先进技术
新技术 新机遇 边缘计算助力空调企业变革之路
日 期:2019-01-18   来源:赛特斯柔性边缘计算研发部资深技术工程师 祝亮

三大运行商的5G频谱已经尘埃落地,无疑为5G网络的推进注入了一剂强心针,根据IMT2020推进组计划,5G将在2019年将迎来大规模预商用。回首既往,每次网络技术的升级都赋予行业新的活力,5G时代的到来依托于高带宽、低时延、广连接等能力,将为传统行业注入新的活力。在5G红利风口中传统制造应该如何应对产业转型?精品化与个性化的高端定制,智能化、数字化、信息化相结合的产品制造成为必要手段。产品、服务与制造全方位的发展才是品牌革新之路。

空调行业的产品、服务与制造的融合,离不开信息系统的支持。打造国际化的品牌形象,需要硬的产品与良好的售后服务。赛特斯凭借对空调客户需求的深度挖掘及服务经验,认为“智慧空调系统”主要解决海量空调设备的精准维护问题,产品质保在严守生产质量关的基础上对于维护提出更高的要求。

智慧空调系统的精准运维

如何实现精准的维护,降低单机维护成本成为各企业面临的首要课题。传统的用户报修与大客户周期巡检的方式,存在着首诊排障率低、处置时间长、人员成本高等问题。赛特斯提出的基于边缘计算技术打造的“智慧空调系统”,分为边缘网关、边缘计算平台、智慧空调系统三部分构成。边缘网关采用RS485接口与空调主机互联,实现空调运行状况的采集与故障自动诊断预警。边缘计算平台通过运行商4G网络实现与全国海量边缘网关互联,针对提供历史运行的大数据分析能力,在平台内根据不同位置、不同部署模式、不同设备类型进行分类使得故障识别引擎更加智能,实现设备智能维护与预测性维护。同时,推出“空调贴身管家”的概念,针对每个客户的空调主机定制专属的维护计划。智慧空调系统负责数据的图形化展示与符合厂家操作习惯的人机接口。

边缘计算网关--打通数据孤岛:设备采用微服务架构支持功能的按需部署,实现主流的物联网传统协议Mqtt、XMPP、Restful的兼容,同时通过丰富的API接口可以实现厂家私有协议的快速适配与解析。设备通过边缘计算平台训练的故障诊断模型实现故障的本地处理与告警推送。通过定制的数据压缩算法将设备运行数据更安全、高效、低成本地推送至云端边缘计算平台。

边缘计算平台—实现资产智能运维:前期采用云平台架构,后期在云端可以实现纵向扩展与横向扩容,轻松实现百万级别设备的接入。上层构架基于分布式系统的大数据分析引擎,可以灵活实现故障诊断模型的训练。在系统中支持用户自定义数据的清洗、分析、训练,实现多种监控指标的多维度分析。传统的故障诊断模型基于规则与机理模型实现,存在着无法预警的问题。边缘计算平台利用海量数据针对不同维度、不同企业、不同设备的各类故障类型进行建模,实现故障的模糊识别达到设备故障预警。系统中提供开放式的数据接口,将数据按需推送至智慧空调系统。

智慧空调系统—创新设备运营模式:系统提供多维度空调健康管理体系,可以根据空调设备的性能、年限、维护情况等多方面的指标进行综合评分。同时基于海量设备运行与维护数据,提供精准的核心部件运行状态与监控状态的评估。除了能了解当前系统的状态,还可以提供历史状态与未来状态的健康跟踪与辅助决策。维护团队可以根据设备的健康状态进行评估,彻底将原有被动维护模式改为预测性维护模式。系统与800个客户系统连通,实现客户设备维护工单跟踪、能效综合监控与备预警推送。边缘网关设备末端采集的换热器、压缩机、制冷附件、风机等设备的运行状态,利用边缘计算平台实现能效数据的分析,提供企业效能优化方案,在同等制冷量下调配最优的设备运行参数减低能力,开创“空调贴身管家”服务。

三步实现传统企业 智能化的转型之路

在5G时代,大带宽、广链接、低延迟的网络能力将赋予智慧空调系统新的翅膀。智慧空调系统的演进之路伴随着网络能力的提升与资费的下降,秉承着三步走计划,逐步实现传统制造企业向智能化制造企业转型之路。

第一步:设备生产可视化,通过5G小基站与空口分片技术实现可视化工厂网络的构架。采用无线技术构架可视化网络摆脱了传统工业控制网络的束缚,实现专网专用。设备生产可视化主要包括生产流程监控、智能物流仓储服务、设备与人员生产计划可视化编排等。设备生产可视化着力于不断提高产线的生产效率、降低产线的能耗指标、预防现场事故的发生。运用边缘计算网关的图像识别、数据采集与设备控制能力,实现产线内各类物料与加工设备的控制,在智慧空调系统中进行统一展示,将工程的生产过程数据、设备检测数据、设备信息数据、库存数据进行可视化展示。

第二步:产品全生命周期管理,在设备生产可视化的基础上进行配件备货、生产、仓储、物流、销售、售后全生命周期管理。在5G时代中采用Lora、LTE-M、NB-IOT等物联网技术,依托于新一代网络技术赋予的低功耗、低成本、广覆盖能力,基于边缘计算图像识别与仓储智能化技术打造无人仓储,在小基站的室内精准定位能力与AGV货运机器人快速地将配件运送至产线,大幅提高工作效率。产品内置的5G物联网模块,实现仓储、物流、销售环节的可视化跟踪,为CRM、ERP系统提供有效数据支撑,基于空间、时间、分类等不同维度的数据分析实现产品溯源、销售策略规划、物流规划等能力。

第三步:柔性制造按需生产,随着国民生产总值的不断提升,将迸发出空前的购买力,购买力的本身取决于消费升级。传统白电行业标品的销售模式已经不能满足行业发展的需求。柔性制造的首要指标就是按需生成,传统型的流水线无法实现海量个性化生产需求。如XX型号4匹含加湿功能、空气净化功能;XX型号3匹空调需要支持接入自动化控制功能;XX型号空调个性化外观装饰等等,其必然引入智能化机械臂、智慧化喷绘机、智慧化生产设备。实现柔性制造的首要问题是解决众多不同终端的网络接入与现有设备的改造,依托于5G毫秒级的端到端时延接入能力、99.999%的网络可靠性、百万终端设备的连接能力以及超高流量密度支持能力实现工厂的网络覆盖。5G超高性能与网络分片的能力将大幅降低设备间互联成本,利用无线网络的覆盖能力与高可靠性,各类智能化设备之间将不受空间限制,实现按需的生产力调配。通过网络分片技术在不同生产场景实现差异化的网络服务保障等级,精度要求高的工序环节提供超低时延的网络分片,关键性任务提供高可靠性的网络分片、大流量数据即时分析和处理提供高带宽的网络分片。

赛特斯依托于在云计算、大数据、边缘计算、SDN/NFV的深入积累,助力空调制造业迎在5G时代迎接新的机遇与挑战,5G网络技术将赋予空调企业更强大基础服务,缔造出更多的商业模式,如产品的个性化生产需求、生命周期管理、设备的远程维护等。赛特斯也愿携手各类制造企业进行智能化的改造,共享新网络新技术带给行业的发展新机遇。

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