近十幾年來，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)在迅猛發(fā)展，企業(yè)投入巨資購買世界上最先進的設備改建擴建產(chǎn)線，中國粗鋼產(chǎn)量已穩(wěn)居世界第一。然而高速發(fā)展帶來了整個行業(yè)產(chǎn)能過剩，價格下跌，利潤微薄，有些鋼鐵企業(yè)連續(xù)巨額虧損以致生存都成了問題，嚴峻的市場環(huán)境已迫使鋼企從以往追求規(guī)?；蜖I業(yè)收入轉(zhuǎn)化成對產(chǎn)品市場占有率和利潤最大化的追求。這樣就要求企業(yè)必須充分利用現(xiàn)有資源，最大限度的發(fā)揮人、財、物的效能。

以設備故障診斷為例，鋼企的連續(xù)生產(chǎn)特性要求生產(chǎn)流程必須穩(wěn)定運行，分散在工廠各處的眾多設備一旦出現(xiàn)問題，就必須停產(chǎn)等待維修人員處理，日常維護也只能靠經(jīng)驗豐富的設備管理人員來發(fā)現(xiàn)問題。而鋼品生產(chǎn)需要經(jīng)過原料處理、煉鐵、煉鋼及軋鋼等十多道步驟才能完成，設備管理人員需要維護占地數(shù)百公頃廠區(qū)內(nèi)的各式各樣機器與設備，繁重的工作導致維修人力始終存在欠缺且工作人員疲于奔命。

某國際知名的鋼鐵企業(yè)是一家勇于創(chuàng)新的公司，該公司希望利用云端平臺與大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)來補強人力的不足，因此啟動了設備監(jiān)診云端化項目，并決定將方案率先導入有數(shù)百臺設備的冷軋工場。

鋼鐵市場環(huán)境惡劣，而實現(xiàn)云平臺和大數(shù)據(jù)又需要較大的費用，如何能夠做到充分利用資源的同時又減少硬件設備的采購費用，減輕企業(yè)在信息化投資、運維和能耗等方面的成本壓力，是擺在鋼鐵企業(yè)和解決方案提供商研華科技眼前的一大難題。

構(gòu)建從底層到云端的完整解決方案

部署一套從最底層的軟硬件建置到最上層的云端服務的私有云解決方案，是最經(jīng)濟快速的做法。這套軟硬兼具的端到云完整解決方案，由研華邊緣智能裝置Smart Box、遠程裝置監(jiān)控及管理軟件WISE-PaaS/RMM、物聯(lián)網(wǎng)云平臺WISE-PaaS/EnSaaS、數(shù)據(jù)可視化工具WISE-PaaS/Dashboard與遠程軟件更新管理服務WISE-PaaS/OTA整合而成。

由這套方案建置的設備診斷云端平臺系統(tǒng)，能夠遠程監(jiān)控設備狀況，采集數(shù)據(jù)后傳輸?shù)皆贫似脚_的機器學習軟件進行大數(shù)據(jù)分析，以建立瑕疵檢測和預防診斷的預測模型。同時，解決方案還能夠滿足數(shù)據(jù)一致性、個別機臺訓練、邊緣端異常事件處理、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)擷取/邊緣裝置監(jiān)控等需求。另外，該私有云解決方案具有可擴充性，方便日后將更多設備納入系統(tǒng)管理，并確保系統(tǒng)持續(xù)運行的穩(wěn)定性。

在地端，研華提供的邊緣智能裝置可連接振動傳感器來采集冷軋工場的設備數(shù)據(jù)并上傳至云端數(shù)據(jù)庫；在云端，物聯(lián)網(wǎng)云平臺向下可整合數(shù)百臺的邊緣智能裝置，向上能提供數(shù)據(jù)給用戶自行設計的APP。而安裝于該平臺內(nèi)的軟件系統(tǒng)則負責監(jiān)控與管理私有云內(nèi)的所有設備與裝置。另外，研華WISE-PaaS還提供數(shù)據(jù)可視化工具和遠程軟件更新管理服務，幫助系統(tǒng)的維護與管理。

從硬件方面來說，研華提供的邊緣智能裝置，可以實現(xiàn)邊緣端數(shù)據(jù)采集與地端運算處理的雙重功能。除了以PCI Express數(shù)據(jù)采集卡取得設備振動數(shù)據(jù)外，同時采用高效能的MIC-7500來執(zhí)行預測模型。具體來說，預先將模型安裝于邊緣智能裝置Smart Box內(nèi)，通過執(zhí)行邊緣端推理來加速異常事件的反應；還可以利用其  對個別機臺進行模型訓練，借此找出設備需要改善之處。

WISE-PaaS/EnSaaS作為物聯(lián)網(wǎng)云平臺，支持各種時間序列數(shù)據(jù)庫、機器學習分析工具、以及RESTful API與Node-RED，讓該鋼鐵公司的工程師更輕松地設計出所需的監(jiān)控管理APP及建立大數(shù)據(jù)分析的預測模型，從而實現(xiàn)設備實時監(jiān)控與預防監(jiān)診。

通過研華提供的系統(tǒng)，客戶可集中管理地端與邊緣端的設備與裝置。此項目中冷軋工場設備的振動情況、數(shù)據(jù)采集/邊緣裝置的運作狀況都能如實地呈現(xiàn)在監(jiān)控計算機上，設備發(fā)生異常時，管理人員會通過Email或是獲得預警信息。

在數(shù)據(jù)可視化方面，數(shù)據(jù)可視化工具使用者可利用WISE-PaaS/Dashboard易于設計的操作接口來創(chuàng)建自己的儀表板，并將WISE-PaaS平臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)以可視化方式來呈現(xiàn)，例如這家鋼鐵公司的管理者，就能透過易讀性高的各種圖表來清楚掌握邊緣裝置健康狀態(tài)、異常警報、預測模型、信號串流波形等等。另外，WISE-PaaS/OTA的遠程更新機制，則讓該公司可以很方便地將預測模型部署至指定的邊緣端，并使預測模型隨時保持在最新版本，管理者不需要親自到現(xiàn)場就能完成更新作業(yè)。

對每一臺設備狀態(tài)了如指掌

如今透過設備診斷云端平臺系統(tǒng)，管理人員可以對每一臺機器設備的運作狀態(tài)了如指掌，在發(fā)生故障之前就能進行處理以排除問題；還能透過分析歷史數(shù)據(jù)來對設備進行瑕疵檢測，從而提升設備使用壽命并減少因設備故障造成產(chǎn)線停擺。

而相較于由企業(yè)耗費大量的人力與時間來自行建置私有云，研華的WISE-PaaS云平臺系統(tǒng)是更省時省力的解決方案。WISE-PaaS提供備選配置與故障機制，例如系統(tǒng)設置的主數(shù)據(jù)庫與輔助數(shù)據(jù)庫會隨時處于同步狀態(tài)；當節(jié)點出現(xiàn)損壞時，則會啟動新的節(jié)點并重新進行數(shù)據(jù)庫同步化動作，藉此確保數(shù)據(jù)的一致性，同時也提供了系統(tǒng)穩(wěn)定運作的保障。

另外，WISE-PaaS提供了豐富的功能與服務讓用戶能在未來的系統(tǒng)功能開發(fā)上擁有一定的彈性空間，此項目的鋼鐵公司受惠于WISE-PaaS私有云平臺系統(tǒng)所提供的靈活彈性，既節(jié)省了初期的建置成本，又保有日后隨需求增加的擴充彈性，從而助其逐步實現(xiàn)工業(yè)4.0的智慧工廠。