2017，NI與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的故事

作為致力于為工程師和科學(xué)家提供解決方案的優(yōu)秀供應(yīng)商之一，NI（美國國家儀器公司，National Instruments，簡稱NI）亮相2017工博會，展示其在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域領(lǐng)先的工業(yè)測量、資產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測及工廠測試等方案。

眾所周知，NI主要的產(chǎn)品及解決方案集中在測試、測量、監(jiān)測與控制等領(lǐng)域；那么，在工業(yè)領(lǐng)域來看，它與物聯(lián)網(wǎng)又有怎樣的一段故事?

TSN與Compact的完美結(jié)合

在此次工博會上，NI主要展示了其領(lǐng)先的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)軟硬件平臺。值得一提的是， NI特別帶來了業(yè)內(nèi)首款支持TSN的Compact DAQ以太網(wǎng)機(jī)箱,并展示了高性能機(jī)器視覺平臺及最新產(chǎn)品。同時，NI也攜手合作伙伴PTC，共同展示NI的聯(lián)合化解決方案。

NI中國技術(shù)市場工程師——易曦露

NI中國技術(shù)市場工程師易曦露介紹：“支持TSN的Compact DAQ以太網(wǎng)機(jī)箱在今年的NI Days首次發(fā)布，它可用于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大規(guī)模的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精確同步，且無需任何外部硬件或路由器，即可輕松實現(xiàn)多機(jī)箱系統(tǒng)擴(kuò)展，這特別適合應(yīng)用在大型機(jī)械結(jié)構(gòu)測試、分布式數(shù)據(jù)記錄等領(lǐng)域使用?！?/p>

TSN技術(shù)還具有強(qiáng)大的流量調(diào)度功能，它可以協(xié)調(diào)IT 與OT的信號通信，從而實現(xiàn)雙網(wǎng)融合。因此，NI同樣推出了支持TSN的Compact RIO嵌入式控制器和IC-317x系列工業(yè)控制器，并將其應(yīng)用在具有多種不同信號通訊的復(fù)雜控制系統(tǒng)中。

所以，NI積極幫助定義TSN，從而提供分布式時間同步，低延遲，時間關(guān)鍵以及網(wǎng)絡(luò)流量收斂等功能。在與TSN的緊密時間同步的過程中，它可以分布式系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。究其顯著的特征及優(yōu)勢包括：

·在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)精準(zhǔn)且同步，為精確測量分析提供嚴(yán)格同步的測量保障。

·通過集成網(wǎng)絡(luò)開關(guān)方便地完成鏈接，實現(xiàn)分布式應(yīng)用的快速安裝和擴(kuò)展。

·惡劣環(huán)境下也能可靠運(yùn)行，工作溫度范圍在-40~70℃，耐沖擊性高達(dá)50 g，抗振性高達(dá)5 g。

·通過NI-DAQ mx驅(qū)動進(jìn)行軟件開發(fā)，自動同步多個機(jī)箱，從而實現(xiàn)簡單編程。

System Link+ Insight CM，NI的軟件領(lǐng)跑物聯(lián)網(wǎng)

除了NI基于TSN的產(chǎn)品之外，NI在此次工博會上的另一大亮點便是在軟件方面的造詣。NI亮相的軟件包括NI System Link，Insight CM以及最新推出的AML Toolkit（機(jī)器學(xué)習(xí)工具包）等。

 “其實除了硬件之外，軟件一直都是NI的強(qiáng)勢領(lǐng)域，大家比較熟知的可能是NI的LabVIEW；然而，InsightCM?與System Link則是NI專為IIOT領(lǐng)域市場開發(fā)的兩款軟件。這些軟件產(chǎn)品分別為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺提供集中的數(shù)據(jù)管理、企業(yè)級狀態(tài)監(jiān)測配置以及專業(yè)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型算法?！币钻芈督榻B。

就這兩款軟件而言，Insight CM?不僅實現(xiàn)了多通道數(shù)據(jù)采集的同步，還通過設(shè)置NTP時間服務(wù)器的方式，使設(shè)備端與服務(wù)器端保持一致，讓工程師免去了對Compact RIO進(jìn)行二次開發(fā)的困擾，從而減少了方案的復(fù)雜度、加速了開發(fā)進(jìn)度。System Link作為用于大型分布式系統(tǒng)的設(shè)備管理和狀態(tài)監(jiān)測軟件，它實現(xiàn)了分布式大型設(shè)備的遠(yuǎn)程統(tǒng)一管理，并集成了狀態(tài)監(jiān)測功能，從而實現(xiàn)整個分布式系統(tǒng)設(shè)備的鏈接、軟件部署和數(shù)據(jù)通信的大規(guī)模協(xié)調(diào)。

大型項目的資產(chǎn)管理，是IIOT預(yù)維護(hù)及資產(chǎn)運(yùn)維發(fā)展的重要方向。所以，SystemLin也是NI未來的發(fā)展的重點。同時，SystemLink的狀態(tài)監(jiān)測功能也會進(jìn)一步加強(qiáng)， InsightCM?的底層融合進(jìn)SystemLink，使其成為更強(qiáng)大，更全面的IIOT軟件。

為了讓軟件的功能變得更加強(qiáng)大，NI在推出更高性能產(chǎn)品的同時，也和眾多合作伙伴一起堅持探尋更加適合工業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)方案，包括這次展出的TSN，AML Toolkit，SystemLink等，都是從實際工業(yè)需求的角度出發(fā)，提供更復(fù)雜的邊緣節(jié)點、更集中的數(shù)據(jù)管理，并提供更專業(yè)的數(shù)據(jù)挖掘與決策，以及更加開放的邊緣系統(tǒng)。

在軌道交通方面，NI與合作伙伴共同為中國中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司搭建了基于NI CompactRIO與InsightCM的車載PHM（預(yù)測性健康維護(hù)）系統(tǒng)，實現(xiàn)了針對列車組的分布式監(jiān)測和分析，與集中式地決策和數(shù)據(jù)挖掘。目前，該項目已經(jīng)初步完成了車載PHM系統(tǒng)的樣機(jī)開發(fā)，實現(xiàn)了在全球速度最快的滾動試驗臺（600Km/h）和測試環(huán)線上的試驗驗證，對軸承故障識別的準(zhǔn)確率超過90%。

在能源電力領(lǐng)域，中廣核有限公司借助NI的平臺搭建了針對核電站設(shè)備的在線監(jiān)測和維護(hù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了對應(yīng)急柴油機(jī)組高達(dá)180通道的在線監(jiān)測，同時自主開發(fā)了模式識別算法和資產(chǎn)健康可視化界面。在這個系統(tǒng)架構(gòu)中，NI的平臺覆蓋了從柴油機(jī)組設(shè)備端，到電廠服務(wù)器，再到企業(yè)級服務(wù)器的完整范圍，真正實現(xiàn)了端到端的系統(tǒng)互聯(lián)。

這些，都是NI發(fā)力軟件合作，最有力的體現(xiàn)。NI的產(chǎn)品及解決方案在被更多的工業(yè)客戶所接受，這也證明NI一直以來堅持的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺和解決方案是符合市場及客戶實際需求的。

物聯(lián)網(wǎng)時代下的機(jī)遇和挑戰(zhàn) 

物聯(lián)網(wǎng)的概念正在不斷沖擊著傳統(tǒng)工業(yè)，并促進(jìn)更多工業(yè)企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。而在企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，我們不難看到：很多傳統(tǒng)工業(yè)巨頭都陸續(xù)推出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的解決方案。為了迎合這個大時代背景，NI持續(xù)保持在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的平臺化定位。同時，基于高性能的軟硬件平臺，NI可實現(xiàn)與眾多第三方IoT平臺的對接。

眾所周知:平臺化軟件具備靈活的二次開發(fā)能力，基于SOA架構(gòu)的軟件平臺，可以實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)構(gòu)件的組合和復(fù)用，NI不但能解決企業(yè)信息化過程中重復(fù)建設(shè)信息孤島問題，并且能夠更加靈活、方便的進(jìn)行二次開發(fā)，從而更好的響應(yīng)業(yè)務(wù)部門的需求變化，便于系統(tǒng)的后期維護(hù)，大大提高軟件開發(fā)和實施的效率，并降低軟件總體擁有成本。

但是，隨著測量系統(tǒng)更加靠近被測量設(shè)備，物理系統(tǒng)測試的性質(zhì)也在迅速變化。此改變迅速縮短了測量系統(tǒng)的安裝時間，同時降低了傳感器布線成本，提高了測量精度，但這也給同步和系統(tǒng)管理帶來了挑戰(zhàn)，尤其是在使用當(dāng)前的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時，這種挑戰(zhàn)也就越發(fā)明顯。

易曦露直言：“很多方案也只是在原有工廠信息采集的基礎(chǔ)上加入簡單的可視化和數(shù)據(jù)交互，卻沒有基于專業(yè)的分析工具提供針對具體設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)，比如專門針對風(fēng)機(jī)的維護(hù)方案，或是專門應(yīng)用于柴油機(jī)組的監(jiān)測互聯(lián)平臺。所以說，物聯(lián)網(wǎng)市場偏向于IT側(cè)，缺少工業(yè)側(cè)的專業(yè)支持，離真正實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還有很長的距離要走。”

所以，未來在產(chǎn)品研發(fā)上，NI會進(jìn)一步增加對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)下軟硬件產(chǎn)品的投入。首先，TSN技術(shù)的研發(fā)不會停止，NI會進(jìn)一步豐富TSN的產(chǎn)品家族，將這項技術(shù)更多的結(jié)合到我們的監(jiān)測、控制以及測試的系統(tǒng)中，提供更加符合IIoT需求的邊緣節(jié)點。

其次在軟件方面，NI將持續(xù)更新和完善這次展出的所有軟件產(chǎn)品，尤其是對于SystemLink軟件的層面，NI希望能夠連接更多種類型的硬件平臺，包括第三方的硬件或SCADA系統(tǒng)，從而真正實現(xiàn)統(tǒng)一化、集中化的數(shù)據(jù)管理。而同時，NI也將持續(xù)跟隨市場趨勢，不斷創(chuàng)新，推出更好的產(chǎn)品。

最后，在市場推廣上，NI將深入行業(yè)，針對與各個不同的行業(yè)應(yīng)用，結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)中的本地專家與合作伙伴，推出行業(yè)專用的解決方案。在過去的幾年中，NI已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)方案成功部署到高鐵、核電、水電、機(jī)床制造等多個領(lǐng)域。而未來，NI也將持續(xù)跟進(jìn)這些領(lǐng)先用戶項目，并將其成功復(fù)制給更多的工業(yè)客戶。