★杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司 周義

物聯(lián)網(wǎng)與過(guò)程工業(yè)智能優(yōu)化制造

★杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司 周義

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，必將推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，最終實(shí)現(xiàn)過(guò)程工業(yè)整體生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)效率的大幅提升。

在我國(guó)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(duì)常見(jiàn)的離散工業(yè)智能制造解決方案而言，我國(guó)傳統(tǒng)的過(guò)程工業(yè)領(lǐng)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(diǎn)。

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

離散工業(yè)和過(guò)程工業(yè)智能化的目標(biāo)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(guò)程的差異決定的：

概括地說(shuō)，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(guò)程，這個(gè)過(guò)程其實(shí)是一個(gè)可拆分的物理過(guò)程，產(chǎn)品可以通過(guò)攜帶的二維碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備之間進(jìn)行通訊；而過(guò)程工業(yè)是將原材料經(jīng)過(guò)發(fā)酵、燃燒等工藝實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)換的過(guò)程，是一個(gè)不可拆分的物理化學(xué)反應(yīng)，氣、液、固多相共存的連續(xù)的過(guò)程，產(chǎn)品大都無(wú)法攜帶二維碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)，因此，過(guò)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(shè)施之間傳遞信息。

另一方面，不少專家學(xué)者認(rèn)為：傳統(tǒng)的DCS等工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域其實(shí)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分。而我國(guó)的過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化水平要比離散工業(yè)高很多，因此，在過(guò)程工業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，需要考慮對(duì)原有DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)充分利用，將“分散控制，集中管理”轉(zhuǎn)變成“分散控制，集中優(yōu)化管理”，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)程工業(yè)的智能優(yōu)化制造。

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

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

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

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

眾所周知，要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，第一步就是要將無(wú)處不在的末端設(shè)備和設(shè)施，通過(guò)各種無(wú)線和/或有線的長(zhǎng)距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M）, 實(shí)現(xiàn)全面感知，讓“物”會(huì)“說(shuō)話”，成為“智能物件”，對(duì)其進(jìn)行識(shí)別或數(shù)據(jù)采集。

目前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)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(guó)內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化廠商和利時(shí)的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，各子部件都已實(shí)現(xiàn)智能化，各部件之間通過(guò)全數(shù)字信息進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，支持PROFIBUS/HART/ MODBUS/FF等國(guó)際上常用現(xiàn)場(chǎng)總線，可以方便地添加第三方設(shè)備，如智能儀表、PLC和變頻器等，并可以通過(guò)OPC/DDE/ODBC等軟件標(biāo)準(zhǔn)接口讓流程工業(yè)企業(yè)中的各種設(shè)備、設(shè)施變成具有感知能力的、會(huì)“說(shuō)話”的智能設(shè)備、設(shè)施，形成了物聯(lián)網(wǎng)中的感知能力。

2.2 通過(guò)和利時(shí)“安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)”實(shí)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(dòng)化系統(tǒng)是不能連接到互聯(lián)網(wǎng)的，正是由于這個(gè)局限性，限制了DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)只能用于現(xiàn)場(chǎng)控制。

和利時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，通過(guò)自主研發(fā)的安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對(duì)DCS中的傳感器、控制器、設(shè)備的身份進(jìn)行識(shí)別、映射，并對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密防護(hù)后，將DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接到信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，在必要時(shí)可以接入互聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)對(duì)接，打通感知層和智能計(jì)算層系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道，構(gòu)建成物聯(lián)網(wǎng)的可靠網(wǎng)絡(luò)傳輸層。

2.3 通過(guò)云服務(wù)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)打造物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用層

構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的目的是為了利用各種設(shè)備、設(shè)施對(duì)傳遞上來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用。和利時(shí)通過(guò)部署在客戶端的工業(yè)軟件平臺(tái)和部署在云端的云服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)在生產(chǎn)調(diào)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(jí)工業(yè)實(shí)時(shí)互聯(lián)架構(gòu)HOLLIAS）

和利時(shí)基于物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程工業(yè)智能化制造解決方案，幫助用戶打通了底層設(shè)備自動(dòng)控制層到企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理信息化層的通道，大大提高了日常運(yùn)營(yíng)所需生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性，并充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)日常生產(chǎn)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為企業(yè)實(shí)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(shù)的發(fā)展，必將推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，最終實(shí)現(xiàn)過(guò)程工業(yè)整體生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)效率的大幅提升。AP

周義，現(xiàn)任杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司信息化首席專家，歷任北京和利時(shí)信息化部總經(jīng)理、和利時(shí)集團(tuán)信息化總監(jiān)，從事IT工作18年。曾參與《公共資源庫(kù)建立與維護(hù)——和利時(shí)網(wǎng)絡(luò)化制造示范工程》項(xiàng)目建設(shè)、《北京10號(hào)線PIS系統(tǒng)》等大型項(xiàng)目；主持實(shí)施了和利時(shí)ERP、門戶網(wǎng)站、和利時(shí)集團(tuán)考勤系統(tǒng)等大型平臺(tái)；擔(dān)任信息管理中心領(lǐng)導(dǎo)期間，主持了和利時(shí)IT內(nèi)控體系、和利時(shí)IT服務(wù)管理體系、兩化融合管理體系的建設(shè)，并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)ERP、OA平臺(tái)進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)和升級(jí)。