２０２０年１１月２５日第４卷第２２期
现代信息科技
Modern Information Technology
Nov.2020 Vol.4 No.22
收稿日期：2020-09-28
基于工业互联网的异构设备在线管理平台
张德伟，郑方明，李碧波
（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州  511434）
摘  要：为降低研发型企业实验室管理成本，实现设备故障在线诊断预警和自动计算KPI 指标，提出基于工业互联网的设备在线管理平台解决方案。方案将设备在线管理平台分为设备层、感知层、传输层和应用层四层，通过互联网技术打破各个设备供应商的技术壁垒，实现异构设备数据实时采集传输；同时，将业务管理系统与设备在线监控相结合，进行故障预警和消息推送，自动计算设备开动率，实现单人多机值守，推动智慧实验室建设发展。
关键词：工业互联网；设备在线管理；设备监控；集中监控；智慧实验室中图分类号：TP277；TP391.1
文献标识码：A
文章编号：2096-4706（2020）22-0136-05
Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｏｎｌｉｎｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
ZHANG Dewei ，ZHENG Fangming ，LI Bibo
（Guangzhou Automobile Company Engineering Institute ，Guangzhou  511434，China ）
Abstract ：In order to reduce the cost of laboratory management in R & D enterprises ，realize online diagnosis and early warning of
equipment failures and automatic calculation of KPI indicators ，a solution for an online equipment management platform based on the industrial internet is proposed. The plan divides the equipment online management platform into four layers ：the equipment layer ，the perception layer ，the tran
smission layer and the application layer. Through internet technology ，it breaks the technical barriers of various equipment suppliers and realizes the real-time collection and transmission of heterogeneous equipment data ；at the same time ，the business management system and equipment online monitoring is combined to carry out fault early warning and message push ，automatically calculate the operating rate of equipment ，realize single-person multi-machine on duty ，and promote the construction and development of smart laboratory.
Keywords ：industrial internet ；equipment online management ；equipment monitoring ；centralized monitoring ；smart laboratory
0  引  言
“工业互联网”的概念是由美国企业通用公司在2012年发布的《工业互联网：突破智慧与机器的界限》白皮书中首次提出，是面向工业系统利用互联网技术将设备、数据与人连接起来，实现异构设备与控制系统和信息系统互联互通，形成具备自我改善功能的智能工业网络，是工业与互联网结合产生的结果[1-3]。随着信息技术的应用和“中国智能制造2025”的深入推进，以互联网、大数据和人工智能为代表的新一代信息通信技术和数字化技术与制造业深度融合，正在全方位重构制造效率、成本和质量管控新体系，全方位重塑制造业的生产主体、生产对象、生产工具和生产方式。工业互联网正逐步推进从单机智能到系统智能的转变，整个汽车产业朝向信息化、数字化、互联网和在线化迅速发展。
广汽新能源智能生态工厂具备钢铝车身柔性生产、数字化自主决策、互动式定制和能源综合利用等四大全球优势，被e-works 评为“2020中国标杆智能工厂”，东风装备数字化项目也已进入了2.0的规划和实施阶段，实现了经营管理的数字化，工业互联网已与汽车制造业深度融合，但是在研发型企业尚未得到广泛应用。生产型企业建设工业网络进行现场数据采集，但设备种类单一、同类型设备数量多，设备组网难度较小。
汽车研发机构是技术密集型企业，涵盖造型、发动机、新能源、底盘、电子电器、NVH 、车身、碰撞安全等多个技术领域，同时也是资产密集型企业，所使用的设备具有单机智能化程度高、种类多、品牌多和同类设备数量少的特点，这些特点也导致工业互联网在研发型企业应用案例十分稀少[4]。
按照传统实验室设备管理模式，一台大型设备需要多名操作人员管理，设备运行时间通过手工填写《设备运行手册》，存在记录数据不准确，统计难度大，人力成本高、管理效率低和KPI 指标统计困难等问题。本文设计了设备在线管理平台（Equipment Online Management ），通过工业互联网技术实现研发型设备数据实时采集，对设备进行监控和故障预警，搭建集中监控中心，实现单人多机值守，精确统计设备运行时间，提高设备利用率，降低企业经营成本。
1  设备在线管理平台架构
设备在线管理平台由网络、系统和安全三部分组成。平台的建设难点不仅在于设备结构差异大，而且
各个设备供应所使用的编程语言、软件版本、通信协议各不相同，甚至部分设备的接口协议不开放。在线监控平台的核心是使用互联网技术破除各个设备供应商的技术壁垒，将不同类型的试验台架联网进行数据采集，结合有线和无线网络实现数据实时传输。如图1所示，设备在线管理平台架构分为四层：设备层、感知层、传输层和应用层。
DOI:10.19850/jki.2096-4706.2020.22.037
分布式物联网网关
Node数采主机
设备
1.1  设备层
设备层分为设备本体和前端采集装置两大类各种不同品牌的多台设备
温度、
据指的是由设备控制电脑
上为了实现某些功能安装了很多传感器采集数据动机台架通过编码器
机油压力
加各类传感器采集数据
图2  设备联网网络架构图
数据服务器
应用服务器应用PC 应用PC Wi-Fi APP
设备网络
办公网络
防火墙
一级交换机
二级交换机
三级交换机四级交换机摄像头三级交换机
二级交换机
设备网络
台架监控PC
中间机Hub 台架局域网
Can 卡台架PLC 传感器台架设备
22寸液晶高清显示器
以太网
以太网
急停远程IO 模块
网络数字智
能控制键盘台架设备侧设备硬件
急停PLC
急停信号
总中控台
监控PC
拼接显示屏
中控侧设备硬件
急停信号
安全是工业互联网的基础，不仅影响设备在线管理平台的稳定运行，同时也对试验设备有着重大影响在整个网络时间维度持续写入数据库
图4  设备运行信息监控大屏实时展示图
采用超大屏幕和PC显示器显示的方式集中监控，主要
设备管理保全人员监控、接待参观和对外宣
在监控大屏上展示全院设备设施总体状态，资产管理指
所有数据通过分控中心传输，与分控中心集
可随意切换显示各分控中心的数据。按照区域和设备类
别建立多个分控中心，各个设备分控中心具有设备运行监
设备健康监测、视频监测和气体监测等功能，同时还建
立有能源监测分控中心、消防监测分控中心。各个设备分控
中心建立视频墙和操作台，将设备实时数据和视频信息显示
主要用于监控设备设施的运行数据、试验进度、
设备及试验的具体参数，进行集中监控，实现耐久类实验统
一个操作员可以同时监管多台设备。
移动端实现
设备在线管理平台移动端接入企业移动平台，设备
管理人员无需安装APP即可访问系统，相对比开发Android
，开发HTML5格式的网页版程序成本低，
中国在线编程
（a）设备实时监控（b）设备KPI指标
图5  移动端效果图
（下转143页）
图3  霍山智慧水务运行管理平台展示界面
本文对智慧水务系统的设计思路进行了简单论述，通过智慧水务切实实现水利系统整体工作的优化，能有效地提高现有信息化系统和业务数据的共享水平。智慧水务的建设往往是多种因素相互作用的结果，通过信息化平台的整合，逐步突破现有经验与认知的局限性，改善整体水务建设的科学与过去智慧水务建设相比，防汛、防台、抗旱综合能力将会得到大幅提升，有效提高广大众防汛减灾意识和自在减少灾害损失、确保众生命安全上，发挥
实时监控水利工程运行状况，及时发现工程险有助于保障工程安全运行；提高水资源安全管理能力，推进水资源精细化管理，保障用水安全等。霍山县智慧水务的建设能有效提升水民生服务水平，使社会及公众享受到水
。
参考文献：
[1] 弓勋.城市智慧水务建设存在的问题及改进措施
与房地产，2020（30）：210-211.
[2] 杜昕浩，周璇.基于物联网的智慧水务平台软件设计
工业控制计算机，2020，33（6）：136-137+143.
[3] 刘观生，徐文，吴响容.智慧水务管理系统的研究与实现[J].数字技术与应用，2020，38（10）：131-133.
[4] 李航，林劼，高菱，等.智慧水务中新型自然语义数据可视化方法探索 [J].中国水利，2020（14）：61-64.
[5] 吴宇桐，包鑫如.东部发达城市智慧水务建设探析
境与发展，2020，32（4）：247-248.
作者简介：王才品（1965—），男，汉族
高级工程师，本科，研究方向：水利水电工程建设与管理（1995—），男，汉族，浙江苍南人，学士学位
水电信息化建设与管理。
根据消息推送与通知的重要程度将消息分为三个级别：误入通知，在设备运行中任何人不得打开实验室控，实现单人多机值守变革原有设备管理模式和方法数据共通共享，推动智慧实验室建设发展。
参考文献：

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