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智慧制造中的边缘计算

日期: 2018-06-19
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利用边缘计算水平解耦的思想构建了新一代自主可重构的工业控制系统的技术架构。主要分为四个部分:最下层是泛在化感知层,利用物联网的技术进行广泛的数据采集;上一层是将IT与OT融合的全互联的制造边缘计算网络;再向上,我们提出了一个叫做语义化信息集成层,意义在于将大量的信息和设备高效集成;下面三层的工作都是为了最终的制造应用来服务的,因此最上层也就是边缘计算服务化制造应用层。


FDI指的是现场设备集成,通过建立一个跨协议的设备集成技术对EDDL和FDT/DTM技术的集成与整合,解决工厂范围内的智能设备,由于供应商不同,信息描述格式不同导致的异构问题,以及进而带来的现场设备全局管理问题。目前得到了5大自动化基金会和主要供应商的认可,正在进行起草标准征求意见稿工作,开发套件及相关工具正在积极研发中。


在石油化工领域,针对中石油全流程优化、降低开采成本的重大需求,沈自所为中石油提供了针对石油化工领域的智能管控系统,该系统能够实现跨地质、工程、生产、维修全流程优化。该系统能够完成以下几个方面的具体工作:一是能够完成油井生产状态实时感知,智能诊断;二是实现了抽油机实时优化控制;三是对于地质、油藏、生产数据等方面进行的综合性优化。该系统目前已在辽河、胜利、新疆、松辽油田推广应用,其效果非常显著,一方面能够及时准确地诊断出油井发生油杆断脱故障,有效延长检泵周期;另一方面,能够实现生产管理的智能化、自动化,减少人工投入达40%;此外,使得产液量计量准确率高达90%以上,抽油机有效节能高达30%以上。


针对石化工厂物料、能源计量与过程参数优化需求,沈自所实现了通过设备能源安全的全面感知结合生产工艺参数,进行多维度优化的整体优化系统。该系统能够及时判断出石化现场一些设备的故障,同时可以提高计量精度,提高现场操作工的工作效率。该系统能够提供以下三个方面的功能:一是设备运行状态监测与故障诊断分析;二是能源在线实时计量与优化调控分析;三是移动作业安全监测与闭环管控。


目前该系统已在抚顺石化、兰州石化、安庆石化、齐鲁石化、茂名石化、天津石化等大型石化厂进行推广应用,效果主要体现在:首先能够及时准确诊断出机泵轴承故障,缩短停机检修周期60%;其次是提供更加准确的计量,减少计量误差达86%;另外支持移动终端作业,提升现场维护效率达30%。


在产业链方面,边缘计算是一个长尾产业:环节多,应用体量小而分散,应该注意构建开放的产业生态,形成合力,将新的蛋糕做大,在为客户解决实际问题的过程中实现联盟成员的商业价值。在接下来的几年中,随着越来越多的终端设备利用边缘计算来实现性能和功能的增强,我们将看到这项技术的爆炸性增长。至于边缘计算背后的技术,我们将看到许多现有的云技术从其集中式的根源中解耦。诸如AWS Lambda之类的服务可能会改头换面,以便能够在距离请求源最近的边缘位置提供服务,而不是被锁定在区域数据中心。

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