工業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)飛速發(fā)展，NI成重要推手

“根據(jù)IDC此前的EMC數(shù)字宇宙研究顯示，平均僅5%的大數(shù)據(jù)得到分析。” NI(美國(guó)國(guó)家儀器，National Instruments，簡(jiǎn)稱(chēng)“NI”)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理崔鵬在前不久舉行的2017 NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高峰論壇上談到相較于 22 ×2 60 字節(jié)的大數(shù)據(jù)總量，5%無(wú)異于冰山一角。而作為一種新的資產(chǎn)、資源和生產(chǎn)要素，工業(yè)大數(shù)據(jù)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心，更是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略資源。

智能測(cè)量+管理，平臺(tái)化方案方可透視不可見(jiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值

要解決大模擬數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，NI認(rèn)為第一步便是更智能的測(cè)量。作為此次NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高峰論壇的特邀嘉賓，美國(guó)辛辛那提大學(xué)教授、美國(guó)智能維護(hù)系統(tǒng)中心主任李杰教授認(rèn)為，未來(lái)數(shù)據(jù)收集的趨勢(shì)將集中在三個(gè)方面：

1. 從可見(jiàn)世界到不可見(jiàn)世界的擴(kuò)展，未來(lái)，數(shù)據(jù)收集將更多源于不可見(jiàn)世界;

2. 從固定式到無(wú)線(xiàn)移動(dòng)式的擴(kuò)展，以無(wú)線(xiàn)傳感器為例的自主式將成為未來(lái)數(shù)據(jù)收集的主流;

3. 從物理特性到信息特性的擴(kuò)展，不局限于當(dāng)前的測(cè)量功能，未來(lái)的數(shù)據(jù)收集更將具備辨識(shí)功能。

圖1. 李杰教授現(xiàn)場(chǎng)剖析工業(yè)大數(shù)據(jù)采集的未來(lái)趨勢(shì)

進(jìn)一步挖掘工業(yè)大數(shù)據(jù)背后的價(jià)值，除了測(cè)量分析數(shù)據(jù)的過(guò)程必須“智能化”，NI認(rèn)為還需要更智能的數(shù)據(jù)管理。因此，NI由點(diǎn)及面提出了對(duì)應(yīng)的解決方案，攜一眾新品：LabVIEW NXG、強(qiáng)調(diào)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理的分布式系統(tǒng)管理軟件SystemLink、監(jiān)測(cè)資產(chǎn)健康狀況以便制定運(yùn)營(yíng)和維護(hù)計(jì)劃的企業(yè)級(jí)分布式在線(xiàn)監(jiān)測(cè)軟件NI InsightCM™，以及支持TSN功能的最新CompactDAQ以太網(wǎng)機(jī)箱亮相論壇。

以快速測(cè)量、即時(shí)洞察、可選編程為特色的LabVIEW NXG通過(guò)引入重新設(shè)計(jì)的編輯器，不僅實(shí)現(xiàn)了測(cè)量自動(dòng)化的創(chuàng)新，在基于配置的軟件和自定義編程語(yǔ)言之間建立了橋梁;還進(jìn)一步拓展了LabVIEW的開(kāi)放性，將更多的語(yǔ)言集結(jié)合進(jìn)來(lái)，極大提高了編程生產(chǎn)力，意欲掀起臺(tái)式測(cè)量革命。

同時(shí)，伴隨時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)標(biāo)準(zhǔn)的制定將加速工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的構(gòu)建成為業(yè)界共識(shí)，NI積極幫助定義TSN，并將TSN集成至CompactDAQ平臺(tái)——推出cDAQ-9185和cDAQ-9189，從而實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離精確同步，并大幅簡(jiǎn)化高通道數(shù)分布式系統(tǒng)的客戶(hù)安裝和系統(tǒng)管理。

圖2. NI以軟件定義為中心的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)化解決方案

這一系列新推出的重磅新品，僅是NI對(duì)應(yīng)工業(yè)大數(shù)據(jù)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域推出的“點(diǎn)狀”解決方案。而解決方案由點(diǎn)及面的貫通正是NI以軟件定義為中心的平臺(tái)設(shè)計(jì)方法，崔鵬展開(kāi)介紹道：“NI希望基于LabVIEW平臺(tái)，通過(guò)臺(tái)式便攜測(cè)量設(shè)備、CompactDAQ、PXI模塊化儀器、CompactRIO等設(shè)備及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)圍繞工業(yè)大數(shù)據(jù)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)展開(kāi)的細(xì)分應(yīng)用，例如工業(yè)測(cè)量、在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能測(cè)試等。而軟硬件平臺(tái)的一脈相承和靈活兼容更能夠幫助客戶(hù)加速開(kāi)發(fā)流程，減少上市時(shí)間。”

知識(shí)的智能化革命離不開(kāi)基于平臺(tái)化方案的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

論壇現(xiàn)場(chǎng)，崔鵬還援引了一組數(shù)據(jù)：據(jù)Hydrocarbon Publishing Company統(tǒng)計(jì)，全球制造工業(yè)設(shè)備非預(yù)期停機(jī)和維護(hù)不善的耗費(fèi)大約占整個(gè)行業(yè)年產(chǎn)值的5%，這相當(dāng)于每年200億美元。因此，當(dāng)前對(duì)于工業(yè)大數(shù)據(jù)的深入分析以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的不斷推進(jìn)，實(shí)質(zhì)上都是為了兩大目的：

1. 數(shù)據(jù)流動(dòng)：通過(guò)智能化解決數(shù)據(jù)“自動(dòng)流動(dòng)”的問(wèn)題，即能夠把正確的數(shù)據(jù)在正確的時(shí)間以正確的方式傳遞給正確的人和機(jī)器;

2. 資源優(yōu)化：繼海量的工業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息、信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)、知識(shí)轉(zhuǎn)化為科學(xué)決策后，資源優(yōu)化就需應(yīng)對(duì)和解決制造過(guò)程的復(fù)雜性和不確定性等問(wèn)題，并在這一過(guò)程中不斷提高制造資源的配置效率。

正如李教授所講：“下一代工業(yè)4.0的革命實(shí)際上是知識(shí)的智能化革命。”他認(rèn)為工業(yè)4.0可分為3個(gè)階段：“第一個(gè)階段是基于計(jì)算機(jī)信息化系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，讓人變得更加智慧;第二個(gè)階段則是如何讓人機(jī)結(jié)合產(chǎn)生價(jià)值增值;第三個(gè)階段最為重要，即利用自身知識(shí)化社會(huì)的經(jīng)驗(yàn)幫助別的社會(huì)做平衡發(fā)展。”

落地工業(yè)4.0革命的三大階段，NI無(wú)法靠一己之力全覆蓋。因此，基于NI平臺(tái)化的解決方案，NI同樣注重在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域構(gòu)建自身的生態(tài)系統(tǒng)，此次受邀演講的PTC就是NI的生態(tài)合作伙伴之一。據(jù)崔鵬介紹：“NI聯(lián)合PTC和Hewlett Packard，為Flowserve的客戶(hù)提供了最佳的設(shè)備資產(chǎn)管理及實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控方案。”作為眾所周知的制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，F(xiàn)lowserve為業(yè)界一些最先進(jìn)的重型設(shè)備提供端到端的支持。因此，F(xiàn)lowserve一直希望利用最新的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)來(lái)幫助客戶(hù)減少停機(jī)時(shí)間。

圖3. 基于平臺(tái)打造生態(tài)系統(tǒng)，NI攜手合作伙伴推動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

“基于LabVIEW和CompactRIO來(lái)采集溫度、壓力、流速、振動(dòng)和功率等傳感數(shù)據(jù)，F(xiàn)lowserve泵的原始數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到每秒2.5MB，同時(shí)系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到PTC的ThingWorx分析引擎，從而在儀表板上可以看到所有需要監(jiān)測(cè)的能耗指標(biāo)以及故障預(yù)警提示，這對(duì)需要維護(hù)成百上千個(gè)設(shè)備的專(zhuān)家來(lái)說(shuō)是非常有幫助的。”崔鵬補(bǔ)充道。

無(wú)獨(dú)有偶，NI早前就已和IBM展開(kāi)合作，基于LabVIEW共同開(kāi)發(fā)基于云的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及狀態(tài)監(jiān)控與預(yù)測(cè)性維護(hù)測(cè)試平臺(tái)，幫助企業(yè)尋求更好的方法管理重型機(jī)械、發(fā)電、加工制造與其他多個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)的舊有資產(chǎn)，延長(zhǎng)相應(yīng)設(shè)備的使用壽命。NI以軟件為中心的開(kāi)放式平臺(tái)為狀態(tài)監(jiān)控與預(yù)測(cè)性維護(hù)測(cè)試平臺(tái)提供機(jī)器學(xué)習(xí)的可能性，而與IBM的深入合作，不僅在于為操作技術(shù)(OT)與資訊技術(shù)(IT)提供絕佳的互通性，更希望在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行深度融合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)分析與價(jià)值挖掘。

此外，將全球先進(jìn)制造經(jīng)驗(yàn)本土化，NI正在多維度踐行工業(yè)4.0革命第三階段。助力中國(guó)制造彎道取直，推進(jìn)中國(guó)制造2025，NI不僅提供了貫穿產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及使用生命周期的平臺(tái)化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，更從以下2點(diǎn)著手深入：

圖4. NI以平臺(tái)化解決方案為基礎(chǔ)，助力中國(guó)制造2025

一方面，NI加強(qiáng)培養(yǎng)本土合作伙伴，積極構(gòu)建本土生態(tài)圈：例如此次受邀演講的北京天澤智云就是NI在PHM領(lǐng)域的合作伙伴?；贜I平臺(tái)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，天澤智云為客戶(hù)定制化開(kāi)發(fā)面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域端到端的解決方案，幫助中國(guó)的工業(yè)客戶(hù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的實(shí)時(shí)健康管理與預(yù)測(cè)性維護(hù);

另一方面，NI積極將國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)本土化：NI與同濟(jì)大學(xué)工業(yè)4.0智能工廠實(shí)驗(yàn)室緊密合作，共同建立NI工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室就是眾多案例之一?；贜I在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)采集、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的豐富工程經(jīng)驗(yàn)，雙方還將攜手建立探索智能制造產(chǎn)學(xué)研合作與中外合作的新模式。