物聯(lián)網(wǎng)與過程工業(yè)智能優(yōu)化制造

★杭州和利時自動化有限公司 周義

物聯(lián)網(wǎng)與過程工業(yè)智能優(yōu)化制造

★杭州和利時自動化有限公司 周義

物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，必將推動工業(yè)自動化水平的提高，最終實現(xiàn)過程工業(yè)整體生產(chǎn)和運營效率的大幅提升。

在我國智能制造的浪潮中，物聯(lián)網(wǎng)作為智能制造解決方案中不可缺少的部分，在智能制造的浪潮中發(fā)揮著重要的作用。然而，相對常見的離散工業(yè)智能制造解決方案而言，我國傳統(tǒng)的過程工業(yè)領域的智能優(yōu)化制造解決方案更加具有特殊性和挑戰(zhàn)性，其中的物聯(lián)網(wǎng)解決方案也同樣具備自己的特點。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)的過程工業(yè)智能優(yōu)化制造的特點

離散工業(yè)和過程工業(yè)智能化的目標和解決方案的差異，是由這兩類不同工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程的差異決定的：

概括地說，離散工業(yè)是將原材料加工成零件，再把零件組裝成部件，最后把部件組裝成產(chǎn)品的過程，這個過程其實是一個可拆分的物理過程，產(chǎn)品可以通過攜帶的二維碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術和生產(chǎn)設備之間進行通訊；而過程工業(yè)是將原材料經(jīng)過發(fā)酵、燃燒等工藝實現(xiàn)物質轉換的過程，是一個不可拆分的物理化學反應，氣、液、固多相共存的連續(xù)的過程，產(chǎn)品大都無法攜帶二維碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)標識，因此，過程工業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)就必須大力借助傳感器在產(chǎn)品和生產(chǎn)設施之間傳遞信息。

另一方面，不少專家學者認為：傳統(tǒng)的DCS等工業(yè)自動化領域其實是物聯(lián)網(wǎng)的一部分。而我國的過程工業(yè)自動化水平要比離散工業(yè)高很多，因此，在過程工業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，需要考慮對原有DCS等工業(yè)自動化系統(tǒng)充分利用，將“分散控制，集中管理”轉變成“分散控制，集中優(yōu)化管理”，從而實現(xiàn)過程工業(yè)的智能優(yōu)化制造。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的過程工業(yè)智能優(yōu)化制造解決方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的過程工業(yè)智能優(yōu)化制造解決方案由改進的DCS等工業(yè)自動化系統(tǒng)、安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關、云服務平臺和工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺四大部分組成，如圖1所示。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的過程工業(yè)智能優(yōu)化制造解決方案

2.1 通過智能化的工業(yè)自動化系統(tǒng)打造物聯(lián)網(wǎng)的感知層：

眾所周知，要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，第一步就是要將無處不在的末端設備和設施，通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M）, 實現(xiàn)全面感知，讓“物”會“說話”，成為“智能物件”，對其進行識別或數(shù)據(jù)采集。

目前國內外先進的工業(yè)自動化廠商都在不斷發(fā)展自己的產(chǎn)品，以滿足智能化、物聯(lián)網(wǎng)的需求。國內的工業(yè)自動化廠商和利時的工業(yè)自動化產(chǎn)品經(jīng)過多年的發(fā)展，各子部件都已實現(xiàn)智能化，各部件之間通過全數(shù)字信息進行協(xié)調控制，支持PROFIBUS/HART/ MODBUS/FF等國際上常用現(xiàn)場總線，可以方便地添加第三方設備，如智能儀表、PLC和變頻器等，并可以通過OPC/DDE/ODBC等軟件標準接口讓流程工業(yè)企業(yè)中的各種設備、設施變成具有感知能力的、會“說話”的智能設備、設施，形成了物聯(lián)網(wǎng)中的感知能力。

2.2 通過和利時“安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關”實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的安全可靠傳輸：

傳統(tǒng)的DCS等工業(yè)自動化系統(tǒng)是不能連接到互聯(lián)網(wǎng)的，正是由于這個局限性，限制了DCS等工業(yè)自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)只能用于現(xiàn)場控制。

和利時的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，通過自主研發(fā)的安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關對DCS中的傳感器、控制器、設備的身份進行識別、映射，并對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密防護后，將DCS等工業(yè)自動化系統(tǒng)連接到信息系統(tǒng)網(wǎng)絡，在必要時可以接入互聯(lián)網(wǎng)和云平臺對接，打通感知層和智能計算層系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道，構建成物聯(lián)網(wǎng)的可靠網(wǎng)絡傳輸層。

2.3 通過云服務和大數(shù)據(jù)平臺打造物聯(lián)網(wǎng)的智能應用層

構建物聯(lián)網(wǎng)的目的是為了利用各種設備、設施對傳遞上來的數(shù)據(jù)進行開發(fā)應用。和利時通過部署在客戶端的工業(yè)軟件平臺和部署在云端的云服務平臺實現(xiàn)企業(yè)在生產(chǎn)調度、能源管理、優(yōu)化控制等方面的智能化需求，具體如圖2所示。

圖2 工廠級工業(yè)實時互聯(lián)架構HOLLIAS）

和利時基于物聯(lián)網(wǎng)的過程工業(yè)智能化制造解決方案，幫助用戶打通了底層設備自動控制層到企業(yè)運營管理信息化層的通道，大大提高了日常運營所需生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時性、可靠性、安全性，并充分利用大數(shù)據(jù)技術對日常生產(chǎn)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行分析，為企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)工藝、管理流程的優(yōu)化提供了有效的手段。

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，必將推動工業(yè)自動化水平的提高，最終實現(xiàn)過程工業(yè)整體生產(chǎn)和運營效率的大幅提升。AP

周義，現(xiàn)任杭州和利時自動化有限公司信息化首席專家，歷任北京和利時信息化部總經(jīng)理、和利時集團信息化總監(jiān)，從事IT工作18年。曾參與《公共資源庫建立與維護——和利時網(wǎng)絡化制造示范工程》項目建設、《北京10號線PIS系統(tǒng)》等大型項目；主持實施了和利時ERP、門戶網(wǎng)站、和利時集團考勤系統(tǒng)等大型平臺；擔任信息管理中心領導期間，主持了和利時IT內控體系、和利時IT服務管理體系、兩化融合管理體系的建設，并帶領團隊對ERP、OA平臺進行了持續(xù)改進和升級。