美信科技，以物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集助力打造智能工廠標(biāo)桿

 
（鋁電解資料圖 來源：千圖網(wǎng)）

　　編者按：當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)已成為全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用也越來越多。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都是以數(shù)據(jù)為基石，需要采集物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)來感知周圍環(huán)境，幫助企業(yè)節(jié)省時間、能源和金錢。美信科技與某鋁業(yè)龍頭攜手開展了一場物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的先進試驗，以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案打造高性能、成本可控、可復(fù)制的數(shù)據(jù)采集平臺，有效解決制造企業(yè)在開啟智能運營能力建設(shè)過程中面臨挑戰(zhàn)和難題，助力傳統(tǒng)制造企業(yè)實現(xiàn)智能工廠升級。

　　某大型鋁業(yè)公司是中國最大的鋁合金生產(chǎn)基地之一，是鋁和鋁合金產(chǎn)品領(lǐng)域的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者，在行業(yè)中有著很高的地位。當(dāng)前，鋁電解企業(yè)智能制造面臨的最大的問題不僅是OT（即操作技術(shù)Operation Technology ）本身的問題，也不僅僅是IT和OT的結(jié)合問題，更是先進繁雜的新應(yīng)用和新技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)狀的矛盾。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，需要更加關(guān)注對數(shù)據(jù)價值的挖掘以及對物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用，迎接智造轉(zhuǎn)型過程中的一系列挑戰(zhàn)和難題：
　?。?系統(tǒng)復(fù)雜度日益增加，管理設(shè)備日益增多；

　　2.人工巡檢費時費力，效果不佳，故障發(fā)現(xiàn)不及時；

　　3.故障診斷耗時，處理不及時，影響生產(chǎn)效率；

　　4.故障定位后，人工報修流程耗時長，報修后故障解決時間長；

　　5.沒有整體設(shè)備運營的系統(tǒng)化報表，缺乏運維整體分析，無法為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)據(jù)支撐；

　　6.需要高效的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運維管理系統(tǒng)，以節(jié)約人力、快速解決問題、提升效率；

　　7.實現(xiàn)了國產(chǎn)化操作系統(tǒng)、國產(chǎn)化數(shù)據(jù)庫、國產(chǎn)化服務(wù)器、國產(chǎn)化虛擬設(shè)備等一系列IT設(shè)備的國產(chǎn)化升級，但缺乏有效的統(tǒng)一監(jiān)控解決方案。

　　美信科技通過對工廠數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)梳理，并將采集及聚合的數(shù)據(jù)提供給用戶，使其結(jié)合業(yè)務(wù)需求實現(xiàn)更高層級的數(shù)據(jù)再利用，以盤活數(shù)據(jù)、發(fā)揮數(shù)據(jù)的更大效能。美信工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，以數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)實例、數(shù)據(jù)第三方接口等功能，提升制造效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，優(yōu)化運營，從而實現(xiàn)整體收益的提升。

以物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集助力智能工廠打造

（場景一）

　　早上8點，像往常一樣，某大型鋁業(yè)公司信息化管理部張總（化名）準(zhǔn)時走進辦公室。他打開電腦，在生產(chǎn)管控一體化系統(tǒng)上打開運維管理平臺界面，瀏覽集團的整體設(shè)備運營報表。
　　系統(tǒng)自動報警，旗下某廠某鋁電解槽出了問題。鋁電解槽在生產(chǎn)過程中一直受困于功耗及安全隱患的制約。其中，破損槽是電解安全生產(chǎn)的重大隱患，一旦發(fā)生槽破損，輕則停槽檢修，重則影響整個生產(chǎn)流程。對于電解鋁企業(yè)而言，安全生產(chǎn)是不可逾越的紅線，也直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。張總根據(jù)告警提示第一時間找到了故障設(shè)備，迅速安排人員處理。

　　隨后，張總點擊了這個鋁電解槽的編碼，開始檢查設(shè)備臺賬。視圖報表顯示，該設(shè)備一個月前也出過問題。為什么短時間內(nèi)會重復(fù)出問題？張總在思考：“下一步，最好檢查下同類設(shè)備在其他廠的運行狀況，然后分析評估是檢修技術(shù)的問題還是設(shè)備采購的問題?！被谶@些數(shù)據(jù)生成的分析報告，如果問題比較明顯，張總將下達檢查任務(wù)，進行安全風(fēng)險主動預(yù)防。
　　“通過設(shè)備數(shù)據(jù)采集和分析，我們在很大程度上提升了安全風(fēng)險的預(yù)控能力，每月至少能夠有效預(yù)防幾十項安全風(fēng)險。同時，極大提升全員安全風(fēng)險意識?！睆埧偙硎尽?br/>　　（編者注：美信科技幫助電解鋁企業(yè)快速提升生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的技術(shù)，降低大數(shù)據(jù)使用門檻，通過電解槽槽控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，成倍提高電解槽數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析能力，并可全面提升電解槽數(shù)據(jù)運維管理效率。電解鋁企業(yè)運作產(chǎn)生數(shù)據(jù)種類是非常多的，這也要求系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和展現(xiàn)功能有著較高的需求，幫助企業(yè)更好、更加精準(zhǔn)分析出數(shù)據(jù)信息。美信工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺報表和視圖功能靈活性非常高，將數(shù)據(jù)在報表功能中進行統(tǒng)計分析，并直接展示在系統(tǒng)的首頁，讓管理者登錄系統(tǒng)后能看到想要看到數(shù)據(jù)，總體提升管理效率。） 

（場景二）

　　信息化管理部專業(yè)工程師王凱（化名）的電腦自動顯示出他的工作流程——第一項任務(wù)是8點半給所屬某廠的鋁電解槽作一次檢查。王凱拿手持設(shè)備掃設(shè)備二維碼后，液晶屏上顯示出更具體的任務(wù)：測試溫度、測試震動、觀測設(shè)備的腐蝕和泄漏情況，并提示此處操作應(yīng)注意高空拋物的風(fēng)險。逐一落實各項檢查后，儀器顯示：溫度異常。

　　于是，王凱在手持終端輸入發(fā)現(xiàn)的問題。 隨后，信息被即時推送給維修人員小李（化名）。接下來，小李在美信物聯(lián)網(wǎng)管理平臺上分析設(shè)備的這一故障。大數(shù)據(jù)會告訴他，設(shè)備到底出現(xiàn)了什么問題，接下來該怎么辦。

（編者注：電解鋁生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，高溫、強磁、振動、多塵、腐蝕等惡劣環(huán)境較為常見，導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集困難，數(shù)據(jù)鏈條不完整。進行傳統(tǒng)的人工定期測溫不僅工作量大，而且測量不及時、測溫出現(xiàn)差錯等，這些因素都造成不能及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)槽破損點，從而帶來重大漏槽風(fēng)險。運用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，針對告警問題、告警詳情，形成告警事件；通過告警事件對工廠流程以及設(shè)備進行有效處理，對工廠的內(nèi)、外部供應(yīng)鏈進行系統(tǒng)、高效的整合和管理，將大大提高電解鋁廠的運營效率和競爭力。）

　　在智能工廠的建設(shè)中，美信科技將物聯(lián)數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用于智能工廠轉(zhuǎn)型升級，通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對人員（權(quán)限管理）、機器（監(jiān)控設(shè)備）、物（數(shù)據(jù)采集）、生產(chǎn)環(huán)境（監(jiān)測和能耗）的互聯(lián)互通鏈接和智能管理，有效降低生產(chǎn)成本、節(jié)能降耗、優(yōu)化工藝流程，是由制造向智造的必然選擇。

　　美信科技以物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集助力打造智能工廠，或可為制造企業(yè)智造轉(zhuǎn)型提供可資借鑒的樣本。

美信工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案
平臺定位

　　多渠道數(shù)據(jù)采集平臺（互通）:打通和融合內(nèi)外部多樣化、海量的多元數(shù)據(jù)；搭建監(jiān)控大數(shù)據(jù)洞察分析體系，支持智能運營應(yīng)用創(chuàng)新。
　　綜合監(jiān)控運維管理平臺（服務(wù)）：利用差異化場景，滿足不同類型客戶的個性化監(jiān)控需求;支持面向跨業(yè)態(tài)、跨內(nèi)外部，支持數(shù)字化應(yīng)用創(chuàng)新。
　　多管控模式監(jiān)控平臺（靈活）：根據(jù)不同管控需求，支持多種部署模式；搭建多層架構(gòu)，實現(xiàn)敏捷管理，提升數(shù)字化能力建設(shè)水平。

平臺價值

　　業(yè)務(wù)引領(lǐng)：對基礎(chǔ)設(shè)施進行巡查、監(jiān)測、預(yù)警、分析、評價、服務(wù)的全周期管理，解決業(yè)務(wù)綜合管理難問題。
　　技術(shù)驅(qū)動：通過提供監(jiān)控基礎(chǔ)技術(shù)能力平臺，支持高效搭建基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控和運維管理的能力。
　　降本增效：通過靈活的部署模式和高性能的數(shù)據(jù)采集分析能力，整體降低資金成本。

 
 
總體架構(gòu)設(shè)計 
   數(shù)據(jù)賦能物聯(lián)未來 軟件定義智能工廠
 
 
以數(shù)據(jù)項定義不同場景下的數(shù)據(jù)信息
（圖上數(shù)據(jù)為模擬演示）

　　深度結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，美信科技以軟件定義智能工廠，做到人機互聯(lián)、機物互聯(lián)、機器與機器互聯(lián)，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)在管理人員面前，看到這些數(shù)據(jù)就如同在工廠親自辦公。美信科技在物聯(lián)數(shù)據(jù)采集、自研數(shù)據(jù)庫等方面所展現(xiàn)出來的優(yōu)異技術(shù)能力，格外受到客戶的青睞。
　　以基于各種類型數(shù)據(jù)庫和PLC的方式，進行數(shù)據(jù)采集
　　根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行表達式判斷生成枚舉數(shù)據(jù)，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)進行常規(guī)數(shù)學(xué)運算；根據(jù)時間范圍、設(shè)備范圍，計算平均值、最大值、最小值；設(shè)計實現(xiàn)復(fù)雜數(shù)學(xué)計算所需的算子，滿足實際業(yè)務(wù)系統(tǒng)中需要實現(xiàn)的高級數(shù)學(xué)運算，以使采集的數(shù)據(jù)更好地適應(yīng)客戶環(huán)境。 
　　數(shù)據(jù)清洗、梳理、聚合及分享
　　平臺可輕松實現(xiàn)多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的互連，實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間信息和流程的共享和管理，優(yōu)化多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息交互?？苫诟鞣N類型數(shù)據(jù)庫和PLC采集的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；可展示基于數(shù)據(jù)定義采集的數(shù)據(jù)實例；數(shù)據(jù)第三方接口可支持消息訂閱，可通過kafka消息隊列與第三方進行數(shù)據(jù)對接。

　　自主研發(fā)的“BigRiver”高性能物聯(lián)網(wǎng)時序數(shù)據(jù)庫
　　美信科技自研“BigRiver”高性能物聯(lián)網(wǎng)時序數(shù)據(jù)庫，專門針對分布式、大數(shù)據(jù)、監(jiān)控指標(biāo)體系復(fù)雜場景設(shè)計；采用動態(tài)分配計算資源模式；集key/value數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、MQ于一體；方便移植，適用各類平臺，支持國產(chǎn)化適配和快速部署。 
　　定向告警、告警優(yōu)化
　　平臺對各類設(shè)備提供準(zhǔn)確預(yù)警和告警。告警通過短信、聲音和界面顏色標(biāo)識進行提示和發(fā)送；告警定向發(fā)送；告警策略設(shè)置避免網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定等問題引起的誤報；告警泛濫抑制避免過度報警；上下級告警依賴機制，上級設(shè)備告警，下級設(shè)備不再重復(fù)告警。 
　　歷史數(shù)據(jù)分析，自動巡檢，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患
　　通過設(shè)備歷史數(shù)據(jù)分析報告和圖表，以及設(shè)備指標(biāo)性能比較圖表，發(fā)現(xiàn)性能異常的設(shè)備；通過告警數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)常出現(xiàn)問題的設(shè)備或鏈路；定期自動執(zhí)行設(shè)備巡檢，并輸出報告，及時發(fā)現(xiàn)異常指標(biāo)。 

　　全面提升監(jiān)控效率 助力資源優(yōu)化配置 

　　為實現(xiàn)智能工廠的運用，推動智能工業(yè)的協(xié)同和標(biāo)準(zhǔn)化進程，美信科技以動態(tài)、靈活、可擴展的方式和面向服務(wù)的思想，整合現(xiàn)有各種分布式資源（設(shè)備、流程、數(shù)據(jù)等），優(yōu)化資源配置，構(gòu)建以監(jiān)測業(yè)務(wù)為核心、統(tǒng)一的運維監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對各類運維事件的全面采集、合理分析與及時處理，實現(xiàn)運行維護工作的智能化和高效率。
　　故障快速定位，對告警的管理對象和監(jiān)測點進行實時過濾，實現(xiàn)快速故障定位和根源診斷。告警信息、網(wǎng)絡(luò)拓撲、業(yè)務(wù)視圖，都可直接故障定位；一鍵定位故障設(shè)備，并細化到具體指標(biāo)；判斷設(shè)備關(guān)聯(lián)影響，定位問題根源。

　　實現(xiàn)對數(shù)萬設(shè)備的監(jiān)控，并在云平臺集中管理。專門針對運維監(jiān)控大量數(shù)據(jù)寫入需求設(shè)計的高性能數(shù)據(jù)庫，結(jié)合以底層分布式架構(gòu)分散監(jiān)控負載，實現(xiàn)對數(shù)萬設(shè)備的監(jiān)控；監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲和處理在TS端實現(xiàn)，只將狀態(tài)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)上傳集中云端管理平臺的獨有方式，以最小的網(wǎng)絡(luò)資源消耗實現(xiàn)在云平臺上集中化管理所有設(shè)備。

 　　提供多維度實時狀態(tài)統(tǒng)計和歷史數(shù)據(jù)分析圖表，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。清晰展現(xiàn)產(chǎn)銷流程，提高工廠生產(chǎn)過程的可控性，減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)，實時完整采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)。
 　　全面提升資源鏈路監(jiān)控效率，助力資源優(yōu)化配置。提供設(shè)備資源鏈路使用情況的實時監(jiān)控；提供網(wǎng)絡(luò)配置文件的統(tǒng)一關(guān)聯(lián)和監(jiān)控；積累歷史數(shù)據(jù)，提供多層面分析，發(fā)現(xiàn)IT資源瓶頸；多角度分析網(wǎng)絡(luò)資源消耗，管理者可以判斷哪些網(wǎng)絡(luò)資源配置需要優(yōu)化。 
　　通過對工廠生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施進行巡查、監(jiān)測、預(yù)警、分析、評價、服務(wù)的全周期管理，解決生產(chǎn)業(yè)務(wù)綜合管理難問題。巡檢頻率可達分鐘級至秒級，快速發(fā)現(xiàn)問題，快速發(fā)送告警；自動保障，無需人工干預(yù)，第一時間處理故障；一鍵即可快速定位所有故障點；自動響應(yīng)，自動判斷，無需過多經(jīng)驗即可判斷故障；自動生成運維數(shù)據(jù)報表，無偏差，報表可視化程度高；自動測算，有效利用能源；通過風(fēng)險閾值設(shè)置，提前發(fā)現(xiàn)風(fēng)險。
　　隨著數(shù)字化浪潮的推進，中國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變，作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集是重中之重，沒有數(shù)據(jù)平臺就是無源之水、無本之木。然而，目前的現(xiàn)狀是很多邊緣層數(shù)據(jù)卻無法實現(xiàn)接入，不能進行大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集，更無法構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。美信科技就將產(chǎn)品定位于構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的邊緣數(shù)據(jù)采集平臺，要建立一個穩(wěn)定、安全、完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)庫。未來，美信科技未來將把重點聚焦探索IT和OT融合的數(shù)據(jù)管理場景和應(yīng)用，幫助制造企業(yè)構(gòu)建精準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案 。

 　　關(guān) 于 美 信

　　美信科技于2007年成立，全部產(chǎn)品均為自主研發(fā)、國內(nèi)全棧式自主可控。美信科技以高性能時序數(shù)據(jù)庫和物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)字平臺為底層支撐，推出泛IT基礎(chǔ)設(shè)施一體化綜合運維管控平臺、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、BigRiver高性能時序數(shù)據(jù)庫等一系列產(chǎn)品和解決方案，并在眾多行業(yè)客戶中廣泛應(yīng)用。美信科技始終緊隨時代發(fā)展的步伐，以國家戰(zhàn)略規(guī)劃為指導(dǎo)，以“與客戶一起成長”為理念，以持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新為導(dǎo)向，致力于成為國際上有影響力的物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)采集提供商。 

　　一庫、一碼、四支柱

　　作為美信科技旗下新一代監(jiān)控的強勢品牌，監(jiān)控易泛IT基礎(chǔ)設(shè)施一體化綜合運維管控平臺以一庫、一碼、四支柱，打造IT運維國產(chǎn)化時代的核心競爭力。 
　　一庫：美信科技自研物聯(lián)網(wǎng)時序數(shù)據(jù)庫。 

　　一碼：低代碼平臺架構(gòu)，降低適配難度。 

　　四支柱：全國產(chǎn)、高性能 、一體化 、多層級 

　　全國產(chǎn)：核心組件全自主開發(fā)，完全符合信創(chuàng)要求。高性能：輕松監(jiān)測上萬臺設(shè)備，大幅降低部署成本。一體化：IT、動環(huán)、物聯(lián)網(wǎng)全覆蓋，監(jiān)控、資產(chǎn)、工單、流程、CMDB全支持。多層級：支持公有云、私有云、混合云，多安全域，部、省、市多級設(shè)備的集中式監(jiān)控管理。