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大咖觀點 | 數(shù)字孿生InsightAPM開發(fā)式架構平臺,加速跨行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

2025China.cn   2021年03月16日

  研華基于WISE-PaaS發(fā)展的“InsightAPM 資產(chǎn)績效開發(fā)工具平臺”是數(shù)字孿生技術的重要發(fā)展實踐,我們希望通過這樣的工具平臺,快速幫助客戶建立領域應用,加速企業(yè)進行跨行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,InsightAPM四大優(yōu)勢,通過“低代碼、快速搭建、全向支持、廣泛應用” 來幫助企業(yè)實現(xiàn)全景展現(xiàn)、仿真預測、指揮調(diào)度以及決策優(yōu)化。

  近兩年來數(shù)字孿生概念受到越來越多的關注,數(shù)字孿生是客觀世界中的物化事物及其發(fā)展規(guī)律被軟件定義后的一種結果,通過虛擬工廠復制實現(xiàn)卓越制造是數(shù)字孿生的一個重要發(fā)展目標,豐富的工業(yè)軟件內(nèi)涵以及強大的軟件定義效果,讓數(shù)字孿生的研究在國內(nèi)外呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢。

數(shù)字孿生InsightAPM-資產(chǎn)績效開發(fā)工具

  大約從2014年開始,各大廠商比如西門子,達索,PTC等陸續(xù)在宣傳上使用“Digital Twin”,并在技術構建,概念內(nèi)涵上做了深入拓展。研華科技也開始建構WISE-PaaS平臺,旨在幫助客戶成功構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案。在此之下,基于數(shù)字孿生技術的InsightAPM - 資產(chǎn)績效開發(fā)工具應運而生。

  數(shù)字孿生從技術架構可以分為“數(shù)據(jù)層、模型層、應用層”,現(xiàn)有的工業(yè)軟件研發(fā)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及沉淀在工業(yè)領域內(nèi)的大量工業(yè)技術和知識,都是實現(xiàn)數(shù)字孿生的大好原料和基礎構件;那么在數(shù)據(jù)之上,我們在一個復雜的、多維動態(tài)的虛擬環(huán)境中,可以讓數(shù)據(jù)穿上不同的作戰(zhàn)服,變換不同姿勢和位置,不斷加載戰(zhàn)場環(huán)境,甚至是各種逼真的高風險模擬,大幅減少對物理實體測試環(huán)境的依賴和損耗,進而完成一個個的模型訓練,實現(xiàn)上層的設計、體驗、分析、預測等。

  研華基于WISE-PaaS發(fā)展的“InsightAPM 資產(chǎn)績效開發(fā)工具平臺”是數(shù)字孿生技術的重要發(fā)展實踐,我們希望通過這樣的工具平臺,快速幫助客戶建立領域應用,加速企業(yè)進行跨行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,InsightAPM四大優(yōu)勢,通過“低代碼、快速搭建、全向支持、廣泛應用” 來幫助企業(yè)實現(xiàn)全景展現(xiàn)、仿真預測、指揮調(diào)度以及決策優(yōu)化。

低代碼集成整合

InsightAPM體系架構分為四層:

InsightAPM -資產(chǎn)績效開發(fā)工具

  最下面為邊緣計算層,主要實現(xiàn)對資產(chǎn)的數(shù)據(jù)收集、邊緣計算和上傳WISE-PaaS平臺等功能,支持研華所有的邊緣計算方案,包括WISE-EdgeLink、WebAccess/SCADA、WISE-DeviceOn、WISE-PaaS/VideoService,同時也支持業(yè)界主流的開發(fā)邊緣計算框架EdgeXFoundry,針對EdgeXFoundry最上層Export Service,開發(fā)支持上傳WISE-PaaS的 Component。研華工業(yè)邊緣計算方案支持大量工業(yè)協(xié)議,超過200種,通過簡單配置,包括采樣點位、采樣頻率、數(shù)據(jù)清洗、上云地址等,快捷實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集及上傳平臺的功能。

  邊緣計算上層為資產(chǎn)績效管理層,主要實現(xiàn)對資產(chǎn)多種分析模型管理。InsightAPM在資產(chǎn)績效管理層,主要提供模板化配置服務、資產(chǎn)綜合管理服務、以及可擴展服務。InsightAPM后臺是基于微服務框架來管理大量微服務組件,支持服務的注冊發(fā)現(xiàn)、容災斷路保護、根據(jù)數(shù)據(jù)支持規(guī)模,動態(tài)擴容微服務實例,以及縮容功能,實現(xiàn)最佳化合理資源配置。

  資產(chǎn)績效管理在上層為數(shù)字孿生模板及組件管理,頁面操作為組態(tài)形式,主要是通過拖拽及連線方式,進行組件配置、模型掛載、資產(chǎn)模板設計和建立、以及資產(chǎn)拓撲管理的建立和模板綁定應用,實現(xiàn)低代碼開發(fā)集成。

  最上層為資產(chǎn)管理服務層,提供跨領域固定資產(chǎn)、移動資產(chǎn)、設備設施、人員組織等。基于InsightAPM體系架構,參考微服務框架下的微服務獨立解耦設計,開發(fā)者只需要專注于末端應用的實現(xiàn),最大簡化各Domain Solution開發(fā)的時間周期、技術門檻以及投入成本,實現(xiàn)低代碼集成整合。

輕松4步完成資產(chǎn)數(shù)字化

  InsightAPM具備三個基本概念,組件、資產(chǎn)模板、應用:

  組件庫包含豐富的功能模塊,從數(shù)據(jù)采集輸入、數(shù)據(jù)的狀態(tài)顯示、互操作、數(shù)據(jù)的簡單Hi-Low閾值設定報警,再到資產(chǎn)績效評估模型,例如OEE設備綜合效率等、COP能量與熱量之間的轉(zhuǎn)換比率,就是設備的能效比、PUE評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標等。同時,InsightAPM也支持掛載機理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動模型;

  第二個概念就是資產(chǎn)模板,使用者可以依據(jù)資產(chǎn)數(shù)字孿生需要解決的問題范圍,選組組件,進行資產(chǎn)模板設計,設計過程主要是拖拽連線方式,對于設計的各種資產(chǎn)模板,具備靈活復用的機制;

  第三個概念就是應用,主要就對物理資產(chǎn)進行建立拓撲管理管理,同時綁定資產(chǎn)模板庫中已設計好的模板。

  通過以上提供的服務,InsightAPM頁面操作,輕松四步即可完成對資產(chǎn)的建模管理數(shù)字化,組件管理、資產(chǎn)模型組態(tài)、資產(chǎn)拓撲管理,再到模型綁定資產(chǎn),做到快速搭建、快速應用的效果。

全向支持 廣泛應用

  InsightAPM具備靈活的泛用性,支持各類資產(chǎn)的管理,支持各類組件的掛載、同時也連接多種邊緣端設備,上面有講到InsightAPM全線支持研華的各種邊緣計算方案,同時也支持客戶自由邊緣計算方案的接入管理,主要通過標準MQTT協(xié)議方式接入,或者使用研華SCADA SDK接口整合接入管理。InsightAPM也支持與其他第三方服務或平臺互通互聯(lián),InsightAPM提供超過200只RestfulAPI,以幫助靈活擴展應用。

  基于InsightAPM平臺,研華自行建構了智慧建筑運維管理Apps服務,包括建筑設備設施管理FM App、派工巡檢DispatchService App、建筑能源管理BEMS App、智慧視頻Intelligent Video App等;針對設備商,我們也提供設備遠程運維管理App,包括泛用性設備管理InsightAPM/M2I,專用性設備管理InsightAPM/CNC、硫化機、染整機械、空壓機等,有效降低資產(chǎn)設備運維成本,提高產(chǎn)品加工品質(zhì)。

智慧建筑管理

  在智慧建筑管理領域,研華iBuilding可接入各種建筑相關數(shù)據(jù),包括電梯、照明、能源、冷源系統(tǒng)、風機盤管、停車、視頻等,基于InsightAPM統(tǒng)一對建筑數(shù)據(jù)進行各種維度的分析處理及顯示,有效解決建筑繁雜各子系統(tǒng)信息孤島的問題。InsightAPM/iBuilding提供FM設備設施管理、BEMS能源管理、派工巡檢、智慧視頻等App服務,同時與業(yè)界伙伴合作部分App,例如中央空調(diào)AI節(jié)能App等,拓展智慧建筑App族群,便于智慧建筑集成型伙伴進行App選型、快速集成、快速交付。

  基于InsightAPM平臺,智慧建筑運維管理的多種Apps,有效降低開發(fā)人力的投入,以及有效縮短開發(fā)周期60%以上,讓聚焦應用的開發(fā)團隊專注在業(yè)務邏輯及待解決問題的模型建設上,避免對基礎框架管理服務的重復投入,形成快速迭代、快速交付的敏捷開發(fā)模式管理。

設備遠程運維管理

  在設備遠程運維管理方面,我們提供端云數(shù)據(jù)管理、運維保養(yǎng)、可視化儀表盤、設備報警、報表生成、PHM故障診斷及預測服務等。

數(shù)控機床CNC設備管理

  針對數(shù)控機床CNC設備,InsightAPM/CNC支持機床設備利用率、產(chǎn)能產(chǎn)量、產(chǎn)品品質(zhì)的評估管理,提供設備故障報工單管理、自動巡檢管理、智能生產(chǎn)報表管理、斷刀預測診斷管理,輕量級生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。

  以上基于InsightAPM構建的三個方案,從開發(fā)周期、服務管理、大規(guī)模自動擴容和縮容管理,各種數(shù)據(jù)分析模型建立和管理、可視化管理等,都具備明顯的優(yōu)勢,最大化提高領域方案構建速度、減低成本。

  InsightAPM作為WISE-PaaS的核心工具平臺,將逐步助力研華WISE-Marketplace生態(tài)的建立。我們將其推廣到各領域應用,幫助客戶成功構建領域型的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案,不斷豐富平臺的組件庫、場景庫,持續(xù)開放接口并支持第三方服務的接入,以InsightAPM為工具平臺建設領域族群,逐漸形成研華工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系。

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