邊緣計算關(guān)鍵技術(shù)在數(shù)字化工廠中的應(yīng)用
海南金盤智能科技股份有限公司成立于1997年,是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)于一體的國家級高新技術(shù)企業(yè)和國家制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè),公司運(yùn)用數(shù)字化制造模式不斷為新能源(含風(fēng)能、太陽能、儲能等)、新基建、高效節(jié)能、軌道交通等全場景提供優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)解決方案及高端裝備,產(chǎn)品銷售遍布全國,并出口到全球83個國家和地區(qū)。
2013年,金盤科技制定中長期的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃,并組建以董事長為總指揮的數(shù)字化轉(zhuǎn)型團(tuán)隊,統(tǒng)籌安排數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的規(guī)劃和部署。金盤科技十四五數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃以對外輸出數(shù)字化工廠整體解決方案為核心,布局儲能、醫(yī)藥等多個行業(yè)數(shù)字化工廠,以 “智能決策、數(shù)據(jù)驅(qū)動、數(shù)字智造、數(shù)字服務(wù)”四大戰(zhàn)略路徑,全面實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,推動數(shù)字化及智能制造、智慧工廠、智慧園區(qū)等數(shù)字化整體解決方案商業(yè)化發(fā)展,成為通用型數(shù)字化制造平臺。
7座數(shù)字化工廠 引領(lǐng)同行業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
EC-Plat是海南金盤自主研發(fā)的數(shù)字化工廠核心系統(tǒng)的邊緣計算平臺,應(yīng)用了自主研發(fā)邊緣智能、異構(gòu)計算、互聯(lián)互通技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的分布式開放體系,就近提供智能化服務(wù),滿足在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。解決邊緣側(cè)設(shè)備端數(shù)據(jù)采集及分析處理的問題,便于數(shù)字化工廠產(chǎn)線設(shè)備控制系統(tǒng)快速實施,縮短軟件實施周期,節(jié)約開發(fā)成本,降低開發(fā)門檻,減少實施風(fēng)險,為數(shù)字化工廠或智能制造工廠實現(xiàn)精細(xì)化、差異化、柔性化管理。
EC-plat邊緣計算平臺關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于金盤科技?跀(shù)字化工廠,并在桂林、武漢等設(shè)立的全資子公司建設(shè)的數(shù)字化工廠推廣應(yīng)用,共建設(shè)7座數(shù)字化工廠,覆蓋輸配電及控制設(shè)備制造、儲能等領(lǐng)域。
其中,?跀(shù)字化工廠取得了很明顯的成效,經(jīng)過2個完整年的實際運(yùn)行,整體經(jīng)濟(jì)效益較轉(zhuǎn)型前(2019年)大幅提升,如產(chǎn)出額提升約163%,人均產(chǎn)出額提升約為136%,人均產(chǎn)量提升約82%,產(chǎn)能提升約124%,產(chǎn)量提升約103%,工廠庫存周轉(zhuǎn)率提升185%;制造車間的單位kVA工費(fèi)成本較轉(zhuǎn)型前下降超過15%,單位產(chǎn)出額工費(fèi)成本較轉(zhuǎn)型前下降超過 30%;受益于整個制造工廠的有效工時大幅延長,各車間綜合有效工時占比較轉(zhuǎn)型前提升82%。
基于公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型相關(guān)技術(shù)成果和應(yīng)用案例,公司具備了對外承接數(shù)字化工廠整體解決方案的能力。公司已累計承接超3億元數(shù)字化工廠整體解決方案業(yè)務(wù)訂單,其中,公司承接的首單數(shù)字化工廠解決方案項目已于2022年順利交付并完成驗收,標(biāo)志著金盤科技依托自身技術(shù)和團(tuán)隊資源引領(lǐng)同行業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的商業(yè)化模式成功落地。
國內(nèi)首家符合認(rèn)證 EC-Plat的邊緣計算協(xié)議
EC-Plat借鑒了MQTT物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議的原理,結(jié)合數(shù)字化工廠的特有場景,形成了數(shù)字化工廠邊緣計算平臺一套企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議”邊緣計算多層網(wǎng)絡(luò)通信;顓f(xié)議”,旨在為低帶寬和不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。邊緣計算協(xié)議針對低帶寬網(wǎng)絡(luò),低計算能力的設(shè)備,做了特殊的優(yōu)化,使得其能適應(yīng)各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。該企業(yè)協(xié)議及相關(guān)技術(shù)的引入能有效提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸及時性和穩(wěn)定性,涉及的關(guān)鍵技術(shù)有邊緣智能、異構(gòu)計算、互聯(lián)互通技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)。
金盤科技研究的數(shù)字化工廠邊緣計算開發(fā)平臺EC-Plat開發(fā)框架,主要由邊緣控制器、邊緣網(wǎng)關(guān)和邊緣云組成。邊緣云的建設(shè)主要是實現(xiàn)一些計算、算法、規(guī)則進(jìn)行邊緣云化,有效利用云端資源,降低運(yùn)維成本,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。目前我司數(shù)字化工廠邊緣云化的系統(tǒng)有車載控制系統(tǒng)RCS,集控系統(tǒng)系統(tǒng)DCS,倉儲控制系統(tǒng)wcs,數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集SCADA、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES,各系統(tǒng)在邊緣控制層也有相應(yīng)的邊緣終端;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺涵蓋了邊緣網(wǎng)關(guān)的建設(shè)內(nèi)容,實現(xiàn)智能終端和云端系統(tǒng)的連接和調(diào)度,分發(fā)任務(wù)指令,提供心跳服務(wù)功能,達(dá)到實現(xiàn)IT和OT網(wǎng)的隔離,同時實現(xiàn)系統(tǒng)信息的暢通;最后是邊緣控制層,通過研發(fā)多種類型的智能終端,針對不同的設(shè)備、產(chǎn)線以及環(huán)境溫濕度研制不同的產(chǎn)品,包括電阻儀智能終端、產(chǎn)線控制終端、澆注爐控制終端、車載適配器智能終端等。
金盤科技?诟叨烁墒阶儔浩鲾(shù)字化工廠作為國內(nèi)首家符合德國工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) VDl4499,并經(jīng)德國認(rèn)證機(jī)構(gòu)TOV NORD認(rèn)證的干式變壓器數(shù)字化工廠,主要建設(shè)內(nèi)容包括 “三大基礎(chǔ)”、“兩大仿真”和“數(shù)字化系統(tǒng)運(yùn)營架構(gòu)",于2020年70月?跀(shù)字化工廠建成投入運(yùn)營,實現(xiàn)了企業(yè)制造模式創(chuàng)新、經(jīng)營模式創(chuàng)新及商業(yè)模式創(chuàng)新;實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化、物流自動化、信息流自動化、企業(yè)數(shù)字化經(jīng)營閉環(huán)管理及產(chǎn)品設(shè)計、制造全過程數(shù)字李生,有效提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率、綜合能源利用效率、庫存周轉(zhuǎn)率及整體運(yùn)營效率,降低了研發(fā)周期、產(chǎn)品不良率、物流成本及運(yùn)營成本,實現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計、采購、生產(chǎn)、交付到售后的全面數(shù)字化運(yùn)營管理。
EC-plat邊緣計算平臺關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化工廠后,能高效處理控制設(shè)備端的數(shù)據(jù)存儲、計算,并傳輸至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(Vportal),能源管理系統(tǒng)(EMS)、生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)(MES)等業(yè)務(wù)場景從Vportal抓取源數(shù)據(jù),各業(yè)務(wù)場景系統(tǒng)再利用源數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)流程。
本文章選自中國上市公司協(xié)會發(fā)布的《中國上市公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例》