賦能是最近比較活躍的一個(gè)詞匯，筆者估計(jì)可能是受到了EMPOWERING這個(gè)詞的啟發(fā)，在美國國家儀器(簡(jiǎn)稱NI)在2017年的NIDays上，NI也用到了這個(gè)時(shí)尚的詞匯，并以“賦能制造，智領(lǐng)未來”命名了本次會(huì)議的主題，很符合NI一直以來的slogan，EMPOWERING INNOVATION。
美國國家儀器(簡(jiǎn)稱NI)，一直以來都在強(qiáng)調(diào)自己平臺(tái)化，寬領(lǐng)域的戰(zhàn)略，產(chǎn)品亦是工程人離不開的日常工具，合作伙伴和行業(yè)案例幾乎上天入地?zé)o所不涉及。每年中國的NIDays上NI都會(huì)推出幾個(gè)本土精選應(yīng)用案例，并發(fā)布對(duì)于前沿趨勢(shì)的預(yù)判，今年也不例外，今年的NI已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于眾風(fēng)口行業(yè)的全面覆蓋，IIOT，5G，ADAS，半導(dǎo)體測(cè)試等多個(gè)領(lǐng)域中，大放異彩。
NI采用的是一套通用平臺(tái)的架構(gòu)，但這個(gè)通用架構(gòu)卻能夠滲透到不同行業(yè)，其強(qiáng)大性能功不可沒
NI今年再次強(qiáng)調(diào)了自己軟件硬件方面強(qiáng)勁的性能和卓越的數(shù)據(jù)處理能力以及可重配置性，其實(shí)看看這幾個(gè)風(fēng)口就能知道數(shù)據(jù)處理性能有多重要了，NI技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理湯敏女士也強(qiáng)調(diào)，NI盡可能的把平臺(tái)打造的足夠的優(yōu)秀，為多個(gè)領(lǐng)域里的合作伙伴能夠有足夠的項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間，節(jié)省不必要的硬件技術(shù)學(xué)習(xí)。
作為工業(yè)媒體，今年我們關(guān)注的重點(diǎn)依舊在NI的IIOT領(lǐng)域，而今年NI在該領(lǐng)域也已取得了令人矚目發(fā)展。
制造型企業(yè)目前在數(shù)字化與智能化方面正在經(jīng)歷著大躍進(jìn)式的轉(zhuǎn)型，幾乎是一夜間，大家都反應(yīng)過來了，認(rèn)識(shí)到了互聯(lián)互通是工業(yè)信息化發(fā)展的基礎(chǔ)，IIOT概念非常迅速的被整個(gè)行業(yè)所認(rèn)同，但其實(shí)早在2015年的NIDays上，NI已經(jīng)對(duì)于IIOT的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，當(dāng)時(shí)李克強(qiáng)總理剛剛宣布中國制造2025成為了國家戰(zhàn)略。在2018年，NI認(rèn)為工業(yè)在信息技術(shù)方面的應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展，也將有非常多的新技術(shù)會(huì)出現(xiàn)，大批項(xiàng)目落地。
美國國家儀器技術(shù)市場(chǎng)主管 劉旭陽向媒體講解NI眼中IIOT市場(chǎng)存在的機(jī)會(huì)
NI技術(shù)市場(chǎng)主管劉旭陽總結(jié)的IIOT市場(chǎng)機(jī)會(huì)包括：
1， 在機(jī)器端監(jiān)測(cè)以提升工藝，生產(chǎn)效率，提升物料分配優(yōu)化的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
2， 提升運(yùn)維技術(shù)，降低成本，在大型項(xiàng)目關(guān)鍵設(shè)備上加入監(jiān)測(cè)設(shè)備，來定時(shí)描述其運(yùn)行情況，來保持大型設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定，降低停機(jī)時(shí)間。
3， 大型復(fù)雜分布式系統(tǒng)的設(shè)備資產(chǎn)管理問題。
4， 軟件配置，保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全，運(yùn)維系統(tǒng)安全。在不同工況對(duì)不同的監(jiān)測(cè)體系來進(jìn)行配套，有效的將數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，這就需要形成IIOT。
5， 機(jī)器學(xué)習(xí)，用數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行擴(kuò)充，當(dāng)模型成熟后，對(duì)IIOT網(wǎng)絡(luò)中即將產(chǎn)生的問題進(jìn)行預(yù)測(cè)。
落地工裝智能化
在工業(yè)生產(chǎn)中，成本總是一個(gè)繞不過去的話題。傳統(tǒng)意義上，為了能夠保證設(shè)備的正常工作，系統(tǒng)就要設(shè)計(jì)大量的設(shè)備冗余，這樣一旦主設(shè)備出現(xiàn)問題，備用設(shè)施就可以啟動(dòng)，但這樣會(huì)造成大量設(shè)備的閑置，而備用設(shè)施盡管不用也需要周期性維護(hù)，產(chǎn)生維護(hù)冗余，投資成本龐大。
繼去年的長光衛(wèi)星后，今年NI與中車四方車輛有限公司和北京天澤智云科技有限公司合作的PHM(Prognostics Health Management，故障預(yù)測(cè)與健康管理)案例成為了今年NIdays最大的亮點(diǎn)。
NI邀請(qǐng)到了中國中車青島四方機(jī)車車輛有限公司國家工程實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)部主任 張志強(qiáng)來介紹四方機(jī)車目前的運(yùn)維情況，目前的中車青島四方車輛有限公司對(duì)其高鐵的軸剎軸承實(shí)施的是周期性維修。達(dá)到240萬公里的四，五級(jí)修就需要返廠，也就是中車四方制造廠。其余的一級(jí)修、二級(jí)修、三級(jí)修等，均在鐵道部動(dòng)車所維護(hù)，根據(jù)里程不同，維護(hù)等級(jí)也不同。為了保證質(zhì)量，中車實(shí)施了維護(hù)無差別對(duì)待。無論器件的狀態(tài)好壞，全部進(jìn)行更換，浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。通過PHM就能夠把這種定期的，周期性維修改為根據(jù)狀態(tài)進(jìn)行維修和可預(yù)測(cè)性維修，節(jié)約大量的費(fèi)用。目前PHM項(xiàng)目只做了這個(gè)高鐵的軸剎軸承，下一步將會(huì)延展至它的牽引系統(tǒng)。
四方車輛股份有限公司借助NI平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了故障識(shí)別率超過90% 故障識(shí)別率
此外，未來還會(huì)對(duì)舒適度和安全性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)車輛的安全性能和動(dòng)力學(xué)性能和整車的運(yùn)行與運(yùn)行性能和安全舒適度進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)車輪進(jìn)行選擇性的旋修，降低不必要的成本開銷。隨著中國高鐵的出口，估計(jì)PHM項(xiàng)目能產(chǎn)生的效益是千億級(jí)別的，不管從車輪，機(jī)械結(jié)構(gòu)，還是從電氣系統(tǒng)各個(gè)方面來說，它節(jié)約的費(fèi)用對(duì)國家和四方機(jī)車而言幫助都是巨大的。
智能化成功取決于平臺(tái)的能力
今年其實(shí)不光是NI，很多工業(yè)廠商都推出了自己的預(yù)診斷和預(yù)維護(hù)方向應(yīng)用，名字看起來雖然一樣但實(shí)際有較大差別，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)不間斷的多點(diǎn)采集與間斷式的單點(diǎn)采集所消耗的硬件性能區(qū)別非常大。如果只是監(jiān)控一個(gè)開關(guān)，那么這種預(yù)維護(hù)其實(shí)消耗不掉多少硬件性能，因?yàn)楫a(chǎn)生的數(shù)據(jù)量很低，但是如果是對(duì)高速運(yùn)動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，甚至對(duì)整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)與分析的時(shí)候，就需要對(duì)多類型的參數(shù)進(jìn)行模擬，需要擁有應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)的處理的能力，而后期數(shù)據(jù)的分析，軟件配置和算法也是技術(shù)核心之一。
從開始原型化設(shè)計(jì)，到前期的一些技術(shù)的攻關(guān)驗(yàn)證，到最終能夠在青島四方動(dòng)車這邊落地，只花了一周到兩周的時(shí)間。美國國家儀器行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理崔鵬介紹，速度是NI平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。通過模塊化的，可重配置的開放的架構(gòu)，能夠去快速的滿足原型設(shè)計(jì)需求。NI與天澤智云和四方機(jī)車的三方合作，實(shí)現(xiàn)了將目前在工業(yè)智能領(lǐng)域最新的技術(shù)落地。
來自北京天澤智云科技有限公司研發(fā)副總裁劉宗長先生在選擇NI平臺(tái)之前也進(jìn)行了利害分析，由于系統(tǒng)的開放性天澤智云可以將很多算法集成到NI的CompactRIO的IT環(huán)境當(dāng)中運(yùn)行。InSightCM?狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件，從數(shù)據(jù)管理，到前端的硬件管理，再到后面的算法管理，也都能夠提供相應(yīng)開發(fā)組件。為了滿足客戶需求，天澤智云在此基礎(chǔ)上做了大量的二次開發(fā)，從整個(gè)樣機(jī)的研發(fā)過程當(dāng)中，深刻體會(huì)到NI平臺(tái)對(duì)研發(fā)速度的提升。
NI全球技術(shù)與市場(chǎng)總監(jiān)Rahman Jamal(右)，天澤智云技術(shù)研發(fā)副總裁劉宗長(左)
Rahman先生也對(duì)NI在硬件性能優(yōu)勢(shì)做了補(bǔ)充，最近幾年可以說摩爾定律已經(jīng)有些失效了，CPU廠商的頻率更新變慢，為了能夠進(jìn)一步提高硬件性能，NI提出了打破摩爾定律的口號(hào)，從單核走向多核甚至異構(gòu)，CompactRIO其實(shí)就是一個(gè)比較典型的通過基于FPGA和異構(gòu)架構(gòu)來進(jìn)一步提高性能，它的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)和硬件，今年NI基于LabVIEW還推出了機(jī)器學(xué)習(xí)toolkit，這樣一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)的工具包，與高性能數(shù)據(jù)處理硬件CompactRIO相輔相成，應(yīng)用于大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)，和邊緣計(jì)算的領(lǐng)域當(dāng)中。
博達(dá)維科技的AI應(yīng)用雖然是面對(duì)于半導(dǎo)體測(cè)試，但足以證明NI平臺(tái)的性能之強(qiáng)勁，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面對(duì)的是數(shù)據(jù)的暴增，機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用正好是考驗(yàn)硬件性能的時(shí)刻。
此外NI在不同的國家都在推動(dòng)一些領(lǐng)先技術(shù)的落地。其中一個(gè)形式就是建了很多的IIoT實(shí)驗(yàn)室，在奧斯汀總部NI有一個(gè)IIoT的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，與PTC、HPE，賽靈思，英特爾合作，進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)實(shí)力和NI平臺(tái)的性能。
IIOT也好ADAS應(yīng)用也罷最終都和平臺(tái)的性能相關(guān)。如果要想快速測(cè)試和實(shí)現(xiàn)原型開發(fā)就必須要硬件能力強(qiáng)，歸根結(jié)底還是數(shù)據(jù)處理和可重配置能力，這兩點(diǎn)都是NI的強(qiáng)項(xiàng)。
SystemLink與TSN成工業(yè)生態(tài)的發(fā)力點(diǎn)
NI估計(jì)未來會(huì)有95%的重型裝備企業(yè)和高端裝備企業(yè)，會(huì)到中國2025或者是IIOT的框架下做一種探索。工業(yè)領(lǐng)域與其他行業(yè)在市場(chǎng)上的區(qū)別在于，行業(yè)分散，地域分布較廣，內(nèi)陸與沿海地區(qū)均存在著非常強(qiáng)的工業(yè)企業(yè)，這在高端裝備領(lǐng)域尤甚。這種情況下，運(yùn)維系統(tǒng)部署越多，管理問題越突出，遠(yuǎn)程的節(jié)點(diǎn)隨著大型設(shè)備的部署會(huì)變得非常多，設(shè)備運(yùn)維會(huì)讓部署者花很大的力氣。
那么這時(shí)低延遲的網(wǎng)絡(luò)其實(shí)就變成了一種剛需，TSN的優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)低于100納秒的數(shù)據(jù)同步，與現(xiàn)有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)共存，無論是Profinet還是OPC UA或是EtherCat， TSN均可實(shí)現(xiàn)兼容，自去年CompactRIO平臺(tái)升級(jí)后，今年對(duì)CompactDAQ平臺(tái)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)TSN網(wǎng)絡(luò)的兼容。
資產(chǎn)管理既然已經(jīng)被NI斷定是IIOT重要的市場(chǎng)方向，那么SystemLink也將成為工裝智能化的核心軟件。NI在工業(yè)領(lǐng)域依舊會(huì)強(qiáng)調(diào)自己的“平臺(tái)”的屬性，與有些企業(yè)的封閉式架構(gòu)不同，SystemLink的出現(xiàn)也是非比尋常，因?yàn)樗邆湓诠I(yè)領(lǐng)域通過與合作伙伴合作，構(gòu)建生態(tài)的潛力。
SystemLink具備三個(gè)比較重要的功能，系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)的管理，軟件管理和部署。
相當(dāng)于設(shè)備、軟件和數(shù)據(jù)，這三個(gè)層面已經(jīng)完整的把OT和IT結(jié)合起來，形成完整的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系?；谶@樣的架構(gòu)和平臺(tái)，未來NI將支持高鐵、核電這樣一些行業(yè)的智能化落地。與像天澤智云這樣的合作伙伴形成生態(tài)互相支持，在數(shù)據(jù)的層面上做更多價(jià)值的挖掘。
未來，NI也會(huì)把InSightCM的底層架構(gòu)移植到SystemLink這樣的架構(gòu)中去，增強(qiáng)PHM運(yùn)維能力，形成NI在測(cè)量、測(cè)試、驗(yàn)證、監(jiān)測(cè)整個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)統(tǒng)一的架構(gòu)。
當(dāng)這樣的格局形成的時(shí)候，NI的IIOT生態(tài)就可以完全圍繞SystemLink來做整合，為用戶在智能制造，智慧電網(wǎng)、智慧核電，還有智慧高鐵，甚至智能網(wǎng)聯(lián)汽車，車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供更多的技術(shù)與支持，而傳統(tǒng)工業(yè)廠商在硬件平臺(tái)性能以及軟件設(shè)計(jì)能力的缺陷，也會(huì)因?yàn)榧尤脒@個(gè)生態(tài)以后的到彌補(bǔ)，獲得更大的發(fā)展空間。
（轉(zhuǎn)載）
