物聯(lián)網(wǎng)解決方案之工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)踐及應(yīng)用

2018-07-31 5133來(lái)源：中億物聯(lián)網(wǎng) 分類：解決方案

工業(yè)是支撐我們的生產(chǎn)生活的一個(gè)非常重要的產(chǎn)業(yè)，工業(yè)的生產(chǎn)效率將直接影響整個(gè)社會(huì)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)，從工業(yè)誕生之始，人們就開始想方設(shè)法提高生產(chǎn)效率，所以工業(yè)物聯(lián)的概念由來(lái)已久。隨著物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生和不斷發(fā)展，現(xiàn)在，像中億物聯(lián)網(wǎng)這樣的物聯(lián)網(wǎng)解決方案研發(fā)者，已經(jīng)可以利用物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)的科技成果，很好的解決工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的各種訴求。

行業(yè)背景

在講工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之前，我先和大家交流一下什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？怎么定義的？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念應(yīng)該是很早之前就已經(jīng)產(chǎn)生，是GE最先提出。GE把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義成一個(gè)全球的工業(yè)系統(tǒng)與高級(jí)計(jì)算和分析傳感技術(shù)，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高度融合的一個(gè)產(chǎn)品。
關(guān)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟做過(guò)一些報(bào)告。關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義是指工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)，全方位，深度融合形成的一個(gè)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)，我個(gè)人認(rèn)為就是將控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)，產(chǎn)品及最終用戶之間形成網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

依我個(gè)人的觀點(diǎn)，我認(rèn)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該由七大技術(shù)組成。圍繞著第一個(gè)技術(shù)就是基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；第二個(gè)是大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)；第三個(gè)是遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)；第四個(gè)是數(shù)據(jù)分析技術(shù)；第五個(gè)是機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)；第六個(gè)是傳感器技術(shù)；第七個(gè)是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)；
基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，我理解它是指的像NB-IOT，Lora，LTE等這一類的基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)。不只是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)應(yīng)該也是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展很大程度取決于現(xiàn)在這種基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建議的成熟度。

原來(lái)的工業(yè)信息化最大的問(wèn)題就是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的量，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有限。原來(lái)導(dǎo)致大部分的工業(yè)數(shù)據(jù)都是基本上存一段時(shí)間的數(shù)據(jù)而已。大量的歷史數(shù)據(jù)是沒(méi)有真正的利用和沉淀下來(lái)，而到了工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)階段，大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就是一個(gè)必然趨勢(shì)。
關(guān)于遠(yuǎn)程監(jiān)控，原有系統(tǒng)基本上還處于局域網(wǎng)內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)，很少有做到遠(yuǎn)程監(jiān)控，而遠(yuǎn)程監(jiān)控的充分實(shí)現(xiàn)讓工業(yè)4.0的遠(yuǎn)程運(yùn)維有了可實(shí)現(xiàn)性。

前三點(diǎn)我認(rèn)為只是一個(gè)基礎(chǔ)，最核心的應(yīng)為第四、五點(diǎn)。第四點(diǎn)主要是針對(duì)于數(shù)據(jù)分析。大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)以后最重要的是利用這些數(shù)據(jù)挖掘出有用的價(jià)值——這就是數(shù)據(jù)分析起到的價(jià)值。另外一個(gè)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的積累，產(chǎn)生預(yù)測(cè)或?qū)W習(xí)到未來(lái)工藝改進(jìn)或產(chǎn)品升級(jí)的方向——這就是第五點(diǎn)機(jī)器學(xué)習(xí)的方向。最后第六點(diǎn)與第七點(diǎn)也是非常重要的點(diǎn)，第六點(diǎn)主要指的各種設(shè)備利用各種傳感器收集各種數(shù)據(jù)。

第七點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)安全，也是非常熱門的話題，包括兩個(gè)方向，一個(gè)信息安全，一個(gè)是信息私密性。如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題將來(lái)會(huì)遇到很大的挑戰(zhàn)。

那么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都給企業(yè)會(huì)帶來(lái)干什么價(jià)值，我個(gè)人把這個(gè)價(jià)值先歸納成為三點(diǎn)，當(dāng)然我認(rèn)為還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止啊，今天我們重點(diǎn)說(shuō)這三點(diǎn)：

第一點(diǎn)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能給遠(yuǎn)程和分析提供技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)能夠提高服務(wù)的效率，有效地降低運(yùn)維成本。同時(shí)通過(guò)預(yù)測(cè)性服務(wù)可以合理的規(guī)劃庫(kù)存，進(jìn)行有效的人工排單，最重要的通過(guò)預(yù)防停機(jī)可以減少由于宕機(jī)帶來(lái)的巨額的機(jī)會(huì)成本。遠(yuǎn)程維護(hù)，其實(shí)我認(rèn)為最核心的內(nèi)容就是要提高他的預(yù)測(cè)性，并且這個(gè)預(yù)測(cè)要可靠。

第二點(diǎn)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還有一個(gè)很大的價(jià)值，要提高這種能效的提升。通過(guò)歷史數(shù)據(jù)的收集，合理的分析工藝，進(jìn)行產(chǎn)線的優(yōu)化，最終形成最優(yōu)的工業(yè)組成。這點(diǎn)也是整個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)里邊最難實(shí)現(xiàn)的一個(gè)點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要打通上下游各個(gè)層面的東西，需要不僅僅是通過(guò)數(shù)據(jù)分析的技術(shù)，還要通過(guò)原有的一些工業(yè)技術(shù)，聯(lián)合雙方共同來(lái)做這個(gè)事情。

最后一點(diǎn)，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠形成這種協(xié)同制造。我理解這種協(xié)同制造主要是要融合上下游資源要達(dá)到企業(yè)內(nèi)的協(xié)同；企業(yè)和企業(yè)的協(xié)同；企業(yè)和用戶的協(xié)同；企業(yè)和最終產(chǎn)品之間的協(xié)同。

以上三點(diǎn)是我理解的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)給企業(yè)帶來(lái)的最大益處。

產(chǎn)品介紹

中億物聯(lián)網(wǎng)把整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)分成了四個(gè)層面：

第一個(gè)層面，設(shè)備層面。設(shè)備層面需要通過(guò)更加明確的自動(dòng)化手段，讓設(shè)備更加智能。通過(guò)加裝各種各樣的傳感設(shè)備，讓數(shù)據(jù)的收集、采集以及監(jiān)控更容易落地。

第二個(gè)層面，平臺(tái)層面。這個(gè)層面就是通過(guò)采集各種各樣的數(shù)據(jù)將各種各樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，匯聚，最終提供各種各樣的業(yè)務(wù)接口。讓各種應(yīng)用如App、外部系統(tǒng)可以讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)。同時(shí)要做到開發(fā)成本降最低，整個(gè)系統(tǒng)成本最低。

再上一層就是數(shù)據(jù)層。當(dāng)平臺(tái)完成數(shù)據(jù)收集以外，這時(shí)候并不能最終體現(xiàn)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)價(jià)值，必須通過(guò)一定的數(shù)據(jù)分析手段，把這些價(jià)值充分的挖掘出來(lái)形成最終的分析結(jié)果才有效果。

在數(shù)據(jù)分析之上，我們認(rèn)為就是各種樣的業(yè)務(wù)層。不同的領(lǐng)域應(yīng)用是不一樣的，我們中億物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)一些產(chǎn)品的積累會(huì)提供一些解決方案樣板。供相關(guān)企業(yè)使用該樣板去完成自己的平臺(tái)最終的建設(shè)。

我們Matrix平臺(tái)就是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)通用的PaaS平臺(tái)，在應(yīng)用開發(fā)，會(huì)提供基于安卓，iOS系統(tǒng)各式各樣的API接口。同時(shí)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)加密、帳號(hào)等通用的物聯(lián)網(wǎng)組建，利用Matrix平臺(tái)可以快速的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)化。

Matrix相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)層。在數(shù)據(jù)層我們提供Inspire大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和Genius統(tǒng)一的運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)。其中，Inspire平臺(tái)主要提供數(shù)據(jù)分析服務(wù)，可以支撐海量的數(shù)據(jù)的快速分析。Genius統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)平臺(tái)可以讓用戶通過(guò)一些配置就實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)管理需求。

Matrix本質(zhì)上是一個(gè)PaaS平臺(tái)。所謂的PaaS就是提供介于IaaS和SaaS之間的一層服務(wù)，他將一些軟件的通用功能做成平臺(tái)化，讓產(chǎn)品調(diào)直接調(diào)用。本身的Matrix包含了三大SDK體系：

第一個(gè)SDK就是設(shè)備SDK。在這個(gè)SDK上我們提供OTA功能，設(shè)備長(zhǎng)連接功能，設(shè)備短鏈接功能，一些設(shè)備安全傳輸?shù)臋C(jī)制。通過(guò)這個(gè)SDK可以很容易的讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。現(xiàn)在已經(jīng)支持MQTT、CoAP等多種物聯(lián)網(wǎng)通用的技術(shù)協(xié)議。

在App端，我們會(huì)提供各種基于安卓、iOS的SDK。這樣可以讓用戶直接享用一些如帳號(hào)體系這類的通用組件，無(wú)需自己再開發(fā)相關(guān)的組件，讓開發(fā)者很快的利用這些SDK去完成App開發(fā)。除App端，我們還提供服務(wù)端SDK?？梢宰屍髽I(yè)的開發(fā)人員很容易的去開發(fā)一個(gè)基于企業(yè)運(yùn)維管理的系統(tǒng)。

這些SDK，我們產(chǎn)品對(duì)用戶可見的部分，而我們產(chǎn)品最核心的部分應(yīng)該是整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)。它包括幾個(gè)方向，一個(gè)是海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理，一個(gè)是設(shè)備的安全穩(wěn)定的連接管理，第三個(gè)就是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全管理，第四個(gè)就是自動(dòng)化運(yùn)維體系。

同時(shí)我們提供一套叫UDS的服務(wù)。利用這種UDS服務(wù)可以讓用戶定制一些云端業(yè)務(wù)。UDS，全稱是用戶自定義服務(wù)，是基于我們整個(gè)的一個(gè)云端Matrix開發(fā)框架來(lái)實(shí)現(xiàn)的。你可以理解成他是一個(gè)windows下的MFC，是一個(gè)應(yīng)用開發(fā)框架。在這個(gè)開發(fā)框架上，用戶可以快速的實(shí)現(xiàn)自己所需要的定制化云端服務(wù)。

這是我們整個(gè)功能的一個(gè)分布圖。我們的公有云服務(wù)是架在傳統(tǒng)的IaaS服務(wù)之上的。也就是說(shuō)阿里云，AWS，都是我們中億物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)提供商。我們?cè)谶@之上構(gòu)建了我們整體的PaaS服務(wù)。

nspire平臺(tái)可以理解成是一個(gè)大型的數(shù)據(jù)計(jì)算器。可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的清理分類統(tǒng)計(jì)。我們將一些常用的統(tǒng)計(jì)模型和基礎(chǔ)的分析功能都會(huì)組合起來(lái)，放到平臺(tái)之上。讓客戶免于開發(fā)就能享用這些應(yīng)用組件。同時(shí)整個(gè)Inspire采用MPP的技術(shù)架構(gòu)能夠快速處理上億行的數(shù)據(jù)，同時(shí)能支持千萬(wàn)的并發(fā)規(guī)模，可以實(shí)時(shí)的完成數(shù)據(jù)處理。在常規(guī)的大數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，我們還增加了機(jī)器學(xué)習(xí)模塊?？梢宰層脩艨焖俚耐瓿梢恍C(jī)器學(xué)習(xí)算法的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)我們Inspire平臺(tái)也會(huì)支持這種用戶的自定義的計(jì)算任務(wù)的開發(fā)，也會(huì)采用這種PaaS的模式提供一些開放接口。用戶可以跟我們開發(fā)接口開發(fā)自己定制化的一些應(yīng)用服務(wù)放到我們平臺(tái)之上去運(yùn)行自己的業(yè)務(wù)邏輯。

Inspire的適用人群十分廣泛的，他包括企業(yè)的負(fù)責(zé)人，設(shè)備的運(yùn)營(yíng)人員，數(shù)據(jù)分析人員，研發(fā)人員。各種人群都能在Inspire獲得自己想要的數(shù)據(jù)分析內(nèi)容。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，中億物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品主要是在六個(gè)方面為客戶提供服務(wù)，降低開發(fā)的門檻和周期，通過(guò)這種PaaS開發(fā)模式，一方面提供豐富的組件，另一方面提供足夠的靈活性。讓產(chǎn)品可以很容易的滿足各行各業(yè)的企業(yè)需求。同時(shí)采集分布式和列式存儲(chǔ)器讓整個(gè)的物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能得到極大的提升。

剛才主要說(shuō)的是我們兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。我們的所有的客戶都是使用這兩個(gè)產(chǎn)品完成最終物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)。除此之外，我們基于這個(gè)平臺(tái)推薦客戶的一些軟件架構(gòu)的層面實(shí)現(xiàn)方式。比如剛才那張圖就是表明了我們對(duì)一個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)整體產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。

整個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，我們分成七大部分。最底下的是一些權(quán)限的控制。因?yàn)椴煌挠脩魧?duì)產(chǎn)品，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用的訴求是不一樣的，所以必須通過(guò)有效的權(quán)限控制和功能劃分讓不同的角色可以使用不同的應(yīng)用。在權(quán)限管理上面還有一層設(shè)備管理模塊，設(shè)備管理模塊主要是做設(shè)備的整體管理，包括工況的監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)的監(jiān)控、位置的監(jiān)控報(bào)警、故障報(bào)警的監(jiān)控。
除了設(shè)備管理模塊，還有一部分是產(chǎn)品生命周期管理。這部分包括周期性的維保。維保派工，設(shè)備折舊統(tǒng)計(jì)，故障統(tǒng)計(jì)等一系列產(chǎn)品生命周期的管理模塊。

在這兩層之上，還提供這種遠(yuǎn)程調(diào)試模塊可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線升級(jí)、遠(yuǎn)程鎖機(jī)、遠(yuǎn)程調(diào)參、設(shè)備日志收集等一系列遠(yuǎn)程調(diào)試的功能。同時(shí)還支持這種收益分析模塊可以有效的幫助企業(yè)去分析產(chǎn)品的收益。做好成本的管理和能效的分析。還有合同管理模塊，通過(guò)不同的合同管理模塊，讓一企業(yè)對(duì)自己的客戶做好有效的管理和使用統(tǒng)計(jì)。

以上，中億物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)人員，從專業(yè)的角度，對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)作了詳盡的分析介紹，希望對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也的伙伴們有所幫助。另外，如果您在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有物聯(lián)網(wǎng)解決方案方面的需求，可以找正規(guī)的物聯(lián)網(wǎng)公司來(lái)為您設(shè)計(jì)解決，既可以節(jié)省寶貴時(shí)間，有能夠得到專業(yè)的服務(wù)。