殷 虎
(金航數碼(航空工業信息技術中心),北京 100028)
物聯網作為一種新興技術,是實現現場動態感知與遠程控制的關鍵技術,是構建數字孿生體的重要手段,也是數字化轉型的必經之路。
隨著軍工制造業數字化轉型落地和生產模式的轉變,傳統的生產管控系統已無法滿足新模式下在制品的過程數據管理需求,對生產制造、物流管理、檢驗檢測、工藝指令和產線集成等關鍵要素的管控和協同,成為軍工制造業謀求數字化轉型落地中面臨的主要問題。具體體現在:
1)如何協同智能硬件裝備、數字化軟件工具合力形成創新模式,建立工藝-制造-檢驗體系,形成制造過程數據的感知、追溯能力;
2)如何具備低延時的“動態感知”和“指令下達”能力,形成面向加工制造、檢驗檢測等各類設備的實時感知、遠程遙控能力;
3)如何通過大規模數據洞察企業運營現狀,建立物理產線與虛擬產線的信息融合與人機交互,形成基于動態三維模型的運行仿真和自診斷、自適應能力。
金航數碼憑借多年在復雜制造行業的工程經驗,基于數字線索使能的數字孿生,致力于研究從物理實體到虛擬空間的全息映射,面向航空制造業,持續探索總裝、部裝、鈑鉗、機加、復材、熱表和檢驗檢測等各專業的工業物聯和人機交互,并依托5G、云計算、物聯網和人工智能等先進技術,開發了面向虛實交互的極聯工業物聯網平臺SuperLink,如圖1所示。
極聯工業物聯網平臺SuperLink包含三個組件:工業網關、設備中心和創新應用。基于云、邊、端三體協同架構,如圖2所示,平臺具有設備安全認證、數據管理、智能應用以及三維動態可視化等功能,可幫助企業解決動態感知、在線決策以及遠程指令/程序的下達等最迫切的問題,從而賦予制造現場在線監測與控制技術的新型應用范式,打造數字化車間和智慧工廠。

圖 1 極聯工業物聯網平臺 SuperLink

圖 2 云、邊、端三體協同應用架構
工業網關(SuperLink Edge)提供了設備側開箱即用的端到端解決方案。它將部署在工業邊緣端,覆蓋當前主流的工業總線協議,支持串口設備、網口設備的全棧功能覆蓋,支持pdf/word/csv/excel 等非結構化數據解析,具有毫秒級數據采集、分布式邊緣擴展等功能,可無縫連接各類加工制造設備,能夠大幅提升系統開發效率。
設備中心(SuperLink Core)具有創建、擴展、匯聚、分析和交互等功能,可快速構建工業物聯網用例。系統支持部署在本地和云端,具備云原生、多租戶、高并發以及高可用等特點,適用于海量設備連接、大規模數據并發的場景,可以簡化開發流程,快速創建具備關聯關系的設備實例和計算模型;可遠程洞察設備資產狀態,并根據規則引擎將指令遠程下發到指定設備。
創新應用(SuperLink Inno)是圍繞工業物聯網打造的萬物互聯應用生態。面向系統用戶、系統集成商、行業算法開發者和驅動開發者,提供專業的軟件開發工具包(SDK)和數據服務。基于SDK 開發的工業APP 可以在應用商城供第三方瀏覽、試用和下載,打造數據即服務能力,如設備預測性維護、能源管理等。
極聯工業物聯網平臺SuperLink聚焦設備層與網絡層,將信息技術(IT)與運營技術(OT)充分融合,優勢體現在:
1)全組態設計降低了系統的開發門檻,系統內置工業協議50余種、設備模板5大類,設備接入僅需5分鐘;
2)數據采集、設備群控,邊緣計算服務核心要素全覆蓋,一體化推進企業從流程驅動向數據驅動升級,真正幫助企業建立與物理世界實時同步的數字空間;
3)深度融合數字化車間的運營場景,抓住核心痛點,提供基于狀態的實時資源調配、基于數理模型的工藝優化、面向數字孿生的動態排產等創新應用。
當前,極聯工業物聯網平臺SuperLink已在航空工業推廣應用,涉及主機、機載及特種車輛等領域,覆蓋各制造行業,為管理者提供了生產制造的實時數據,實現了工藝、制造、檢驗的業務協同。SuperLink還應用到工程機械行業,面向某集團全球 26 個工廠,通過對人、機、物的全面互聯,幫助該集團變革傳統制造模式、生產組織方式和產業形態,構建了全要素、全產業鏈的創新制造和運營體系。
工業物聯網作為物聯網的一個重要領域,在軍工領域儼然還處于初創期。未來企業需要從設備、車間、工廠、集團各層面構建全面互聯的“新基建”能力,這必然帶來生產力的巨大進步和企業運營模式的創新。金航數碼將與用戶一起,在接入標準、數據質量和應用場景等方面提供專業的咨詢與實施服務,也將與學者專家、合作伙伴一起構建更加豐富的工業物聯網產業生態。