在工业 4.0 的浪潮之中,全球制造业再度振兴和崛起,并经历着前所未有从流程驱动转向数据驱动的变革。

近年来,数智化绿色工厂正在成为制造业竞争力的主要驱动力,依托物联网、工业互联网,人工智能等先进制造技术的深度融合,智能工厂变得更高效、更灵活,拥有更高的交付韧性和成本效益。有别于传统制造业,数据作为工业数字化转型的核心生产要素,扮演着越来越重要的角色。

如何构建高效的数据基础设施,实现海量生产数据的互联互通,如何通过数据的实时移动、处理与分析来支持敏捷的运营与快速响应,成了制造业数智化转型亟待破解的难题。

近日,国内领先的物联网数据基础设施供应商 EMQ 映云科技通过云边统一的物联网数据能力底座,联合南洋万邦软件技术有限公司(隶属上海仪电集团)自研的 DA-Linker 平台,为传统工业制造园区打造了一套集数据实时采集、设备管理、告警监测、可视化展示、能耗管理和数据规则联动为一体的工业互联网数据基础设施解决方案,以助力园区工厂数字化、楼宇信息化、碳中和数字化转型升级。

上海南洋万邦软件技术有限公司是一家专业从事计算机行业、软件服务、系统集成的高技术公司,为上千家客户提供相应的服务和培训支持,绝大多数客户为世界 500 强在华投资的企业。上海南洋万邦智能物联解决方案部是专注于研究园区工厂数字化、楼宇信息化、碳中和等相关的部门,主要使用物联网、大数据、机器学习等先进技术帮助制造业实现数字化转型,降低企业成本,增加营收效益。

EMQ & DA-Linker 系统架构图

DA-Linker 物联网平台是南洋万邦自主研发的 AIoT 物联网平台,平台底座采用 EMQ 云边一体化的物联网数据基础设施,实现海量的工业异构协议适配、边缘计算(数据 ETL、AI 扩展等)、云端海量数据一站式集成和云边协同管理能力,平台业务层实现了物联网以及相关业务开发的众多基础功能,能快速建立物联网相关业务系统,可广泛应用于智能制造、智慧园区、智慧办公等多种领域。

工业园区数智化挑战

以某照明设备工业制造园区为例,这是一家高新技术的照明产品开发、生产、销售的综合性高技术企业。老旧生产园区无法对设备进行数据实时采集、数据可视化、能耗监测、告警的接收、统一决策、节能降碳等等,这将成为把业务发展提升到一个新高度的制约因素。园区现面临以下挑战:

1. 数据实时采集:在园区管理系统中,需要采集实时数据,分析采集可燃气体、气体压力传感器等设备数据,同时还需要满足采集存储、数据清洗、分析处理及统计报表等需求。

2. 可视化管理平台: 需要开发一套完备的可视化管理平台,可以支持管理系统的全面管理、根据运行参数实时调整设备性能、实时调整执行指令、统计园区实时状态等,提升管理人员的工作效率,最大限度减少设备出错的几率。同时满足可燃气体、气体管道压力等数据对实时性和准确性的要求。

3. 告警中心:园区中有众多安防设备,需要对这些设备进行可视化报警管理,建设安防监控系统,以实现对设备的维护、管理和及时告警;还需要实现告警系统的集中化管理,接收设备的告警信息,及时拉取报警信息,给用户及时反馈信息,更快速地响应报警处理要求。

云边一体化联合方案

EMQ 与南洋万邦就该园区派出物联网行业、消防行业、安防行业多种业务专家,对园区改造进行细致的分析与整体的评估,经过多次讨论研究制定了整体解决方案:

1. 方案整体需实现数据的实时采集和设备监控等功能。部署智慧网关采集器,采集气体压力传感器、可燃气体泄漏报警器、水泵的启停等多种设备。

2. 上海南洋万邦自研的 DA-Linker 园区碳中和平台实现设备管理、告警管理的同时,推进碳中和、碳计算的功能。使用 DA-Linker 平台的自定义可视化模块,可实现用户经过简单的托拉拽,自主配置,实现数字化大屏,数据报表等相关服务。

3. EMQ 旗下大规模分布式物联网 MQTT 消息服务器 EMQX 确保数据传输过程中的稳定性、准确性、安全性。

4. 使用碳中和相关的国际标准的计算方式和计算参数进行实现,为企业后期进行碳认证、碳中和等建立稳固基础。

该方案具有以下亮点:

1. 使用 DA-Linker 园区碳中和平台建立基于监控、运维报表分析、告警系统等强大的大数据平台,可根据实时数据采集,管理实时事件和自动化的数据处理,模拟实时场景,实现数据分析,有效支持智能规则联动。同时实现碳计算、碳管理等相关碳工作。

2. 使用 MQTT 协议作为设备与平台之间的通信协议。MQTT 协议是基于发布/订阅模式的物联网通信协议,具有简单易实现、支持 QoS、报文小等特点,是用于实现工业数据采集的最佳协议。

3. 在 DA-Linker 平台上强化应急指挥机制,集交气、水、电等物资数据,实时联动,形成事件可视化操作,为突发事件处置提供数据支持,构建强大的应急响应机制。

4. EMQ 提供多种友好的运维方案,包括 Docker 集群、内存容灾、版本控制、一键部署、动态路由管理、流量资源控制、日志实时查询,可以轻而易举地在数据中心、云平台、物联网上运行,给运维人员带来极高便捷性。此外,EMQ 安全架构经过积累,多次验证,完美实现 SSL/TLS 安全认证、LDAP 认证、ACL 控制等,给智能物联网运行安全保驾护航。

5. 基于 DA-Linker 内嵌的数据分析平台和 AI 模型,实现运营数据的数字化管控。采用内部清洗、格式整合等技术,提取关键数据,实现实时数据采集,进行数据的校验和分析,有效提升大数据的运行效率和可行性。EMQ 物联网数据基础设施支持集群部署,消息队列可以横向扩展,灵活可靠,可以满足各种大量的多端和频繁通信的场景。

加速园区数字化进程

通过 EMQ 与上海南洋万邦联合解决方案的数字化改造,为该园区带来了如下改善:

1. 实现成本控制:实现园区资源的有效利用,可以细化到每一块电表、每一台设备、控制生产成本,提高效率和精益生产的效果;

2. 园区安全性能得到全面提升:基于完善的智慧消防系统的构建,以及生产环境中重点设备、重点物料的监控,实现细腻化管理,推动企业技术水平不断提高。

3. 增强创新能力:实现数据上云和数据存储后,后期可以用于大数据分析挖掘和机器学习的训练,以提升了企业的创新能力和整体竞争力。

4. 提高管理的灵活性:企业实现更灵活的生产管理,实现了设备管理、告警管理、用户管理、运维系统管理等多种管理模式,对于各种事件,做出及时的调整和决策。

未来,EMQ 与南洋万邦将继续深入合作,助力制造业成功迈向体系重构的数字化新征程,实现数据价值和产能效益的跃迁。