就在最近,先是西門子推出 MindSphere 開放工業雲;隨後通用電器(GE)以超過1億澳元收購了建築自動化創業公司 Daintree Networks 以實現與其 Predix 平台的整合;接著 KUKA 又和 Infosys 宣佈計劃聯手開發支持企業迎接工業 4.0 的解決方案,軟體和服務將由 KUKA 的子公司 Connyun 開發。
表面上看,這是全球工業巨頭們對工業雲平台青睞有加,其實隱藏在背後的則是大佬們,想在工業物聯網(IIoT)領域下出一盤大棋的野心,而棋局,早在幾年前就開始布了。
各大工業巨頭工 IIoT 佈局一覽
通用電氣(GE)
「GE 昨天還是一家製造業公司,一覺醒來已經成為一家軟體和資訊公司了。」
—— GE 全球董事長伊梅爾特
GE 在工業物聯網領域最大的手筆就是 Predix 平台,在過去幾年間,這家工業企業圍繞 Predix 軟體平台,不斷為其 IIoT 構建軟體資源。
1.Predix 的誕生
GE 在工業物聯網上下了巨大賭注,依賴公司的數位轉型,推動 GE 的全球製造業務。軟體開發的佈局,幾乎與工業物聯網概念落實同步進行。GE在美國加州聖雷蒙市和中國上海、成都投資了龐大的研發中心,進行工業物聯網方面的研發。有了基礎後,GE 在 2013 年投資了「平台即服務」廠商 Pivotal,數據平台能力得到加強,直接促成了目前的數據業務平台 Predix 的問世。
2.何為Predix?
Predix 是 GE 為工業網路開發的軟體平台,有點像電腦裡的操作系統,承載著各種工業需要用到的軟體,透過接入設備數據,把工業設備相連。再通俗點兒,Predix 是一個基於雲的系統,利用其運轉於全球的裝有感測器的機械設備,將這些智慧機械設備,與 Predix 平台和複雜分析工具緊密整合,分析工具即時利用 GE 從全球獲取的數據,特別是油氣石化工業,以及包括 GE 航空在內的先進製造中的機械設備運轉。
對於紛繁複雜的工業設備和工業數據類型來講,Predix 與其說是透過操作系統來營運工業物聯網,不如說是為龐大的數據,找到了一種相對標準和統一的呈現形式。
3.Predix 應用落實了嗎?
自 Predix 推出以來,GE 已經透過該平台開發了近 40 款工業互聯網應用程序。GE 的大部分部門都已經開始透過 Predix 優化工作:如醫療部門透過 Predix 建構雲端醫療,收集各個機器的數據進行分析,建立疾病資料庫,讓一些疑難雜症在初期,就能得到篩查和精準診斷;數位化風場通過風機上的感測器收集訊息,提升風場營運與管理效率。
對岸的中國東方航空公司,曾在 Predix 上使用工業互聯網應用,蒐集了 500 多台 CFM56 發動機的高壓渦輪葉片保修數據,結合遠端診斷記錄和第三方數據,建立了葉片損傷分析預測模型。從前,航空公司需要定期強制飛機「休病假」,把微型攝影機伸入發動機內進行檢查。現在,只要根據數據分析平台上的結果,就可以預測發動機的運行情況,訂制科學的重複檢查間隔,提升經營效率。
4.Predix全面開放的意義
2016 年3月,GE 宣佈向所有工業物聯網開發者全面開放 Predix 平台,這不僅可進一步發揮 Predix 平台的潛能,更著眼於充分釋放大數據的隱藏價值。全面開放後的 Predix 類似於工業的安卓系統,各家企業都能通過 Predix 開發客製化行業的應用程序,通過集群的力量,擴大工業網路生態系統。
在過去,工業應用程序的開發只和業內人士相關,而 Predix 開放後,將吸引大量軟體開發者加入。除了機器設備的管理和維護人員之外,其他開發者也都能上傳自己開發的應用程序。軟件開發者將成為這個行業不可忽視的重要力量,有了他們的幫助,智慧機器、智慧工廠,將不再遙不可及。
5.收購 Daintree 之於 Predix
近來,GE 又圍繞 Predix 完成了很多垂直行業的收購與整合,比如筆者開篇時就提到,GE 以超過 1 億澳元收購了墨爾本建築自動化創業公司 Daintree Networks,Daintree 公司由 BillWood 及另一位前惠普工程師創建於 2003 年,設計研發出的可進行光線及溫度調控的開源、標準化無線系統 Controlscope,已經應用於美國的 1000 多家中小商業建築,大客戶包括亞利桑那國家銀行、United Stationer 等。
據悉,經 GE 收購後,Daintree 公司團隊——分別位於墨爾本、加州與麻省的 60 餘位工程師,將併入 GE 新設的創新業務單元 Current 的工業網路軟體研發平台 Predix。GE 在一份聲明中表示,本次收購將使 Current 擴展建築自動化平台,增強向全球中小型建築提供「能源即服務」的能力。實現與 Predix 平台整合後,建築管理者將能夠更容易的分析,Daintree 公司感測器收集的數據,優化管理決策,以進一步降低能源使用成本,而 Daintree 公司曾聲稱,為美國大客戶節省的能源比率原本已高達60%。
收購 Daintree 公司,將是 GE 繼續佈局工業物聯網的重要一步棋。
菲尼克斯
菲尼克斯電氣在工業物聯網領域最創新的產品要數其「ProfiCloud」。
1.何為 Profi Cloud?
在工業 4.0 的趨勢下,越來越多的客戶提出了遠端控制和通訊的需求,甚至希望能將第三方的智慧設備和數據,整合到 PROFINET 控制系統中。菲尼克斯電氣針對這樣的需求開發出了 ProfiCloud ——為工業訂製的雲技術,可以輕鬆實現這些需求。
ProfiCloud 使得用戶可以透過「雲」來存取 PROFINET 現場總線系統。分散的網路設備,與「雲」之間進行數據通訊,透過安裝在本地 PROFINET 網路的雲耦合器,可以存取這些數據。借助雲技術,透過 PROFINET 網路,用戶可以直接地自動操作各種任務;以最小的工作量和最簡易的方式,使遠端控制得以實現;也使得更加高效利用,位於不同地方的共享資源成為可能。值得一提的是,「PROFICLOUD」還獲得了 2014年赫爾梅茲工業設計大獎(Hermes Award)的提名。
2.ProfiCloud的應用
菲尼克斯電氣提供的 ProfiCloud 技術,可以讓 PROFINET 的用戶,在不添加任何硬體成本的情況下,輕鬆實現安全、快捷的底層設備間的互聯互通。在上圖中,分布在不同地方的標準PROFINET設備,可以透過網路連接到 ProfiCloud 雲伺服器上,並與之進行數據通訊。
而本地的 PROFINET 系統可以通過雲耦合器(Cloud Coupler)存取這些數據,對於本地的 PROFINET 控制器和編程人員來說,遠端的設備就像直接連接到了本地 PROFINET 網路中一樣,使用和編程都沒有區別。
在 ProfiCloud 技術中,遠端的 PROFINET 子站,甚至都不需要控制器,所有的控制命令,都可以由本地 PROFINET 控制器發出,這樣為客戶節約了大量硬體成本。
透過 ProfiCloud 技術可以輕鬆整合第三方數據,如天氣數據、匯率數據、配方數據等,這樣的功能為某些風力發電、光伏發電、水利設施,及生產製造企業的用戶帶來了方便。
ProfiCloud 技術甚至可以將智慧手機、智慧手錶,這樣的智慧設備整合為虛擬的 PROFINET 設備,透過智慧手錶可以隨時讀取操作人員的心率感測器、重力感應感測器、電子羅盤感測器、三重陀螺儀感測器、溫濕度氣壓感測器等數據。
可以預見,在未來的智慧工廠內,參加生產的將不僅僅是高端智慧製造設備,人機交換也不僅僅是簡單的透過按鈕和開關,智慧穿戴設備和連接智慧世界的通訊技術,將帶來更加高效便利的生產製造模式,而菲尼克斯電氣帶來的 ProfiCloud 技術將使這一切變為可能。
西門子
為了在數位化領域挖掘新的商業機會,公司正在以「西門子數位服務」為平台,努力發展相關服務。西門子去年年底宣佈將增加研發投入 3 億歐元搭建跨業務新數位化服務平台Sinalytics。
1.何為Sinalytics?
這一平台與 Predix 非常類似,整合了遠端維護、數據分析及網路安全等,一系列現有技術和新技術,還能夠對機器感應器產生的大量數據進行整合、保密傳輸和分析。透過這些數據,提升對燃氣輪機、風力發電機、列車、建築樓宇和醫療成像系統的監控能力。
2.Sinalytics的應用
這個「發明」可不是停留在實驗階段,從交通燈到風機,如今已有 30 萬台設備聯網,接受西門子遠端維護。西班牙的西門子 Velaro 高速列車,透過 Sinalytics 進行數據分析和遠端維護,達到了接近世界紀錄的 99.9% 的準點率。
西門子樓宇科技公司將其分析能力,和 IBM 軟體工具整合起來,在 Sinalytics 的支撐下,建立起能源管理和可持續發展的下一代軟體平台Navigator。
3.西門子推出MindSphere
為了進一步深耕數位化領域,繼成功完成內部測試之後,西門子面向市場推出「MindSphere — 西門子工業雲平台」。
MindSphere 被設計為一個開放的生態系統,工業企業可將其作為數位化服務——譬如預防性維護、能源數據管理,以及工廠資源優化——的基礎。特別是,機械設備製造商及工廠建造者,可以透過該平台監測其設備機群,以便在全球範圍內有效提供服務,縮短設備停工時間,並據此開創新的商業模式。MindSphere 還為西門子的工廠數位化服務,奠定堅實的基礎,譬如對數控機床,以及驅動鏈的預防性維護。
除此之外,頂級機器人製造商之一 KUKA 和 Infosys 宣佈,計劃聯手開發支持企業迎接工業 4.0 的解決方案——合作的目的是開發一個可讓客戶採集、評估和利用數據,以提高自身生產過程的軟體平台。KUKA 將透過建立工業 4.0 雲平台擴展設備與雲系統之間的連接。這些軟體和服務將由 KUKA 的子公司Connyun開發。
飛機引擎製造商羅羅公司(Rolls-Royce),透過收集過去 20 年引擎數據,幫助客戶維護設備,設計更符合需求的產品。(在對岸中國,則有映翰通開發的設備雲,還有華源創世開發的 Smart-Plant 工業智慧雲平台。)
工業雲是工業物聯網的操作系統
通過以上的分析,我們能看出各大巨頭在佈局工業物聯網的時候,都對工業雲平台情有獨鍾。
為什麼會如此呢,物聯網智庫認為,我們可以把工業物聯網分成四個不同的領域:
首先,需要把數以億計的終端工業設備連入網路,包括Electric Imp, Particle 以及 Arrayent 均在設計類似的接入平台。
第二個重點是連通性,思科公司曾花費 14 億美元購入了 Jasper Technologies,後者正是一家專注於設計機器對機器(M2M)通信的網路公司,擁有一個可靠的網路是工業網路的基礎。
第三個領域是數據雲平台,它是工業網路的應用程序開發平台,就像在電腦世界的操作系統軟體,工業雲平台扮演著核心數據處理和控制的角色。
最後的領域包括軟體應用和服務。它為特定行業,或「垂直」領域市場創建並服務。
作為操作系統,工業雲平台成為了智慧製造的重要基礎,能夠通過提供強大的數據傳輸、儲存和處理能力,幫助製造業企業收集和處理大量數據。它能夠讓企業無需招聘員工、購買昂貴的專業軟體和製造設備,只要通過平台終端就能完成產品的設計、製程管理、製造生產、採購、行銷等各個環節。也難怪工業雲這麼吃香了。
老牌工業企業做工業物聯網更具優勢
其實除了 GE、西門子這樣搞工業的,亞馬遜這樣的電商也把觸手伸向了工業物聯網,就在 2015 年 10 月,亞馬遜公司旗下的 Amazon Web Services(AWS) 在 AWS re:Invent 大會上發佈了全新平台 AWS IoT,目的在讓製造業客戶硬體設備,能夠方便地連接 AWS 服務,幫助客戶在全球範圍內儲存、處理、分析聯網設備生成的數據。
依託 AWS IoT 平台,製造業客戶的汽車、渦輪機、感測器和燈泡等設備,能夠方便地連接 AWS 服務,從而能夠在全球範圍內儲存、處理、分析聯網設備,生成的數據並採取行動。設備連接到 AWS IoT 設備 Gateway,客戶即可為 AWS IoT 如何處理它們發送數據,以及當滿足不同條件時,為它們所採取的行動設定規則,例如當壓力感測器報告異常高的讀數,或運動探測器被觸發時,讓設備發送警報。
不過,在 IDC 電信與物聯網研究總監看來,AWS 這個 IoT 平台行業特徵還不太明顯,滲透到工業領域還不深,還是停留在設備狀態監測等表層,也就是說應用場景還是偏通用型場景。
如果做工業物聯網,需要將工業系統與 IT 系統深度融合,需要對工業應用有很深的理解,而這一領域並不是雲服務提供商等平台類的企業所擅長的,他們更擅長的還是做標準化的服務。所以有人認為 GE、西門子這些對 OT 和 IT 均有深入瞭解的企業,在工業物聯網領域更具優勢。
工業物聯網正在推動第四輪工業革命,它將大大改變製造、能源、交通運輸、城市、醫療以及其他工業行業,並幫助企業從傳感器聚集數據,從而最大限度地提高機器效率,以及整個工作的吞吐量。具體應用包括運動控制、機器與機器通信、預防性維護、大數據分析,以及互聯醫療系統等。
工業雲平台由於能夠靈活實現,跨區域工業訊息服務的部署和交付,已經成為國際巨頭們投入的重點。如果說傳統資訊技術領域是美國企業佔據優勢地位,那麼工業領域的資訊服務發展,正迎來群雄逐鹿的時代。
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