邊緣計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)在數(shù)字化工廠中的應(yīng)用
海南金盤(pán)智能科技股份有限公司成立于1997年，是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售與服務(wù)于一體的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)和國(guó)家制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)，公司運(yùn)用數(shù)字化制造模式不斷為新能源（含風(fēng)能、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能等）、新基建、高效節(jié)能、軌道交通等全場(chǎng)景提供優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)解決方案及高端裝備，產(chǎn)品銷(xiāo)售遍布全國(guó)，并出口到全球83個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
2013年，金盤(pán)科技制定中長(zhǎng)期的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃，并組建以董事長(zhǎng)為總指揮的數(shù)字化轉(zhuǎn)型團(tuán)隊(duì)，統(tǒng)籌安排數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的規(guī)劃和部署。金盤(pán)科技十四五數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃以對(duì)外輸出數(shù)字化工廠整體解決方案為核心，布局儲(chǔ)能、醫(yī)藥等多個(gè)行業(yè)數(shù)字化工廠，以 “智能決策、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字智造、數(shù)字服務(wù)”四大戰(zhàn)略路徑，全面實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)數(shù)字化及智能制造、智慧工廠、智慧園區(qū)等數(shù)字化整體解決方案商業(yè)化發(fā)展，成為通用型數(shù)字化制造平臺(tái)。
7座數(shù)字化工廠 引領(lǐng)同行業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
EC-Plat是海南金盤(pán)自主研發(fā)的數(shù)字化工廠核心系統(tǒng)的邊緣計(jì)算平臺(tái)，應(yīng)用了自主研發(fā)邊緣智能、異構(gòu)計(jì)算、互聯(lián)互通技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的分布式開(kāi)放體系，就近提供智能化服務(wù)，滿(mǎn)足在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。解決邊緣側(cè)設(shè)備端數(shù)據(jù)采集及分析處理的問(wèn)題，便于數(shù)字化工廠產(chǎn)線設(shè)備控制系統(tǒng)快速實(shí)施，縮短軟件實(shí)施周期，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻，減少實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，為數(shù)字化工廠或智能制造工廠實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、差異化、柔性化管理。
EC-plat邊緣計(jì)算平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于金盤(pán)科技�？跀�(shù)字化工廠，并在桂林、武漢等設(shè)立的全資子公司建設(shè)的數(shù)字化工廠推廣應(yīng)用，共建設(shè)7座數(shù)字化工廠，覆蓋輸配電及控制設(shè)備制造、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
其中，�？跀�(shù)字化工廠取得了很明顯的成效，經(jīng)過(guò)2個(gè)完整年的實(shí)際運(yùn)行，整體經(jīng)濟(jì)效益較轉(zhuǎn)型前（2019年）大幅提升，如產(chǎn)出額提升約163%，人均產(chǎn)出額提升約為136%，人均產(chǎn)量提升約82%，產(chǎn)能提升約124%，產(chǎn)量提升約103%，工廠庫(kù)存周轉(zhuǎn)率提升185%;制造車(chē)間的單位kVA工費(fèi)成本較轉(zhuǎn)型前下降超過(guò)15%，單位產(chǎn)出額工費(fèi)成本較轉(zhuǎn)型前下降超過(guò) 30%;受益于整個(gè)制造工廠的有效工時(shí)大幅延長(zhǎng)，各車(chē)間綜合有效工時(shí)占比較轉(zhuǎn)型前提升82%。
基于公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型相關(guān)技術(shù)成果和應(yīng)用案例，公司具備了對(duì)外承接數(shù)字化工廠整體解決方案的能力。公司已累計(jì)承接超3億元數(shù)字化工廠整體解決方案業(yè)務(wù)訂單，其中，公司承接的首單數(shù)字化工廠解決方案項(xiàng)目已于2022年順利交付并完成驗(yàn)收，標(biāo)志著金盤(pán)科技依托自身技術(shù)和團(tuán)隊(duì)資源引領(lǐng)同行業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的商業(yè)化模式成功落地。
國(guó)內(nèi)首家符合認(rèn)證 EC-Plat的邊緣計(jì)算協(xié)議
EC-Plat借鑒了MQTT物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議的原理，結(jié)合數(shù)字化工廠的特有場(chǎng)景，形成了數(shù)字化工廠邊緣計(jì)算平臺(tái)一套企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議”邊緣計(jì)算多層網(wǎng)絡(luò)通信保活協(xié)議”，旨在為低帶寬和不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。邊緣計(jì)算協(xié)議針對(duì)低帶寬網(wǎng)絡(luò)，低計(jì)算能力的設(shè)備，做了特殊的優(yōu)化，使得其能適應(yīng)各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。該企業(yè)協(xié)議及相關(guān)技術(shù)的引入能有效提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)性和穩(wěn)定性，涉及的關(guān)鍵技術(shù)有邊緣智能、異構(gòu)計(jì)算、互聯(lián)互通技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)。
金盤(pán)科技研究的數(shù)字化工廠邊緣計(jì)算開(kāi)發(fā)平臺(tái)EC-Plat開(kāi)發(fā)框架，主要由邊緣控制器、邊緣網(wǎng)關(guān)和邊緣云組成。邊緣云的建設(shè)主要是實(shí)現(xiàn)一些計(jì)算、算法、規(guī)則進(jìn)行邊緣云化，有效利用云端資源，降低運(yùn)維成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。目前我司數(shù)字化工廠邊緣云化的系統(tǒng)有車(chē)載控制系統(tǒng)RCS，集控系統(tǒng)系統(tǒng)DCS，倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)wcs，數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集SCADA、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES，各系統(tǒng)在邊緣控制層也有相應(yīng)的邊緣終端；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)涵蓋了邊緣網(wǎng)關(guān)的建設(shè)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)智能終端和云端系統(tǒng)的連接和調(diào)度，分發(fā)任務(wù)指令，提供心跳服務(wù)功能，達(dá)到實(shí)現(xiàn)IT和OT網(wǎng)的隔離，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的暢通；最后是邊緣控制層，通過(guò)研發(fā)多種類(lèi)型的智能終端，針對(duì)不同的設(shè)備、產(chǎn)線以及環(huán)境溫濕度研制不同的產(chǎn)品，包括電阻儀智能終端、產(chǎn)線控制終端、澆注爐控制終端、車(chē)載適配器智能終端等。
金盤(pán)科技�？诟叨烁墒阶儔浩鲾�(shù)字化工廠作為國(guó)內(nèi)首家符合德國(guó)工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) VDl4499，并經(jīng)德國(guó)認(rèn)證機(jī)構(gòu)TOV NORD認(rèn)證的干式變壓器數(shù)字化工廠，主要建設(shè)內(nèi)容包括 “三大基礎(chǔ)”、“兩大仿真”和“數(shù)字化系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)架構(gòu)＂，于2020年70月�？跀�(shù)字化工廠建成投入運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)制造模式創(chuàng)新、經(jīng)營(yíng)模式創(chuàng)新及商業(yè)模式創(chuàng)新；實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化、物流自動(dòng)化、信息流自動(dòng)化、企業(yè)數(shù)字化經(jīng)營(yíng)閉環(huán)管理及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造全過(guò)程數(shù)字李生，有效提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率、綜合能源利用效率、庫(kù)存周轉(zhuǎn)率及整體運(yùn)營(yíng)效率，降低了研發(fā)周期、產(chǎn)品不良率、物流成本及運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、交付到售后的全面數(shù)字化運(yùn)營(yíng)管理。
EC-plat邊緣計(jì)算平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化工廠后，能高效處理控制設(shè)備端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算，并傳輸至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（Vportal），能源管理系統(tǒng)（EMS）、生產(chǎn)過(guò)程管理系統(tǒng)（MES）等業(yè)務(wù)場(chǎng)景從Vportal抓取源數(shù)據(jù)，各業(yè)務(wù)場(chǎng)景系統(tǒng)再利用源數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)流程。
本文章選自中國(guó)上市公司協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)上市公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例》