基于瀚云HanClouds工業互聯網平臺的 設備智能管理應用 ——快捷、低成本上云和能耗優化
瀚云科技有限公司（以下簡稱瀚云科技）是朗新科技股份有限公司控股子公司，總部位于江蘇省無錫市，在重慶、武漢設立雙研發中心。瀚云科技以“讓工業更有力量”為使命，以“成為價值驅動的工業互聯網平臺”為愿景，圍繞核心產品瀚云HanClouds工業互聯網平臺，形成并輸出云化核心能力，助力傳統工業企業數字化、網絡化、智能化轉型，為客戶降本增效，提質增收。
一、案例概況
1. 項目背景
當前，我國大量的中小工業企業設備和產線仍較為落后，信息化基礎薄弱，對于工業生產過程和產品的關鍵參數仍采取人工查看和根據經驗調節的方式。這些企業有顯著的智能化改造需求，通過工業互聯網平臺實現設備上云、產品上云，幫助節省人員成本和能耗成本，提升生產質量和服務水平。
瀚云科技基于原中國移動OneNet技術團隊和原朗新科技物聯網團隊開發的瀚云HanClouds工業互聯網平臺能夠為工業企業提供通用的工業網關、工業數據協議解析服務、拖拽式開發工具平臺、節能降耗等解決方案， 實現低成本上云，短周期開發。
2. 預期目標
技術上，要建成安全可靠的工業互聯網平臺，支持海量設備高并發接入，支持多樣化工業協議解析，支持快捷和可視化應用開發，支持大數據、工業機理模型組件，支持跨終端查看，支持公有云、混合云、私有云靈活部署，支持多個重點垂直領域應用。經濟效益上，預期服務上萬家工業企業，平臺設備連接數超千萬。行業示范上，將切實幫助工業企業降低成本，提升管理能力，改善效率，解決行業的共性需求痛點。
二、項目實施
瀚云HanClouds工業互聯網平臺2018年7月1日上線，9月16日在工業互聯網高峰論壇正式對外發布。目前正在為多個行業、領域的工業企業提供服務，取得良好實施效果。
1. 場景特征
（1）生產過程監控
生產過程監控主要針對工業生產設備，不再需要現場工人定時查看和上報關鍵數據，改變原有生產組織方式，進一步還能夠實現報警和反向控制。包括三類場景：第一種是生產設備自帶數據采集能力，直接通過瀚云工業網關接入瀚云HanClouds工業互聯網平臺，典型案例包括熱處理鍋爐監測、電泳池PH值和溫度監測等；第二種是通過加裝傳感器進行數據監測，典型案例包括機床、沖床監測等；第三種是監測設備電壓和電流，實現對設備工作狀態以及稼動率等指標的分析，典型案例包括焊機、空壓機等。
圖1 生產過程監控實施架構
（2）產品遠程運維
產品遠程運維場景，主要是通過遠程設備接入，獲取設備運行數據、位移數據，利用瀚云HanClouds工業互聯網平臺實現數據接入、設備資產管理、設備健康評估等，幫助生產者或客戶實時了解設備狀態，提升產品智能化水平和服務能力。在實施上，要在工業產品上安裝部署瀚云網關，并配置相關的協議和網絡傳輸方式。
（3）企業降耗管理
節能降耗是工業企業關注的重要方向，通過各環節能耗數據采集和分析，瀚云HanClouds工業互聯網平臺可以幫助用戶了解整個企業的實時用能情況，通過異常管理和異常分析用戶能夠及時發現并處理異常情況，最大限度的預防和補救損失。同時，支持通過對企業用電數據、能耗數據、節能數據、故障處理數據、經濟與效益等指標進行綜合分析，為企業的技術和管理節能改造提供參考。
2. 模式路徑
瀚云HanClouds工業互聯網平臺是在第三方IaaS基礎設施上自主研發的PaaS平臺和SaaS應用，主要應用的模式路徑包括：
（1）自助上云模式
針對中小工業企業，只需要采購瀚云工業網關產品，通過簡單配置即可接入瀚云HanClouds工業互聯網平臺。通過瀚云應用加速器套件，基于拖拽方式，不需要開發一行代碼就可以快速生成工業應用，實時查看設備狀態。后續，企業也不需要配備專門的技術人員來維護。
（2）定制開發模式
對于大型企業以及有特殊需求的中小企業，支持采取定制開發模式。基于瀚云HanClouds工業互聯網平臺的基礎連接和管理功能，從協議解析、數據處理、應用界面、管理需求等角度進行定制化開發，支持私有化部署。
（3）云接入模式
瀚云HanClouds工業互聯網平臺可以作為設備接入和管理的關鍵模塊被行業云集成。這種模式適用于行業云企業主導的工業企業智能化改造。
（4）開發者模式
開發者模式主要面向個人開發者、創客、學校、科研機構等，基于可視化開發工具或代碼級開發工具進行創新。瀚云HanClouds工業互聯網平臺完全中立和開放，并提供專門的開發板套件。
3. 技術實現
（1）平臺架構
瀚云HanClouds工業互聯網平臺基于“4+2+2+2”架構進行實施。其中，4個子平臺包括物聯網平臺、邊緣計算平臺、霧計算平臺、大數據平臺，2個服務套件包括工業應用加速器和API套件，2個用戶入口包括門戶和APP應用，保障體系包括平臺運維與安全防護。
（2）便捷的工業互聯網接入套件
通過工業網關、開發板等工業互聯網接入套件，集成瀚云HanClouds工業互聯網平臺支持的多種協議，適配多種通信接入方式，支持網關固件的在線升級、協議更換等豐富功能，讓工業互聯網的開發者快速、便捷實現物聯網連接。
（3）可視化的工業互聯網應用開發工具
采用微服務架構，通過搭建基于核心PaaS平臺的工業互聯網應用孵化中心，持續提供并完善開放的、可視化的、豐富多樣的工業應用庫，助力開發者生成各類工業互聯網應用。
（4）數據可視化
完全圖形化設計，基于元數據驅動，直觀可控；靈活的調度配置，多角度的運行監控，完善的資源監控體系，多種作業流處理體系讓數據為制造企業經營提供更高的價值。
（5）立體化安全防護
提供360°安全防護體系，從設備層到平臺層再到應用層，構建起工業互聯網端到端應用的多層安全防護體系，讓平臺的各類工業互聯網用戶用的放心、省心、安心、舒心；平臺完備的安全管理能力充分滿足用戶多樣化的業務需求。
4. 項目亮點
瀚云HanClouds工業互聯網平臺支持快捷的工業設備接入和應用構建，能夠提供基于工業設備數據的應用服務。本項目主要亮點包括：
穩定。平臺符合工業互聯網產業聯盟《工業互聯網平臺白皮書》文件標準，支持億級設備長連接、百萬級并發，支持百萬級別QPS吞吐，支持毫秒級響應，同時提供電信級服務可用性，支持秒級自動擴容。
靈活。公有、私有、混合云靈活部署，松耦合分層按需組合，數據、服務、應用、界面多層次雙向集成。擁有完備、全面開放的工業互聯網生態，擁有業界領先的物聯網平臺基因+傳統電力能源行業項目交付基因。
中立。朗新科技非工業企業無傾向性，非運營商無網絡和云基礎設施依賴性。平臺立足PaaS，能夠被集成，擁有共生共贏的非排他性開放生態。
落地。支持電力、光伏、電動汽車等行業近100種標準與私有協議，擁有預測性維護、能源管控、工藝優化、設備安全預警、能力分享等工業APP。
安全。提供基于態勢感知的安全體系。
三、價值成效
1. 平臺價值
瀚云HanClouds工業互聯網平臺不僅能夠幫助工業企業進行智能化改造，也能對產業鏈上下游起到使能作用：
對于設備制造行業，能夠幫助企業迅速建立遠程連接和管理能力，支持企業開展遠程運維服務，利用產品服務化擴大市場，實現產品增值。
對于流程制造行業，能夠將關鍵生產數據匯聚至工業大數據平臺，進行生產監測和工藝優化，幫助企業降低成本，提高產品質量，實現安全生產。
對于工業軟件企業，支持工業軟件上云，也支持平臺被行業云集成，能夠將工業軟件與工業生產設備關聯起來，使得工業軟件企業獲得進一步平臺化服務和利用工業數據優化產品的能力。
對于工業自動化企業，支持對自動化設備進行統一管理，并進一步利用工業大數據開發智能化應用和優化管理。
除了工業企業外，瀚云HanClouds工業互聯網平臺在工業數據采集和分析基礎上，還能夠對政府、院校、科研機構、金融機構等產生重要價值，成為行業發展、創新創業的催化劑。
2. 應用成效
（1）技術成效
整體可用度：99.99%；
設備接入能力：單臺服務器支持10萬設備長連接，并發消息數超過1萬，每秒新建連接數1000，最大并發訪問數量每秒1千萬個；
協議解析能力：支持工業協議8個；
計算存儲能力：數據實時處理能力20GB/s，支持每天10億級別數據的可靠存儲，網絡帶寬10000MB/s；
實時通信能力：設備命令下發時延小于100ms，Restful API平均時延小于150ms，數據實時推送時延小于100ms；
應用支持能力：提供開發工具6個，工業機理模型15個，提供工業互聯網API 47種。
（2）市場成效
接入企業數量472家，設備連接數超過600萬，平臺注冊用戶數量超過10000個；
制造工藝優化，通過工業互聯網平臺，制造工藝；在熱處理、噴涂等行業，助力行業企業優化核心工藝，助力降低5－10%的次品率；
生產流程優化，基于工業互聯網平臺，提供組件化系統功能及標準的行業接口，根據業務需求和策略，靈活組裝，應對不同的場景化要求；提供數據應用服務、生產過程鏈全生命周期管理、精益業務管理內容，助力流程型產線提升5%以上生產效率；
質量管理優化，依托工業互聯網平臺，將企業質量管理活動貫穿企業整個價值鏈，包括產品設計質量和驗證、產品制造質量、產品售后質量、供應鏈質量；實現自動化質量工作流，打通全質量流程，改善質量數據真實性，提供大數據分析，幫助客戶顯著提升綜合質量管理水平；
設備維護優化，基于工業互聯網平臺，通過對設備運行狀態的實時監測，使用工業數據建模和分析來進行設備故障診斷，預判設備的狀態發展趨勢和可能的故障模式，提前制定維護計劃，降低計劃外停機時間，降低運維成本10%以上；
能耗管理優化，針對能耗的計量、監測與管理三個方面，依托工業互聯網平臺，對各類能耗實行精細計量、實時監測、智能處理和動態管控，達到精細化管理的目標，成功幫助能源行業降低25-40%能耗。
四、下一步實施計劃
1. 計劃1 強化核心能力
繼續完善平臺基礎能力，包括且不限于安全能力、設備連接管理能力、大數據分析能力、工業機理模型能力、工業設備建模能力、模塊化部署能力等。
2. 計劃2 深耕垂直行業
確立重點行業方向，完善解決方案和服務能力，切實幫助企業解決問題和痛點。
3. 計劃3 豐富生態體系
完善渠道體系，豐富合作伙伴資源。
聲明
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