邊緣計算在智能制造中的解決方案

新一代自主可重構(gòu)工業(yè)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

我們利用邊緣計算水平解耦的思想構(gòu)建了新一代自主可重構(gòu)的工業(yè)控制系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)。主要分為四個部分：最下層是泛在化感知層，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進行廣泛的數(shù)據(jù)采集；上一層是將IT與OT融合的全互聯(lián)的制造網(wǎng)絡(luò)；語義化信息集成層，意義在于將大量的信息和設(shè)備高效集成；下面三層的工作都是為了最終的制造應(yīng)用來服務(wù)的，因此最上層也就是服務(wù)化制造應(yīng)用層。

2.1　泛在化感知

泛在化感知層的主要作用是采集現(xiàn)場的信息并且進行控制。目前，工業(yè)應(yīng)用面臨的主要挑戰(zhàn)：抗干擾、高實時、低功耗。

2.1.1　泛在化感知的新技術(shù)方向

（1）WIA-PA

在這方面中國科學(xué)院沈陽自動化研究所（以下簡稱沈自所）在流程行業(yè)已經(jīng)做出了一定的成績，建立了流程工業(yè)低速、低功耗的工業(yè)無線的標(biāo)準(zhǔn)WIA-PA。

（2）WIA-FA

在離散領(lǐng)域，面向離散加工行業(yè)，沈自所研制了傳感器、控制器、執(zhí)行器之間互聯(lián)通信的高速無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)WIA-FA。

（3）NB-IoT

同時，我們也注意到像NB-IoT這樣的窄帶物聯(lián)網(wǎng) （Narrow Band - Internet of Things），具有低成本、低功耗、廣覆蓋等特點，定位于運營商級、基于授權(quán)頻譜的低速率物聯(lián)網(wǎng)市場。

2.2　全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò)

在全互連制造網(wǎng)絡(luò)這一層，主要提供的是在IT與OT網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)之上形成的一個融合網(wǎng)絡(luò)。

2.2.1　全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)方向

（1）IEEE802.1 Time-Sensitive Networking

（2）ISA100.15 Wireless Backhaul Network

（3）工業(yè)軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)

數(shù)字時代到來

“服務(wù)型制造”更像是一個中國制造的概念，但這個創(chuàng)舉既不陌生，也不突兀，它只是隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的深化，制造和服務(wù)界線日漸模糊的應(yīng)時而作，正如一個遠(yuǎn)處的呼聲，此刻正在落地。

隨著產(chǎn)品制造的越來越復(fù)雜，基于物質(zhì)的產(chǎn)出形態(tài)日益呈現(xiàn)多元化。如空客的制造需要幾萬家供應(yīng)商進行協(xié)作，沈陽機床出售的是一個互聯(lián)網(wǎng)數(shù)控機床與信貸服務(wù)有機組合的產(chǎn)品，而GE的商業(yè)模式正更多的建立在飛行的小時數(shù)上——如果這些還有些陌生的話，那么席卷北上廣的摩拜自行車單車，以公里數(shù)來跟隨時起意的騎行者計價，這直接給我們搭建一個西洋鏡的盒子，讓我們得以窺見，制造與服務(wù)的融合步伐有多快。

我們正在見證一個無比快速的數(shù)字業(yè)務(wù)創(chuàng)新時代，產(chǎn)品的交易方式、形態(tài)和效能正在被重新定義。無形服務(wù)和協(xié)同網(wǎng)絡(luò)正在決定企業(yè)為客戶提供的全新的價值。企業(yè)由提供“實體物理產(chǎn)品”向提供"一個復(fù)雜的產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)"的驚險一跳，正在變得不再驚險。服務(wù)提供者與客戶的關(guān)系，發(fā)生了很大的改變，正從產(chǎn)品的短期交易提供向長期服務(wù)轉(zhuǎn)變，從一般的買賣關(guān)系向客戶價值共創(chuàng)伙伴關(guān)系轉(zhuǎn)變（見圖1）。

工四100術(shù)語定義

服務(wù)型制造是產(chǎn)業(yè)分工和信息技術(shù)變革的制造業(yè)新形態(tài)，它以數(shù)據(jù)價值為特征而形成的企業(yè)全新資產(chǎn)。從傳統(tǒng)基于產(chǎn)品的服務(wù)，正在轉(zhuǎn)變成以“數(shù)據(jù)”為核心的制造服務(wù)。它在重構(gòu)企業(yè)與用戶的商業(yè)關(guān)系，主要特征是“邊界在融合、產(chǎn)品再定義、服務(wù)在閉環(huán)”。

杭州華和科技有限公司前身是北京美科信電子產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)有限公司杭州分部和華和通信科技江蘇有限公司設(shè)計和打樣部，2013年為配合杭州濱江客戶的試制打樣和部分量產(chǎn)工作合并設(shè)立的獨立法人企業(yè)，獨立運營，并逐步承擔(dān)起華三、迪普、宏杉、成都康特、北京凌云光電、北京科瑪瑞信等公司的結(jié)構(gòu)件供應(yīng)工作。并與2016年投資成立了蘇州創(chuàng)首盛精密機械有限公司，主要供應(yīng)精密沖壓加工。至此，華和科技形成了從設(shè)計、打樣到?jīng)_壓、數(shù)控、機加量產(chǎn)的完整的結(jié)構(gòu)件供應(yīng)體系，并具備多地域協(xié)同供應(yīng)能力，可以為客戶提供更加完成的結(jié)構(gòu)件配套服務(wù)。