新聞中心

EEPW首頁 > 測試測量 > 業(yè)界動態(tài) > NI關(guān)注關(guān)鍵資產(chǎn)的控制與監(jiān)測

NI關(guān)注關(guān)鍵資產(chǎn)的控制與監(jiān)測

作者:王瑩 時間:2015-12-15 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  過去一直專注在測試、測量領(lǐng)域,現(xiàn)在開始針對工業(yè)領(lǐng)域中的旋轉(zhuǎn)設(shè)備等重要資產(chǎn)提供領(lǐng)先的在線狀態(tài)監(jiān)測解決方案。在“物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者大會”的分論壇——智慧工廠上,中國行業(yè)市場經(jīng)理崔鵬介紹了的戰(zhàn)略。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/284390.htm

  物聯(lián)網(wǎng)主要有工業(yè)和消費兩個領(lǐng)域。消費物聯(lián)網(wǎng)方面,NI的方案主要是為消費電子產(chǎn)品提供領(lǐng)先的測試、測量解決方案,保障產(chǎn)品的質(zhì)量和高可靠性。而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面,NI可以為諸如智慧工廠、傳統(tǒng)電廠改造、風(fēng)力發(fā)電等提供基于平臺化、模塊化、可定制的解決方案,為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供可快速部署的在線狀態(tài)監(jiān)測及工業(yè)大數(shù)據(jù)分析解決方案。

  NI在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的角色

  工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要用軟件定制系統(tǒng),分兩個層次:信息物理系統(tǒng)(CPS);工業(yè)大數(shù)據(jù)。信息物理系統(tǒng)主要由計算、通信、控制組成。工業(yè)大數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)管理。

  為此,NI提供了物聯(lián)網(wǎng)的端到端解決方案架構(gòu)。主線有兩條:決策和控制,數(shù)據(jù)聚合和管理。具體地如下圖所示,智能感知不僅有傳感器和執(zhí)行器。傳感器需要采集物理世界的各種信號,諸如機器旋轉(zhuǎn)設(shè)備的加速度、位置等信號,還有紅外信號等,通過傳感器技術(shù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號;另外還需要控制被控對象,需要電機、數(shù)字I/O等執(zhí)行器部分。

  第二部分,通過數(shù)據(jù)采集、控制和分析系統(tǒng)來完成控制需求。NI提供平臺化的策略,可以完成設(shè)備樣本的采集,同時可兼容NI業(yè)已存在的PLC控制器和軟件,通過組件進行連接,另外完成視覺信號的收集。

  第三部分,工廠有很多監(jiān)測系統(tǒng),位于云端和企業(yè)端,因此工廠的OT(操作技術(shù))需要和IT(信息技術(shù))團隊緊密結(jié)合。NI解決方案可以幫助工廠管理分布式的設(shè)備,貫穿工廠的關(guān)鍵資產(chǎn)管理。

  案例1:與空中客車合作的未來工廠

  未來工廠的全工廠在線監(jiān)控如下圖所示。此案例用來說明NI的控制互聯(lián)、機器人視覺等能力。

  NI的成功合作案例之一是空客公司項目??湛凸驹谄渲悄芄S中應(yīng)用NI方案,將縮短10倍開發(fā)時間。通過如上圖框架實現(xiàn)這個方案。空客公司需要添加一些智能化的工具,其中一種是智能眼鏡,用智能眼鏡識別操作位置,以及識別執(zhí)行什么樣的操作、扭矩等。另外,假設(shè)可以識別部件工位和操作動作,還可以把指令自動發(fā)給未來的機械臂和機器人,讓它們執(zhí)行,實現(xiàn)互聯(lián)互通;第三,智能工具要執(zhí)行某種操作時,其傳感器設(shè)備在哪里?還需要其他機器人幫助它傳輸物料。這三者是空客公司未來想做的事。NI提供統(tǒng)一的平臺方式,來實現(xiàn)智能化工具的原型認證。

  下圖是空客布設(shè)了總線,有40萬個操作步驟,100多種工具。如果人去操作,任何一個人或順序有一個錯誤,需要花費很多時間追溯和解決這個問題。未來把執(zhí)行的操作進行控制和記錄下來,通過智能化的方式可以實現(xiàn)。

  在未來智能工廠的背景下,為了實現(xiàn)智能工廠的連接需求,NI有智能眼鏡、智能機械手的連接方案,NI提供了平臺化的方式。上面是總的LabVIEW RIO架構(gòu)。下面有兩部分:一部分是硬件,需要提供嵌入式系統(tǒng),還可以通過板子實現(xiàn)原型設(shè)計;另外是軟件算法層面,NI的核心是算法,可以提供眾多的信號處理函數(shù)和算法,來幫助實現(xiàn)機器識別的解決方案。

  這里有個從眼鏡到智能控制的例子,如下圖,集成了FPGA芯片、ARM處理器芯片和數(shù)字I/O、機器識別接口,連接到數(shù)字眼鏡,圖像處理之后傳到智能工具上。

  眾所周知,工廠中有很多現(xiàn)成的機器人。也許我們未來可以對這些機器人進行管理和控制。通過NI模塊化的智能控制器,一方面發(fā)送指令給這些機器人,另外需要設(shè)計一些定制化的模塊以實現(xiàn)聯(lián)動。

  在未來,控制和視覺是分不開的,因此需要一個非常緊密的平臺,NI平臺可以解決這個問題,可以通過多個電機的聯(lián)動,以及視覺方面(千兆以太網(wǎng)以及USB3.0接口)的視覺集成,來完成這種系統(tǒng)平臺的搭建。

  此外,還需要一些人機交互接口,很多通過HMI(人機接口)來做。未來我們可以通過一個平臺,通過顯示接口連接一個顯示器,就可以在這一個平臺上實現(xiàn)所有需要的功能。

  大數(shù)據(jù)在Big Analog Data方面,需要解決數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)管理。這正是NI InsightCM分布式狀態(tài)監(jiān)測軟件的用武之地,可以采集動態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù),分析波形數(shù)據(jù),可視化原始數(shù)據(jù)和結(jié)果,生成和管理報警等功能。

  InsightCM是專門針對旋轉(zhuǎn)設(shè)備、工程關(guān)鍵資產(chǎn)專門配置的。LabVIEW與InsightCM的關(guān)系如何?LabVIEW是開放的平臺,基于NI硬件可以做工業(yè)測量、測試的應(yīng)用。NI是從底層硬件系統(tǒng)+軟件架構(gòu),通過InsightCM拿到數(shù)據(jù)后,把數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

  案例2:智能發(fā)電廠企業(yè)級監(jiān)測架構(gòu)

  在大數(shù)據(jù)方面,NI與美國最大的發(fā)電廠Duke Energy的合作是成功典范。

  關(guān)于工業(yè)設(shè)備互聯(lián)。發(fā)電廠中的起重機、柴油機等需要進行在線監(jiān)測。得益于NI的能力可以進行數(shù)據(jù)挖掘,對NI的關(guān)鍵資產(chǎn)進行健康管理,所以NI在智能工廠中定義一些關(guān)鍵資產(chǎn),進行設(shè)備互聯(lián),部署了CPS系統(tǒng),去實現(xiàn)分布設(shè)備連接,傳輸?shù)絀nsightCM軟件。NI與美國最大的發(fā)電公司合作,全美國部署了60個服務(wù)器,來監(jiān)測智能終端的工作情況。

  具體地,發(fā)電廠中有很多資產(chǎn),過去故障診斷是事后維修,但是隨著工業(yè)4.0時代的到來,人們希望提供系統(tǒng)級的維護解決方案,因此需要大數(shù)據(jù)的挖掘、分析和管理。

  所以需要通過監(jiān)測系統(tǒng)拿到工業(yè)大數(shù)據(jù)。人們?nèi)绾蚊鎸@樣的挑戰(zhàn)?其實我們需要一些專家懂你的設(shè)備和機器。由于每個機器的工況也不同,因此需要與業(yè)內(nèi)的方案廠商合作。需要分布式、大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)。NI InsightCM的解決方案是基于NI長達幾十年的積累,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和可靠。

  我們的數(shù)據(jù)不是沒用、沒有價值的數(shù)據(jù),但是需要分析的時候,發(fā)現(xiàn)這些信息和數(shù)據(jù)不夠完整、準(zhǔn)確、關(guān)鍵。我們通過這種軟件平臺方式,以及NI的硬件CPS平臺,完成數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。一個模式是靜態(tài)數(shù)據(jù)和生態(tài)數(shù)據(jù)的采集,第二幫助實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的搭建與可視化,第三,實現(xiàn)系統(tǒng)的管理、配置和調(diào)試,以及用戶權(quán)限的管理。這是NI在智慧工廠中所做的,這相當(dāng)于測試測量。

  目前,與Duke Energy的合作已執(zhí)行了3~5年的時間。希望在全美國不同的電廠和工廠實現(xiàn)不同設(shè)備的監(jiān)測和管理,需要非常好的架構(gòu)。部署InsightCM服務(wù)器,需要3萬臺服務(wù)器,并結(jié)合NI的數(shù)據(jù)采集和測試測量。另外在企業(yè)中搭建了監(jiān)控中心,可把數(shù)據(jù)收集,放入專家?guī)?,進行智能化的診斷。

  后端分析軟件:LabVIEW Watchdog Agent平臺

  另外針對NI的大數(shù)據(jù)分析和管理:前端大數(shù)據(jù)收集,依靠InsightCM軟件。后端如何分析?NI有LabVIEW Watchdog Agent平臺,來允許用戶和機構(gòu)進行二次開發(fā)。這二次開發(fā)時針對我們不同的設(shè)備、需求,來對這些設(shè)備進行定制的開發(fā)和智能診斷。LabVIEW Watchdog Agent會提供一些相應(yīng)的算法,這樣可以快速地部署這些方案,以及對大數(shù)據(jù)的分析和處理。

  這里,LabVIEW Watchdog Agent非常值得一提。它是今年——2015年,智能維護系統(tǒng)中心(IMS)和NI正式將LabVIEW Watchdog Agent推向市場的。追溯歷史,智能維護系統(tǒng)由李杰教授首先提出,旨在保證設(shè)備系統(tǒng)“近零故障”,推動預(yù)測性診斷維護及健康管理技術(shù)應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)中。2001年美國有關(guān)機構(gòu)成立了“智能維護系統(tǒng)(IMS)”中心。十年后的2011年,通過NI向全球發(fā)布了其Watchdog Agent工具包軟件產(chǎn)品,已取得多項重要發(fā)明專利,涉及機械設(shè)備系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、工業(yè)制造、電動汽車電池等應(yīng)用領(lǐng)域。

  國內(nèi)外合作

  最后,NI目前推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)的發(fā)展。IIC(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟)的會員有GE、IBM和Cisco等大公司。NI也與很多國際化公司有合作,例如與IBM進行設(shè)備方案監(jiān)測和設(shè)備故障診斷工作。NI目前也正在與國內(nèi)領(lǐng)先的公司合作,共同推廣工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目落地。

  在中國的哪些領(lǐng)域有機會?例如關(guān)鍵資產(chǎn)的監(jiān)測,在工業(yè)4.0時代的在線檢測和故障預(yù)測診斷等。具體地,制造工廠的數(shù)控機床很多還沒有監(jiān)測系統(tǒng),可以添加在線檢測系統(tǒng)。



評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉