效率,同时也要关注过程的安全性、可靠性。此外,物联网还将给工厂管理人员和工人带来全新的工作体验,蓝领和白领之间的界限未来将日渐模糊。”
此外,物联网和大数据平台的出现让工人也日益融入互联平台。例如,在未来的互联工厂里,作业人员的便携式设备可以实时地与指挥中心进行信息和数据交互,实时快捷地参与整个厂区的监测和 *** 控。万物互联时代,物联网对传统工业形成新的挑战,也带来新的机遇。对中国制造企业来说,软硬件相结合、效率和安全并重将成为未来工业企业的核心竞争力。
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除了在电子消费市场狂飙突进,展锐5G技术 探索 和应用,于物联网(IoT)生态构建层面,布局更广、速度更快且相对前者的现状而言,竞争力更强。

9月16日,展锐和11家物联网模组和方案商签署5G合作协议。这显示出这家目前国内除了海思(Hisilicon)之外唯一拥有消费级(5G移动SoC)和工业级(物联网)芯片设计能力的芯片商,正在加快物联网应用生态的搭建速度。

从展锐对自身商业定位“数字世界的生态承载者”角度观察,不难发现,在5G时代,展锐更侧重底层数字通信技术的生态聚合对物联网的支撑能力。

整体上,展锐的商业定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。
展锐正在两个方向——消费级5G SoC移动及基带以及工业级物联网芯片设计——与高通、联发科、海思和苹果等芯片商展开正面“竞合”。

展锐消费级5G SoC移动芯片设计水平和市场主流旗舰级顶尖竞品的差距,已从10年缩短至1年。在各类消费级终端出货量上,展锐的同比增幅因基数较低而显得璀璨夺目。展锐4G移动芯片也开始为荣耀和realme等主流智能手机商大规模采用。

除此之外,展锐在4G/5G技术的主场——物联网,斩获同样颇为耀眼。

根据市场研究公司Counterpoint近日发布的第二季度全球蜂窝物联网市场跟踪报告,展锐在物联网领域依然延续高速增长:2021年第二季度,展锐是全球前五大蜂窝物联网芯片厂商中唯一一家同比增速超过100%的玩家。

在NB-IoT、Cat1和5G等物联网全场景各个领域,展锐在高速推进,并于中国、欧洲、印度、中东和非洲和拉美等区域,蜂窝物联网芯片出货量均位列当地芯片供应商前三。

展锐高级副总裁、工业电子BU总经理黄宇宁说,“工业电子BU自2019年成立以来,顺应了工业与 社会 数字化转型中对连接和计算的刚需,整体业绩连年翻番。”

展锐CEO楚庆认为,5G技术专为“万物互联”而生。即使是智能手机,也是物联网的一部分,有别于工业物联网,智能手机终端属于C端消费级场景。

自2019年进入“5G”元年至今,物物连接的规模快速扩容。

据黄宇宁预计,2023-2024年,支持5G R17技术规范的RedCap(低容量:Reduced Capacity)特性设备将得以普及,这将进一步提供超高密度的连接容量,真正实现将“每一块石头都连上网”。

5G万物互联网络的价值和连接数量的关系是什么?

根据梅特卡夫定律(Metcalfe's law):网络的价值与联网数量的平方成正比。有别于一般的资源,分享使用的人越多,每个人得到的资源就越少。依靠连接构建的网络则恰恰相反,使用的人越多,网络的价值越大。

黄宇宁说,“可以想象,拥有30亿-50亿甚至 500亿个连接的网络价值能有多大?!”

超量的IoT连接,叠加“端边云”的智能计算,数字世界和物理世界的边界将被打破,数字化红利也将从消费领域扩展到 社会 的各个基础行业,包括5G在内的全场景通信技术,将完成从个人到工业体系再到整个 社会 的智能化升级。

当前,IoT蜂窝通信网络呈现出四代技术并存的局面。

2G/3G正在加速向4G/5G转网,4G阶段出现为物联网场景做“预热”的通信标准,如NB-IoT低功耗广域物联网和Cat1中速广域物联网等,这些标准的特性是“人联网”。

5G通信技术,是为物联网而生的首个通信制式,除了“人联网”,还实现了“物连物”。

在5G三大场景中,eMBB(Enhanced Mobile Broadband)最先实现商用,侧重追求极致大宽带移动通信体验;uRLLC(ultra-Reliable and Low Latency Communications)提供极低时延和高可靠性,是5G面向行业连接应用的关键手段;mMTC(massive Machine Type of Communication),即海量机器类通信,专为构建万物互联而生。
基于展锐在全场景通信技术领域长期的技术沉淀,展锐能为多样化的连接(尤其是工业级IoT)提供技术支撑:从十米到十万公里距离的连接,展锐有较为完整的商用连接技术和产品体系。

比如5G R15 eMBB场景,展锐研发了业内首款同时支持载波聚合、上下行解耦和超级上行等技术的5G调制解调器。

R15 eMBB实现了5G基本功能,保证5G“能用”:但是,虽然R15的网络传输速度在目前应用最广泛,但该版本只解决了传输数据的问题,做不到终端精度控制,这需要R16加以解决。

R16标准完善了uRLLC和mMTC特性,让5G从“能用”进化到“好用”,加速5G在工业、 汽车 、能源、医疗和公用事业等行业领域的规模应用,使5G成为推动经济 社会 数字化转型的重要抓手。

7月30日,展锐和中国联通完成全球首个基于3GPP R16标准的5G eMBB+uRLLC+IIoT(增强移动宽带+超高可靠超低时延通信+工业物联网)端到端的业务验证。

9月16日,展锐与联通数科联合官宣基于唐古拉V516(5G)平台,在5G物联网领域开展战略合作,共同面向5G工业互联网重大机遇,推进5G R16技术发展和商用加速向纵深落地。

展锐5G R16 Ready的关键特性,主要功能是实现了5G更好地支持垂直行业应用,为工业装备、钢铁制造、交通港口、矿产能源、医疗 健康 等领域带来数字智能技术变革。

除了5G,在中低速物联网技术应用场景,展锐也有所布局,如在公网对讲机领域,展锐份额接近80%,云喇叭市占率为70%,OTT(Over The Top)领域Wifi份额有60%,市占率第一,在快递车充电换电领域,展锐产品份额占比近60%。

与业内通行做法一样,展锐在构筑4G/5G物联网技术和应用体系时,也采取了与上下游合作伙伴联合的方式。

这种联合,就技术层面看,分为两层:一是在最新5G通信技术版本方面于中国联通单独合作;二则是基于成熟的5G通信技术版本,与更广泛的生态合作伙伴建立战略关系。

比如9月16日,除了官宣和中国联通在新一代5G通信版本R16方面的深度合作,展锐还与包括鼎桥通信、广和通、海信通信、通则康威、讯锐通信、移远通信和有方 科技 等11家物联网模组和方案解决商,基于唐古拉V510(5G)平台做了战略联合发布。

展锐唐古拉V510是已成熟商用的5G基带芯片平台,支持5G网络切片等多项5G前沿技术,可广泛适配全球移动通信运营商的网络,能满足5G发展阶段中的不同的通信和组网需求。
为物联网提供通信技术、算力和芯片,探究展锐的商业目标,不难发现,展锐希望围绕芯片应用平台构筑产业生态,通过提供算力和通信技术能力,改造产业链,进而拓展全新业务空间。

华尔街见闻了解到,展锐的产业目标是成为“全场景物联芯片解决方案技术服务商”,其商业定位确立为“数字世界的生态承载者”。

此项定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。

据展锐高级副总裁夏晓菲解释,马卡鲁技术平台将调制解调器(Modem)、射频(RF)收发器及射频天线模块集成为统一的5G解决方案,在支持3GPP协议演进的同时,能针对5G典型高价值特性,开发网络驱动单元,以提供一栈式解决方案包。

马卡鲁技术平台的能力,主要集中在为港口、钢铁、矿区和制造等垂直行业客户,包括智能机、智能穿戴和AR/VR等消费应用,提供低时延、高精度和安全可靠的连接体验。

5G行业应用将分阶段实现商业化落地,这已是业界共识。夏晓菲说,“马卡鲁通信平台能在不同阶段支撑产业变革。”

华尔街见闻了解到,展锐马卡鲁通信技术平台的技术设计路径分三个阶段:2019年为5G元年,eMBB技术得以落地,5G FWA(Fixed Wireless Access:固定无线访问)/CPE(Customer Premise Equipment:信号转换器)和5G视频监控为典型的大带宽应用得到初步应用。

其次,5G To B应用逐步实现规模复制,同时更深入垂直行业。机器视觉、工业网关、AGV(Automated Guided Vehicle:自动导引车)小车及无人机等典型行业应用具备适应性高、通用性强等特点,有机会率先实现千万级规模复制。

以5G R16新版通信技术标准为代表,将有效满足智能电网/制造/交通/医疗等行业的差异化需求。此阶段具有更高性能、更广连接和更安全可靠的特性。

马卡鲁通信技术平台具备R16的技术能力,故而能推动5G技术真正进入生产核心环节,从而为工业40提供技术保障。

技术的演进永无止境。

虽然R16最先落地的三种能力——超低时延、超高可靠和更低能耗进一步夯实工业40的技术基础,R16的其他技术能力还没完全落地,但展锐已在参与推进R17版的技术标准制定。

华尔街见闻获悉,5G终端向末端节点渗透,需要更精简的终端解决方案。在3GPP R17讨论轻量版5G时,展锐认为合理的带宽范围是20MHz,这个主张已成功被标准采纳。

通过对工业I/O节点的带宽、时延、性能需求分析,展锐在天线数、MIMO(Multi Input Multi Output:无线扩容和增频技术)层数、BWP带宽等方面做了精确的精简,从而实现更高的灵活性。

同时,通过增强的非连续接收特性(eDRX:Discontinuous Reception),采用更长的休眠模式,让特定的物联网终端得到更高的续航能力。

通过这些关键技术,马卡鲁平台将彻底实现从网关到I/O节点的全场景覆盖,而这也是 AIactiver技术平台的能力,能实现5G技术对生产全流程的改造。

值得一提的是,今年2月展锐成为荣耀芯片套片供应商。

什么是套片?

单独的芯片无法在终端硬件体系中发挥作用,必须做成套片形式。这就涉及了展锐第三大技术底座——先进半导体技术平台。

这个技术平台的支柱是工艺制程和封装,展锐提供整体套片方案。

简单来说,套片包括SoC、射频和电源芯片(PMIC)等。根据芯片集成度、功耗和数模混合架构的不同需求做各类芯片组成,最终通过封装技术做成集成度更高、无线性能更优的解决方案。

华尔街见闻了解到,展锐正在持续投入SiP(System in Package:系统封装)技术。其成果是通过SiP技术,将LTE Cat1整个方案的尺寸,做到了一元硬币大小。

数字化转型案例

◆德国汉高集团与阿里1688达成年度营销战略合作

1月26日消息,德国百年化工巨头汉高集团与阿里1688达成年度营销战略合作,成为首家与1688数字营销平台达成年度战略合作的化工企业。1688数字营销将基于线上线下全域营销产品矩阵,依靠生态化服务体系,为汉高提供行业化个性化的全年营销解决方案,通过增值服务权益、特色营销场景、服务培训支持、产品数据优势、1&N品牌及经销商联合营销工具等结合全方位赋能,助力汉高更好应对客户日益增长的数字化需求,进一步挖掘市场潜力。

◆联合利华与京东超市达成战略合作

日前,联合利华与京东超市达成战略合作,将在品类建设、营销共创、 科技 驱动、无界零售等方面开展合作。根据协议,2019年联合利华将在京东超市推出多个新品,打造京东专属产品线,京东超市将加速向联合利华开放“用户运营中心”工具使用,帮助双方加速精准营销。此外,联合利华将在2019年上半年落地协同仓等战略合作项目,加速双方全面协同项目落地。

◆房企碧桂园要转型高 科技 企业

1月21日碧桂园集团2019年度会议上,碧桂园董事会主席杨国强表示,我们现在要朝着一个高 科技 企业去做,这是我们未来强大竞争力的源泉,未来我们的三个重点是:地产、农业、机器人。2018年以来,碧桂园不惜重金发力进军机器人、现代农业和新零售等风口领域,从建筑机器人到现代农业,碧桂园的新布局无不是围绕“房”和“地”进行。

◆海尔携手科思创共建数字化联合实验室

近日,全球大型家电品牌海尔与德国材料生产商科思创在青岛正式签订合作协议,依托海尔工业智能研究院,共建“海尔-科思创数字化联合实验室”。该实验室将致力于研发家电生产过程中与聚氨酯工艺相关的数字化解决方案,旨在为化工行业数字化转型树立新标杆。通过“海尔-科思创数字化联合实验室”,双方将在生产线数据获取、在线质量监测、数据分析和挖掘以及工艺流程优化等多个领域联合研发解决方案。

◆百丽国际去中心化推动数字化转型

近日,百丽国际执行董事李良在接受采访时表示,百丽数字化转型的总体思路是去中心化,将数字化工具的运用推到前端去。在李良看来,传统鞋业零售存在“数据割裂”的三大痛点:第一,底层数据是割裂的,商场数据无法及时反馈品牌和商家;第二,不同区域、不同渠道、不同门店的数据是割裂的,无法形成有效的“数据对齐”;第三,反应机制是割裂的,宏观数据和微观决策之间是割裂的,数据无法快速帮助一线销售人员回答问题,无法指导供应链及时调整。

◆中海油试水数字化转型

1月23日,中海油公布新一年的经营策略和发展战略。2019年,中海油计划增加资本开支,而油气增储上产、数字化转型以及 探索 海上风电将是工作要点。中海油管理层表示,关于数字化以及智能化,基于此前积累的带昂勘探开发的资料完善数据库,对未来勘探研究、开发策略形成指导,同时也会利用人工智能技术对海上作业提供远程支持,通过智能油田以及云平台的建设, 探索 业务数字化创新。

▌人工智能

◆华中 科技 大学成立人工智能研究院

1月26日,华中 科技 大学人工智能与自动化学院、人工智能研究院正式成立,副省长陈安丽和华中 科技 大学党委书记邵新宇、校长李元元共同揭牌。目前,华中 科技 大学在人工智能领域学术产量居国内第八位,成果质量居国内第六位。对标国家战略,服务湖北发展,华中 科技 大学深化产教融合、校企合作,以原自动化学院为主体,健全机构,创新体制,成立人工智能与自动化学院、人工智能研究院。

◆海龙大厦完成电子卖场转型升级

随着互联网时代的来临,海龙电子城也加快“改造升级”,开启转型之路。海龙大厦由以前的电子卖场转型升级为全国首家智能硬件创新中心,期间经历了疏解电子产品销售商户、回租回购小业主产权、加强产业升级调整,引入了地平线、旷视 科技 、硬蛋 科技 等在人工智能产业的领军企业,人工智能、孵化器等 科技 创新企业达到了90%以上,转型效果明显。

◆西安交大成立人工智能学院

1月21日,西安交通大学举行“人工智能学院”揭牌仪式。全球人工智能领域顶尖青年学者,北京旷视 科技 有限公司首席科学家、研究院院长孙剑被授予西安交大人工智能学院院长职务。学院将充分发挥西安交大在人工智能领域的学科发展和人才培养优势,形成高端人才积聚效应, 探索 智能产业产学研合作的新模式。

▌物联网

◆康佳携手阿里在物联网时代突围

近日,由康佳互联网事业部主办的“易的N次方”2019康佳互联网战略发布会暨年度营销盛典上,阿里巴巴和康佳集团宣布双方达成战略合作,阿里入股康佳集团旗下易平方和开开视界。2019年,康佳的互联网战略是发力“五大场景”,即在家庭场景、商旅场景、社区场景、景区场景和办公场景全面构建人与屏之间的“情景交融”。

◆华为5G重磅发布

1月24日,华为在北京举办5G发布会暨2019世界移动大会预沟通会,发布了全球首款5G基站核心芯片——华为天罡,致力打造极简5G,助推全球5G大规模快速部署。目前,华为已经获得30个5G商用合同,25,000多个5G基站已发往世界各地。同时,华为正式面向全球发布了5G多模终端芯片和基于该芯片的首款5G商用终端,带来首屈一指的高速连接体验,让万物互联的智慧世界与人们的生活更近了一步。

◆博世与雅观 科技 达成物联网战略合作协议

1月22日,博世安防通讯系统携手国内AIoT全屋智能前沿企业——杭州雅观 科技 共同签署战略合作协议,双方将在IoT物联网及相关领域结成长期、全面的战略伙伴合作关系,共同打造全屋智能体验,推动全屋智能行业发展。根据协议,双方将就博世ZigBee智能无线红外人体移动传感器以及博世ZigBee智能无线多功能传感器,接入雅观 科技 全屋智能解决方案进行合作。

◆菜鸟网络启用首个物联网机器人分拨中心

1月22日,菜鸟网络宣布,全国首个物联网机器人分拨中心在南京启用。机器人通过在分拨中心内移动,去往南京60多个配送网点的包裹按序分类,方便快递员配送。菜鸟柔性自动化工程师钟翔介绍,这一系统以 IoT 技术为核心,应用计算机视觉、多智能体机器人调度技术,实现了大件包裹在整个分拨中心内的全程可控、智能识别以及快速分拨。

▌区块链

◆腾讯与贵阳将在云计算、AI 和区块链等领域进行深度合作

1月26日,腾讯与贵阳市人民政府今天签署了深化合作协议,两方将发展数字经济,打造“数智贵阳”。腾讯将提供云计算、大数据、区块链、人工智能等领域的技术和经验。腾讯云还同步为“数智贵阳”提供底层区块链技术,打造贵阳“网络身份链凭证中心”,建成后将实现一经上链,在个人、企业授权的情况下处处使用,快速验证。

◆中信银行落地山东首笔区块链国内信用证福费廷业务

近日,中信银行济南分行成功为客户办理了辖内首笔区块链国内信用证福费廷业务,成为省内首家开展区块链福费廷业务的银行。2018年9月,中信银行与中国银行、民生银行合力开发了区块链福费廷交易平台。该平台通过运用区块链、大数据等技术手段,能有效解决了传统银行间资产交易存在的诸多弊端,可极大地提高交易效率,提升银行间资产交易的安全性,有效降低交易成本。

◆日本每日新闻社成立区块链实验室

1月22日,区块链风投公司Gaudiy与日本每日新闻社开始共同研究区块链技术及其开发。每日新闻社推出“每日新闻 Blockchain Lab”(简称MBL),以研究和开发区块链在服务及新闻业的应用。MBL的目标是通过区块链技术构建信息的信任基础,为新闻的健全发展和公正做贡献。

▌大数据

◆山东省文化和 旅游 大数据研究中心成立

近日,山东省文化和 旅游 厅与济南大学战略合作签约仪式在济南大学举行,“山东省文化和 旅游 大数据研究中心”揭牌。双方在协议中约定,将本着资源共享、优势互补、务实重效、共同发展的原则,就建设山东省文化和 旅游 大数据研究中心和山东文化 旅游 研究等事宜,建立长期稳定的合作关系,共同致力于山东文旅融合大发展。

◆河南启动首个大数据信用融资服务平台

1月22日消息,在日前举办的河南省2019年重大项目银企对接会上,河南启动全省首个大数据信用融资服务平台——“信豫融”。该平台通过与工商、税务、不动产登记、海关、司法、环保、医保、社保等涉企经营和监管的信用信息实现实时共享,运用互联网、大数据、云计算和人工智能等新技术为金融机构、企业提供一站式信用大数据服务。

◆首个融媒体与大数据研究中心落户中国人民大学

1月22日,首个融媒体与大数据研究中心在中国人民大学举行挂牌仪式,成为国内首个以打造产学研相结合为特色的融媒体与大数据合作交流平台。中国人民大学文化产业研究院执行院长曾繁文表示,该研究中心首先要下大力气做好智库建设,成为融媒体发展和舆情大数据建设的核心智库。其次,整合资源做融媒体建设解决方案的提供商。同时,强化研究中心的辐射引领作用,为更多的地方政府和县域融媒体发展服务。

▌云计算

◆IDC公布中国云计算厂商份额数据

1月21日消息,市场研究机构IDC公布了2018年上半年中国公有云厂商市场份额数据。数据显示,阿里云、腾讯云和中国电信分列前三,分别是43%、112%和74%。阿里云的市场份额达到了第二名到第九名市场份额的总和,占据了中国云计算市场的半壁江山,这也是阿里云连续三年位居中国市场第一年。

◆启明星辰增资易捷思达,布局云计算

近日,启明星辰发布公告,为加强在信息安全方向布局的发展战略,决定由全资子公司向易捷思达增资5000万元。易捷思达成立于2014 年2月,由IBM中国研发中心OpenStack 核心研发团队创建,为企业级客户提供云计算产品与服务。启明星辰增资易捷思达,一方面,将利用易捷思达在云方面的积累,结合公司自身安全的能力,大力实践云安全;另一方面,公司提出的安全独立运营、安全技术的互联网+、人工智能化战略与云计算密不可分。

▌网络安全

◆爱尔兰调查Twitter数据泄露事件

1月26日消息,爱尔兰正在对Twitter的数据泄露事件发起调查。此前该机构收到Twitter的通知,称这家社交媒体网络发生了数据泄露事件。欧洲《通用数据保护条例》第33条规定,如果发生个人数据泄露事件,相关公司必须在了解情况后的72小时内上报监管方,并明确规定了要提交的资料数据和类型。违反隐私法可能会被处以最高达全球营收4%或2000万欧元的处罚,具体以数额更高者为准,而此前的罚款仅有数十万欧元。

◆国家网络安全产业园正式揭牌

1月21日,网络安全产业园入园企业座谈会在京举行, 在座谈会上,国家网络安全产业园区正式揭牌,包括360企业安全集团在内的10家网络安全企业签约入驻。国家网络安全产业园区的目标是将北京市建设成为国内领先、世界一流的网络安全产业集聚中心。预计,到2020年,产业园区内企业收入规模达到1000亿元;到2025年,将依托产业园区建成我国网络安全产业“五个基地”。

工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,可大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能工业的新阶段。物联网在工业领域的主要应用环保监测及能源管理、工业安全生产管理、制造业供应链管理、生产过程工艺优化、中国计算机报制图等等方面。物联网在工业应用领域的应用,构成了“工业物联网”,它是广域的物联网的具体化的实例,也是最容易被世人接受的物联网。工业物联网的核心理念是交叉学科的组合,涉及到信息安全、网络通信、自动化,是跨学科的,其特征为:嵌入式、互通和实时性、经济性和便利性。
工业用传感网络层:即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”或环境状态的识别以及感知信号的摄入;
传输网络层:即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网(1Pv6),实现数据的传输和计算,尤其是现在流行的概念:云计算:
应用网络层:即输入输出控制终端,包括电脑、手机等终端等等。
从整体上来看,物联网还处于起步阶段,而工业物联网的真正达到实用化、大规模应用,必须解决如下关键技术问题:
工业用传感器:工业用传感器是一种检测装置,能够测量或感知特定物体的状态和变化,并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。可以说,没有众多质优价廉的工业传感器,就没有现代化工业生产体系,更谈不上工业物联网。
工业无线网络技术:工业无线网络是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状(Mesh)网络,综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,具有低耗自组、泛在协同、异构互连的特点。工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域的又一热点技术,是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术,也是未来几年工业自动化产品新的增长点,已经引起许多国家学术界和工业界的高度莺视。
工业过程建模:没有模型就不可能实施先进有效的控制,传统的集中式、封闭式的仿真系统结构已不能满足现代工业发展的需要。工业过程建模是系统设计、分析、仿真和先进控制必不可少的基础。

RFID关键技术

什么是RFID主要包括产业化关键技术和应用关键技术两方面,其中RFID产业化关键技术主要包括: 标签芯片设计与制造:例如低成本、低功耗的RFID芯片设计与制造技术,适合标签芯片实现的新型存储技术,防冲突算法及电路实现技术,芯片安全技术,以及标签芯片与传感器的集成技术等。

天线设计与制造:例如标签天线匹配技术,针对不同应用对象的RFID电子标签天线结构优化技术,多标签天线优化分布技术,片上天线技术,读写器智能波束扫描天线阵技术,以及RFID电子标签天线设计仿真软件等。

RFID电子标签封装技术与装备:例如基于低温热压的封装工艺,精密机构设计优化,多物理量检测与控制,高速高精运动控制,装备故障自诊断与修复,以及在线检测技术等。

RFID电子标签集成:例如RFID芯片与天线及所附着的特殊材料介质三者之间的匹配技术,RFID电子标签加工过程中的一致性技术等。

读写器设计:例如密集读写器技术,抗干扰技术,低成本小型化读写器集成技术,以及读写器安全认证技术等,像高频读写器HR9216,超高频读写器UR6258就是行业中应用最广泛的。

RFID应用关键技术主要包括:

RFID应用体系架构:例如RFID自动识别技术应用系统中各种软硬件和数据的接口技术及服务技术等。

RFID系统集成与数据管理:例如RFID射频识别技术与无线通信、传感网络、信息安全、工业控制等的集成技术,RFID自动识别技术应用系统中间件技术,海量RFID信息资源的组织、存储、管理、交换、分发、数据处理和跨平台计算技术等。

RFID公共服务体系:提供支持RFID社会性应用的基础服务体系的认证、注册、编码管理、多编码体系映射、编码解析、检索与跟踪等技术与服务。

RFID检测技术与规范:例如面向不同行业应用的RFID电子标签及相关产品物理特性和性能一致性检测技术与规范,标签与读写器之间空中接口一致性检测技术与规范,以及系统解决方案综合性检测技术与规范等。

什么是RFID技术?

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, *** 作快捷方便。

RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。

RFID的分类

RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW),相对应的代表性频率分别为:低频135KHz以下、高频1356MHz、超高频860M~960MHz、微波24G,58G

RFID按照能源的供给方式分为无源RFID,有源RFID,以及半有源RFID。无源RFID读写距离近,价格低;有源RFID可以提供更远的读写距离。

物联网=互联网+各类传感器(RFID,条码,温湿度传感器,位移,电压,震动等等传感器)。

物联网是互联网技术的延伸,是互联网之后又一更宏大的技术革命 在各个领域各个行业都会有大量的应用。

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聚羧酸减水剂生产控制系统的工业物联网框架设计与实现

严海蓉1,王子明2
(1北京慧物科联科技有限公司,北京 100124,2北京工业大学,北京 100124)

摘要:工业物联网既提供了在生产过程中获取并控制聚羧酸减水剂生产设备的信息的方式,也提供了基本的网络架构,方便系统集成和扩展。该框架在分析了聚羧酸减水剂生产流程的基础上被划分为设备控制层、通讯层和应用服务层。根据实际应用需求,描述了工业物联网架构可以方便接入设备,贴近工艺完成软件,并让机器具有智能。企业应用案例表明该系统能够有效地实现生产状态跟踪监测和生产设备自动控制的目标,对进一步研究工业物联网技术和解决方案具有一定的参考价值。
关键词:工业物联网;自动化控制系统;聚羧酸减水剂生产设备
中图分类号:TP273 文献标识码:A

Theindustrial IOT design of automatic control system for polycarboxylate superplasticizer
YAN Hairong1, Wang Ziming2
(1.Beijing Sophtek Corp,2 Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)

0引言
原来的聚羧酸减水剂生产自动化控制不能充分满足生产工艺要求,存在的主要问题是:
1) 新设备接入非常困难;
2) 同类不同厂家设备不方便更换;
3) 匀速滴加过程中不能达到理想的控制速度,传统PID算法波动较大,常需要人工手动干预;
4) 温度控制需要人工参与控制,无法完成全自动;
电话 扣扣53O934955
工业物联网是工业40的支撑框架。物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。它的发展离不开应用,面向工业自动化的工业互联网技术是物联网的关键组成部分[1]。工业物联网通过将具有感知能力的智能终端、无处不在的移动计算模式、泛在的移动网络通信方式应用到工业生产的各个环节,提高制造效率,把握产品质量,降低成本,减少污染,从而将传统工业提升到智能工业的新阶段[2]。
工业物联网框架中,整个系统具有强大的数据服务器,能够进行大数据的计算。在数据量足够的时候能够利用网络智能来帮助企业进行决策、配方优化和自动的设备维护等。
整个控制系统具有分布式智能能力。整个系统中,可以把数据都送到中控部分来完成;也可以将一些需要及时处理的,如温度控制等,直接由现场控制来完成。系统通常分为中央控制单元和分布的现场控制单元,中央控制单元由工业控制计算机充当,现场控制单元则由高可靠、抗干扰的工业级微控制器和与当前控制需求相配套的附加电路模块组成。依托微控制器的实时处理能力可以完成对现场生产进行实时调节控制,并且通过总线实现现场控制单元与中央控制单元进行数据交互,使生产过程表现出整体性、协调性,从而优化生产工艺、提高生成效率。
系统通过总线把各个独立的控制模块组织成在一起。控制模块的独立性,使得系统中各个分布的控制模块检修、升级、数量扩充都很方便,也为在生产规模扩大时控制系统扩充预留了接口。
因此工业物联网框架才能彻底解决传统控制的一些问题,真正贴合聚羧酸减水剂生产工艺。
1 系统概要设计
根据聚羧酸减水剂的生产过程,可以将聚羧酸减水剂自动化控制系统分为设备控制层、通讯层和应用服务层,系统框架如图1所示。
图1 系统框架图
图1中,应用服务层主要实现对生产过程中实时数据和生产状态的跟踪监测和管理,同时提供各种应用UI接口,用户可以通过使用计算机、手机等手持设备登录客户端来访问或获取所需要的数据或信息等,从而实现物联网的厂内处处可访问。一旦将企业网络与公共网络连接,用户登录后就可以实现生产数据随处可访问。
应用服务层中还包括有控制逻辑层,控制逻辑层通过与 *** 作人员进行交互,并且汇集、分析、存储和处理生产过程中的实时数据和生产状态,实现生产过程的逻辑控制。
通讯层主要实现设备控制层、控制逻辑层和应用服务层之间的可靠传输。
设备控制层主要实现原始数据的采集与分析、数据和状态的上传、控制指令的接收等。嵌入式控制器内的智能逻辑将和聚羧酸减水剂生产各工序要求的生产工艺(加料、滴加、温度调节、pH调节)等紧密贴合,并与控制逻辑层相互通讯完成所要求的工艺精密控制。
整个系统采用划分层次的设计思路使得系统具有很好的可移植性,各种传感器可以灵活的接入系统。这样新系统的总体实现或者旧系统的扩展可以采用“搭积木”的方式完成构建。

2 系统详细设计
根据以上设计的系统工业物联网框架和体系结构,本研究将以北京某公司的具体项目为例,详细介绍该系统的设计和应用过程。
21设备接入示例
基于工业物联网架构的设计,可以很容易的接入各种设备。比如如图2所示的聚羧酸减水剂自动化控制系统接入了一个服务器、一个 *** 作员站、若干显示器、2个控制站,若干现场设备和用户手机。
图2基于工业物联网架构的设备接入实例
服务器负责存储生产数据,包括生产 *** 作日志和生产过程数据,便于生成台帐和报表。也可以与各种财务、资产管理软件连接。同时,负责承载起局域网与大网络的连接工作。
*** 作员站上运行的软件,方便 *** 作员在中控室来 *** 作现场各种阀门、电机等开停,从而按照工艺过程完成生产。
控制站自动获得 *** 作员 *** 作命令来控制现场设备,比如阀门等,同时也自动从现场设备获取各种状态,比如称重数据等传给控制室控制机器。
现场设备是包括传感器和各类执行器,比如秤、阀门等自动工作。
图中的手机设备是为了表示出工业物联网框架可以任意接入设备的特性。比如,在该框架下,巡视人员可以通过手机进行接入,完整现场紧急控制一些阀门的开或者是关。经理等就可以通过手机来查看每天生产数据。
同时,对于不同厂家的同类设备,该工业物联网框架也有较好的兼容能力。
22贴合工艺的软件设计
软件包括生产线管理软件和工业现场控制软件。生产线管理软件工作于生产管理计算机,主要实现工艺管理、配方管理;通过网络,根据权限,可调出 *** 作人员的现场 *** 作记录,完成对现场的远程管理。工业现场控制软件工作于车间级服务器中,主要通过与工艺以及现场布置相同的画面显示,使得 *** 作人员便于 *** 作,以实现现场设备仪表信号的采集、处理,配方管理和现场数据实时界面显示和控制等功能。
图3 聚羧酸合成控制生产工艺示意图

根据实际生产过程和自动化控制系统的特点,当前聚羧酸生产过程分大单体预化过程、 A、B料预混过程、A、B料计量罐加料过程、碱计量罐加料过程、A、B料滴加过程、反应釜搅拌控制过程、反应釜温度控制过程,针对不同的过程,分别实现其控制目标,从而达到完整生产过程的控制。
下面以工艺中的A、B料计量罐滴加控制为例来说明软件设计功能。
首先控制系统为用户提供友好的A、B滴加控制对话框,方便用户可视化 *** 作。用户可以选择采用以前输入的备用方案进行控制,也可以选择自己新输入方案进行空控制。总之都能够根据配方在规定的时间内,将指定质量的物料匀速加入到对应的反应釜中。
图4 启动已存备用方案滴加
图5 启动自定义方案采用三阶段定量滴加示例

其次控制系统采用分段式匀速滴加模式(图5),启动滴加时,控制系统计算出三个阶段分别的预期流速。控制系统实时读取当前计量罐的质量,并根据当前时间,计算出实时流速。控制系统根据实时流速和预期流速的差值,控制调节阀的开启度,从而控制滴加速度。
图6 滴加控制效果示意图(多阶段不同流速)

最后,显示出实时滴加工作界面(图6),工作工作误差一般不大于1%。
23机器学习的智能能力
原来控制系统由于没有采用物联网框架,数据存储量不充分,从而无法让机器自主学习。各种设备常常需要人来手工调整,设定最高最低值;控制过程需要人工进行干预,来辅助机器完成自动控制。
而现有的工业物联网架构,拥有了专门的数据服务器,从而可以存储较大量的数据。而对于这些数据进行分析而产生的机器智能不可小觑。
比如,以前温度控制时,只能根据人工经验设定一个固定的值。反应釜的材质、容量、夹套、搅拌电机、搅拌桨叶等设备本身因素会影响调温结果。
而往往由于冬夏的自来水、室内温度、物料温度、反应剧烈程度等也会影响调温结果。因此在控制系统安装后要进行长时间的人工参与测试来努力找到一个合适的最大最小值。而测试时间毕竟短,这个值一旦这个值固定后,后续生产时就无法轻易改变,为此生产 *** 作员常需要来观测这个温度控制过程并且来参与控制,否则很难达到理想的控制效果。
再比如对于滴加控制的PID算法,往往由设计者人为给定一个PID参数,也无法完全适应实际设备磨损等情况。
而基于工业物联网架构的控制时,可以在服务器端运行一个智能控件,由它来自动学习历史调温或者滴加流速的变化情况,不断训练软件,让软件重新找到合适的上下调节阈值,这样才可以真正达到完全自动化。整个系统拥有了自己不断学习的机器智能。

3 系统测试结果
基于工业物联网的聚羧酸减水剂自动化控制系统在设计和开发完成后,在北京某工厂的实际生产线上投入使用。目前,该系统运行安全、稳定,大部分功能已经实现,达到了预期的效果。
在系统正式投入使用后,对系统的工业现场控制软件、生产线管理软件和嵌入式控制器进行了长时间的测试。针对实现过程中遇到的问题做了大量的调试工作。下面以实现滴加A料为例对系统的测试进行描述。
*** 作人员在控制室通过点击用户 *** 作界面的A料滴加阀门按钮进行滴加参数的配置,如图7所示。 *** 作人员需要输入的参数为滴加质量和滴加时间,同时系统也支持分阶段滴加。在点击开始滴加按钮后,服务器会向嵌入式控制器发送滴加A料指令。
图7 滴加A料配置界面
嵌入式控制器在接收到服务器下发的滴加A料指令后,会进行自动化控制,实现A料的滴加 *** 作,具体效果如图8所示。
图8 5个反应釜同时进行A料滴加曲线示意图
图8中5条不同颜色的线分别表示5个不同计量罐的A料滴加曲线,系统支持多个计量罐同时进行滴加 *** 作。左侧上升的直线表示向计量罐加入A料的过程,系统支持多个计量罐同时加料,质量控制精确,定量加料的误差在01%以内。右侧下降的曲线表示滴加A料过程,曲线的斜率即为速度。由图可知,系统基本上能够实现匀速滴加A料过程,同时,系统也支持连续4小时的滴加 *** 作,时间误差在1分钟左右。
基于工业物联网的聚羧酸减水剂自动化控制系统投入运行后,提高了聚羧酸减水剂的产品质量,提高了工艺生产的自动化程度,大大减轻了 *** 作人员的劳动强度,提高了企业的竞争力。
4 结束语
本研究基于工业物联网架构设计的聚羧酸减水剂自动化控制系统对聚羧酸减水剂生产过程可以进行高效的跟踪管理,在实际应用中具有重要作用。它使聚羧酸减水剂生产设备具备了一定的数据感知、处理和通信能力,从而为企业制定更好的工艺流程提空帮助。同时,它也促使聚羧酸减水剂生产管理过程更加科学和精细化。该系统的成功开发设计为工业物联网在化工行业的推广打下了基础,做出了积极地探索。

参考文献:
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