基于工业互联网平台的设备智能管理应用

1、基于HanClouds 工业互联网平台的设备智能管理应用快捷、低成本上云和能耗优化瀚云科技有限公司（以下简称瀚云科技）是朗新科技股份有限公司控股子公司，总部位于江苏省无锡市，在重庆、武汉设立双研发中心。瀚云科技以“让工业更有力量”为使命，以“成为价值驱动的工业互联网平台”为愿景，围绕核心产品瀚云 HanClouds 工业互联网平台，形成并输出云化核心能力，助力传统工业企业数字化、网络化、智能化转型，为客户降本增效，提质增收。一、案例概况项目背景当前，我国大量的中小工业企业设备和产线仍较为落后，信息化基础薄弱， 对于工业生产过程和产品的关键参数仍采取人工查看和根据经验调节的方式。这些企业有显著的

2、智能化改造需求，通过工业互联网平台实现设备上云、产品上云， 帮助节省人员成本和能耗成本，提升生产质量和服务水平。瀚云科技基于原中国移动 OneNet 技术团队和原朗新科技物联网团队开发的瀚云 HanClouds 工业互联网平台能够为工业企业提供通用的工业网关、工业数据协议解析服务、拖拽式开发工具平台、节能降耗等解决方案， 实现低成本上云，短周期开发。预期目标技术上，要建成安全可靠的工业互联网平台，支持海量设备高并发接入，支持多样化工业协议解析，支持快捷和可视化应用开发，支持大数据、工业机理模型组件，支持跨终端查看，支持公有云、混合云、私有云灵活部署，支持多个重点垂直领域应用。经济效益上，预期服

3、务上万家工业企业，平台设备连接数超千万。行业示范上，将切实帮助工业企业降低成本，提升管理能力，改善效率，解决行业的共性需求痛点。二、项目实施瀚云 HanClouds 工业互联网平台 2018 年 7 月 1 日上线，9 月 16 日在工业互联网高峰论坛正式对外发布。目前正在为多个行业、领域的工业企业提供服务， 取得良好实施效果。场景特征生产过程监控生产过程监控主要针对工业生产设备，不再需要现场工人定时查看和上报关键数据，改变原有生产组织方式，进一步还能够实现报警和反向控制。包括三类场景：第一种是生产设备自带数据采集能力，直接通过瀚云工业网关接入瀚云HanClouds 工业互联网平台，典型案例包

4、括热处理锅炉监测、电泳池 PH 值和温度监测等；第二种是通过加装传感器进行数据监测，典型案例包括机床、冲床监测等；第三种是监测设备电压和电流，实现对设备工作状态以及稼动率等指标的分析，典型案例包括焊机、空压机等。图 1 生产过程监控实施架构图 2 生产过程监控界面（以电泳池设备监测为例）产品远程运维产品远程运维场景，主要是通过远程设备接入，获取设备运行数据、位移数据，利用瀚云 HanClouds 工业互联网平台实现数据接入、设备资产管理、设备健康评估等，帮助生产者或客户实时了解设备状态，提升产品智能化水平和服务能力。在实施上，要在工业产品上安装部署瀚云网关，并配置相关的协议和网络传输方式。图

5、3 产品远程运维体系架构图 4 产品远程运维监控界面（以工业仪器仪表为例）企业降耗管理节能降耗是工业企业关注的重要方向，通过各环节能耗数据采集和分析，瀚云 HanClouds 工业互联网平台可以帮助用户了解整个企业的实时用能情况，通过异常管理和异常分析用户能够及时发现并处理异常情况，最大限度的预防和补救损失。同时，支持通过对企业用电数据、能耗数据、节能数据、故障处理数据、经济与效益等指标进行综合分析，为企业的技术和管理节能改造提供参考。图 5 企业能耗管理系统架构图 6 企业能耗管理监控界面（以钢铁企业为例）2 模式路径瀚云 HanClouds 工业互联网平台是在第三方 IaaS 基础设施上自

6、主研发的PaaS 平台和 SaaS 应用，主要应用的模式路径包括：自助上云模式针对中小工业企业，只需要采购瀚云工业网关产品，通过简单配置即可接入瀚云 HanClouds 工业互联网平台。通过瀚云应用加速器套件，基于拖拽方式，不需要开发一行代码就可以快速生成工业应用，实时查看设备状态。后续，企业也不需要配备专门的技术人员来维护。定制开发模式对于大型企业以及有特殊需求的中小企业，支持采取定制开发模式。基于瀚云 HanClouds 工业互联网平台的基础连接和管理功能，从协议解析、数据处理、应用界面、管理需求等角度进行定制化开发，支持私有化部署。云接入模式瀚云 HanClouds 工业互联网平台可以作

7、为设备接入和管理的关键模块被行业云集成。这种模式适用于行业云企业主导的工业企业智能化改造。开发者模式开发者模式主要面向个人开发者、创客、学校、科研机构等，基于可视化开发工具或代码级开发工具进行创新。瀚云 HanClouds 工业互联网平台完全中立和开放，并提供专门的开发板套件。技术实现平台架构瀚云 HanClouds 工业互联网平台基于“4+2+2+2”架构进行实施。其中，4 个子平台包括物联网平台、边缘计算平台、雾计算平台、大数据平台，2 个服务套件包括工业应用加速器和 API 套件，2 个用户入口包括门户和 APP 应用，保障体系包括平台运维与安全防护。图 7 瀚云 HanClouds 工

8、业互联网平台架构便捷的工业互联网接入套件通过工业网关、开发板等工业互联网接入套件，集成瀚云 HanClouds 工业互联网平台支持的多种协议，适配多种通信接入方式，支持网关固件的在线升级、协议更换等丰富功能，让工业互联网的开发者快速、便捷实现物联网连接。可视化的工业互联网应用开发工具采用微服务架构，通过搭建基于核心 PaaS 平台的工业互联网应用孵化中心， 持续提供并完善开放的、可视化的、丰富多样的工业应用库，助力开发者生成各类工业互联网应用。数据可视化图 8 瀚云应用加速器完全图形化设计，基于元数据驱动，直观可控；灵活的调度配置，多角度的运行监控，完善的资源监控体系，多种作业流处理体系让数据

9、为制造企业经营提供更高的价值。立体化安全防护提供 360安全防护体系，从设备层到平台层再到应用层，构建起工业互联网端到端应用的多层安全防护体系，让平台的各类工业互联网用户用的放心、省心、安心、舒心；平台完备的安全管理能力充分满足用户多样化的业务需求。项目亮点瀚云 HanClouds 工业互联网平台支持快捷的工业设备接入和应用构建，能够提供基于工业设备数据的应用服务。本项目主要亮点包括：稳定。平台符合工业互联网产业联盟工业互联网平台白皮书文件标准，支持亿级设备长连接、百万级并发，支持百万级别 QPS 吞吐， 支持毫秒级响应，同时提供电信级服务可用性，支持秒级自动扩容。灵活。公有、私有、混合云灵活

10、部署，松耦合分层按需组合，数据、服务、应用、界面多层次双向集成。拥有完备、全面开放的工业互联网生态，拥有业界领先的物联网平台基因+传统电力能源行业项目交付基因。中立。朗新科技非工业企业无倾向性，非运营商无网络和云基础设施依赖性。平台立足 PaaS，能够被集成，拥有共生共赢的非排他性开放生态。落地。支持电力、光伏、电动汽车等行业近 100 种标准与私有协议， 拥有预测性维护、能源管控、工艺优化、设备安全预警、能力分享等工业 APP。安全。提供基于态势感知的安全体系。三、价值成效平台价值瀚云 HanClouds 工业互联网平台不仅能够帮助工业企业进行智能化改造， 也能对产业链上下游起到使能作用：对

11、于设备制造行业，能够帮助企业迅速建立远程连接和管理能力，支持企业开展远程运维服务，利用产品服务化扩大市场，实现产品增 值。对于流程制造行业，能够将关键生产数据汇聚至工业大数据平台，进行生产监测和工艺优化，帮助企业降低成本，提高产品质量，实现安全生产。对于工业软件企业，支持工业软件上云，也支持平台被行业云集成， 能够将工业软件与工业生产设备关联起来，使得工业软件企业获得进一步平台化服务和利用工业数据优化产品的能力。对于工业自动化企业，支持对自动化设备进行统一管理，并进一步利用工业大数据开发智能化应用和优化管理。除了工业企业外，瀚云 HanClouds 工业互联网平台在工业数据采集和分析基础上，还

12、能够对政府、院校、科研机构、金融机构等产生重要价值，成为行业发展、创新创业的催化剂。应用成效技术成效整体可用度：99.99%；设备接入能力：单台服务器支持 10 万设备长连接，并发消息数超过 1万，每秒新建连接数 1000，最大并发访问数量每秒 1 千万个；协议解析能力：支持工业协议 8 个；计算存储能力：数据实时处理能力 20GB/s，支持每天 10 亿级别数据的可靠存储，网络带宽 10000MB/s；实时通信能力：设备命令下发时延小于 100ms，Restful API 平均时延小于 150ms，数据实时推送时延小于 100ms；应用支持能力：提供开发工具 6 个，工业机理模型 15 个，

13、提供工业互联网 API 47 种。市场成效接入企业数量 472 家，设备连接数超过 600 万，平台注册用户数量超过 10000 个；制造工艺优化，通过工业互联网平台，制造工艺；在热处理、喷涂等行业，助力行业企业优化核心工艺，助力降低 510%的次品率；生产流程优化，基于工业互联网平台，提供组件化系统功能及标准的行业接口，根据业务需求和策略，灵活组装，应对不同的场景化要 求；提供数据应用服务、生产过程链全生命周期管理、精益业务管理内容，助力流程型产线提升 5%以上生产效率；质量管理优化，依托工业互联网平台，将企业质量管理活动贯穿企业整个价值链，包括产品设计质量和验证、产品制造质量、产品售后质量、供应链质量；实现自动化质量工作流，打通全质量流程，改善质量数据真实性，提供大数据分析，帮助客户显著提升综合质量管理水平；设备维护优化，基于工业互联网平台，通过对设备运行状态的实时监测，使用工业数据建模和分析来进行设备故障诊断，预判设备的状态发展趋势和可能的故障模式，提前制定维护计划，降低计划外停机时间，降低运维成本 10%以上；能耗管理优化，针对能耗的计量、监测与管理三个方面，依托工业互联网平台，对各