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Cloudiip是东方国信自主研发,跨行业、跨领域,集“边缘计算+工业PaaS+工业APP”于一体的综合性工业互联网平台,其基于“大数据+工业”的创新模式,融合了云计算、物联网、大数据、移动互联、人工智能等前沿技术。平台集工业数据采集、接入、计算、存储、服务、开发、应用于一体,为工业企业提供数字化转型、生产管控、流程优化、智能制造等解决方案

★  产品定位

        Cloudiip工业互联网平台由Cloudiip-Link(边缘网关)、Cloudiip-Access(平台接入)、Cloudiip-Lab(平台计算)、Cloudiip-Apps(工业应用集)、Cloudiip-Studio(平台开发)、Cloudiip-Operation(平台运营)、DataScience(数据科学平台)、DataPlatform(数据云平台)、构成,基于Bon-Cloud平台部署(支持阿里云、华为云、百度云等基础云平台),为工业企业提供一站式集数据采集、计算、存储、开发、分析等全企业信息化建设流程解决方案。


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         Cloudiip工业互联网平台的主要价值体现在:

l  工业生产数字化转型:为生产环节的数字化转型提供支撑,通过自主研发、生态合作等方式,为工业企业提供快速、高性价比的生产环节数字化支撑解决方案。

l  工业生产流程优化:为改善现有具体生产环节的生产效率、产品质量等问题,提供高附加值的针对化IT支撑,将解决方案融入生产环节中。

l  工业生产数据分析:集成生产环节的各类数据,建立以分析为目标的企业数据中心,以数据为驱动力,提供可靠的数据统计分析服务,精准控制设计、物料、排产、仓储、物流等环节,以缩短产品生命周期、控制生产环节漏洞、降低生产成本等。

l  工业产品连接消费端:通过连接产品生产数据与产品使用数据,打通消费端与生产端,通过数据分析出消费者的真实消费需求,指导产品研发、生产、销售、服务等环节,用最低的成本满足消费者需求,创造价值,形成闭环。

l  工业产品服务化支撑:将工业企业从生产工业产品转向为提供产品服务。对产品进行实时检测、提供运营维护、故障诊断、性能优化等服务。探索产品租赁、产品在线服务等新型商业模式。

l  工业生态建设

(1)       通过工业PAAS平台,联合生态伙伴,提供品牌、流量、技术支持,在更广泛的工业行业领域发挥影响力。

(2)       通过工业PAAS平台,加速公司自身的项目交付速度,降低项目交付成本,提升交付质量。

★  产品功能

    ▍  强化工业设备连接能力

         自主研发了几十种工业传感器,支持几十种工业协议、边缘计算算法和边缘智能模型的智能网关Cloudiip-Link,形成对设备、软件等各类生产贾素效据的全面采集能力。


    ▍  海最数据处理能力

        以自主研发的行云数据库Cirrodata和Cloudiip-DataPlatform为底层数据服务环境,结台弹性资源管理、行列混台存储技术、大规棋并行化计算等技术,提供工业大数据存储、计算、分析和服务能力,支持PB级关系数据存储和计算,支持千台规棋的集群管理,同时引入BONC-DataScience,实现OT人员自助管理和分析工业数据。


    ▍  提升工业应用开发能力

        平台具有支持传统工业软件快速云化的动态模型引、流程引擎、动态表单工具、开发平台与IDE插件,以及支持构建新型工业APP的强化分析建模工具Cloudiip-Lab、基于多语言跨平台的微服务开发框架、数字双饱胎建模、云仿直引擎与TensorFlow分析引擎。


    ▍  跨行业、跨领域服务能力

        面向冶金、钢铁、电力等行业,及炼铁高炉、空压机等高耗能、高通用性和高价值设备,优化设备管理、研发设计、运营管理、生产执行、产品全生命周期管理和供应链协同等工业应用场景,形成覆盖研发、生产,管理和服务领域的智能制造全面解决方案。


    ▍  安全保障能力

        研发了各类安全防护功能模块及组件,构建起涵盖设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力,实现对工业生产系统全方位的保护。


★  产品体系

    ▍  Cloudiip-Operation产品介绍


        Cloudiip-Operation实现平台的公共功能,平台内部的运行机制规范。作为平台对外集成的唯一出口,统一解决对外的认证、调度、资源能力开放/约束等问题。

        Cloudiip-Operation的产品能力:

l  租户/用户:实现有效隔离的租户管理机制及用户管理体系。

l  鉴权:基于RBAC原理的功能权限管理机制,涉及用户、角色、资源、菜单等。

l  数据权限:围绕组织机构、资产-设备树实现的数据权限管理机制。

l  网关:统一的API网关,负责平台对外的所有接口服务,结合平台的认证及权限体制,实现安全管控和审计。

l  市场:建立平台公共能力运营市场,构建机理模型、工业组件、工业应用、工业服务、资源服务等能力商店。

l  订单:面向市场提供不同种类的订单管理及订单运行流程管理。

l  审计:平台用户视角/接口调用视角的审计功能,涉及运行日志、访问日志、调用日志等的统一采集、存储及查询。

l  集成:平台提供良好的单点登录机制,满足第三方应用系统集成要求。

l  门户:平台提供门户级的展示框架及集中展示的Dashboard

 

  ▍  Cloudiip-Access产品介绍

        Cloudiip-Access产品提供工业设备实时数据、业务系统关系数据、视频等非结构化数据云端接入能力。可提供相关对象的运行监控,并提供实时数据服务。

        Cloudiip-Access产品具备的能力

l  定义:提供统一的网关、资产、设备、属性(数据点)、功能(控制点)、事件定义能力

l  接入:提供基于加密MQTT CoAPHTTP协议的安全数据接入能力。

l  协议:提供数据内容标准协议(Link-Json Link-Binary)解析与封装,支持透传协议(TXT、二进制)解析与封装

l  安全:设备、网关一对一认证;通道TLS加密;数据权限控制

l  反控:双向实时通信+非实时通信(NB-Iot无法实时下行,只支持条件触发及轮询,LoRa可以只是双向实时通信)

l  数据:提供工业时序数据存储策略、数据转发、数据订阅、数据解析(支持数据透传、支持通用点数据先上传再转换,或者不用转换即可用)、数据备份恢复;提供关系数据、非结构化数据通用存储能力

l  设备影子:缓存、模拟、回放真实设备行为。支持应用调试、设备仿真

l  查询服务:提供标准的数据查询服务,涉及时序数据及其实时统计数据;提供关系数据(SQL形式提供,统一管理安全)、非结构化数据的统一查询模式

 

  ▍  Cloudiip-Lab产品介绍

        Cloudiip-Lab是一款物联网的实时计算产品。提供工业设备机理建模、流式数据计算等统一数据计算管理能力。

        Cloudiip-Lab的产品能力:

l  模型驱动:提供基于设备模版、资产模板的计算模型的设计能力

l  模型设计器:提供通用可视化机理建模、数学模型设计器

l  模型管理:工业模型的维护、上线、离线、遗弃管理

l  计算算子:提供不同种类算子,包括数学运算、逻辑运算、矩阵运算、自定义算子等数十类算子

l  自定义算子:提供用户自定义算子开发能力

l  计算调度:提供任务运行调度管理

l  计算引擎:提供流式实时计算引擎

l  SDK:提供模型管理、算子维护等相关的二次开发SDK

l  计算监控:提供模型实时计算监控能力

 

  ▍  Cloudiip-DataPlatform产品介绍

        Cloudiip-Dataplatform产品是一款集成了BEH大数据组件生态、CirroData大数据平台及工业全流程数据治理工具的大数据处理平台产品,旨在为客户提供全局唯一的数据综合处理、服务平台。

        Cloudiip-Data plat form具备的产品能力:

l  工业大数据行业模型

l  全生命周期的数据治理平台

l  CirroData生态数据库产品

l  Hadoop生态产品

  ▍  Cloudiip-Link产品介绍

        Cloudiip-Link是一款实现多种采集协议的解析,并通过Cloudiip-Access-SDK将设备接入到Cloudiip云端的边缘计算产品。

  Cloudiip-Link产品具备的能力:

l  连接网络:2/3/4GWIFI、以太网、zigbeeNB-IotLoRa

l  采集协议:ModbusTCP/RTUOPC-UA/DA、定制协议能力

l  通道协议:MQTTCoAPHTTP

l  通道内容:Link-JSONLink-Binary、二进制(透传)、断点续传

l  边缘计算:数据预处理(数据校验、数据拉齐、升频/降频、量程变换、数据压缩

l  通道安全:设备、网关一对一认证;通道TLS加密;数据权限控制

l  多目标转发:支持企业私有云或公有云同时获取采集数据

l  反控: 双向实时通信+非实时通信(NB-Iot无法实时下行,只支持条件触发及轮询,LoRa可以支持双向实时通信)

l  边缘运维:OTA升级、日志、监控

        Cloudiip-Link支持的接入协议:

l  国际标准(串口)Modbus RTU

l  国际标准(网口)Modbus TCP/OPC-DA/OPC-UA

l  电力行业标准:IEC102/104

l  厂家私有标准:ESD智慧电气

l  IT基础标准:SNMP

l  ……

        Cloudiip-Link产品规格:

l  低成本ARM平台,采集性能最大至3000

l  Windows虚拟机

l  Linux虚拟机


  ▍  Cloudiip-App产品介绍

        Cloudiip-App提供面向工业互联网的业务中台能力,同时按需积累,产品提供了能力形态:标准的、可集成的页面及组合;完备的API及使用说明。

        Cloudiip-App具备的产品能力:

l  标准的设备分析服务,包括单设备的运行健康度、融合Cloudiip-LabCloudiip-DataPlatform的主题数据分析

l  标准的设备监控能力,对设备的运行状态、实时/历史异常情况进行展现,并对外提供接口

l  标准的事件能力,提供原始事件能力的输出;以及逐步提供特定主题的复杂事件过滤输出能力,以支持复杂告警

l  标准的设备组态能力,可以模板为基础对设备的组态进行批量维护和使用

l  知识图谱:围绕资产、设备,结合实际的使用场景,提供主题功能。例如设备的关系、生命周期等视角

l  数字孪生:基于设备组态能力的扩展,具体考虑结合实际的使用场景细化。初步认为是设备所有能力的聚合,提供API接口及主题展现

★  案例

    ▍  智慧工厂

        兴达钢帘线主要业务为钢帘线的生产制造,即:用优质高碳钢制成的表面镀有黄铜、且具有特殊用途的细规格钢丝股或绳。主要用于轿车轮胎,轻型卡车轮胎、载重型卡车轮胎、工程机械车轮胎和飞机轮胎及其它橡胶制品骨架材料。采用钢帘线作为增强材料所制作的子午线轮胎具有使用寿命长、行驶速度快、耐穿刺、弹性好、安全舒适、节约燃料等优点。子午线轮胎是当今轮胎工业的发展方向。

        领导驾驶舱

        整合边缘设备数据、企业运营管理系统(oa)数据,以企业生产制造为核心,聚焦生产、设备、工艺、质量等维度的详实关键KPI指标,实时监测、反映企业厂级各个维度的运行状态,将采集的数据形象化、直观化、具体化。

        二三维监控

        采用Cloudiip-Studio的二维、三位建模技术,结合Cloudiip-Access的统一数据查询服务,对企业进行全景建模,依托现场实际布局结构图,以二维和三维方式直观展示实时监控数据、实时计算报警数据、生产过程信息等

        报警管理

        采用Cloudiip-Lab提供的动态建模和实时数据处理能力,结合生产设备实时点数据,通过预警规则判断,分级分类报警,按照相应用户权限实时将报警信息推送相应人员,构建预警“发现-预警-处理-反馈”闭环管理流程。

        自动漫游

        通过厂区漫游参观者路线,实现厂区全景自动漫游展示。全面展示厂区车间360度范围内的所有景致;依托现场车间设备布局,最大限度的保留场景的真实性,360度环视效果,给人以三维立体的空间感觉。

        断丝预测

        基于Cloudiip-Dataplatform提供的大数据处理能力,基于历史原材料检验值及条码系统断丝情况,进行数据挖掘分析,找出潜在检验项检验值和断丝之间的关联关系。根据原材料检验项及检验值,预测未来原材料的每吨平均断丝次数,为后期原材料使用提供指导作用。

        信息集成

        基于Cloudiip-Operation提供的用户体系和统一认证服务,打通企业各业务系统,消除数据、系统、业务、管控信息孤岛,实现信息互联互通、资源共享,数据业务一体化。利用BI技术,有效整合数据,辅助的企业业务经营决策。使得生产排产计划数字化。

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图 智慧兴达平台案例

    ▍  智慧电厂

  电站集中监测

        依赖Cloudiip-Link和Cloudiip-Access的实时接入能力,通过实时监测首页,将各个光伏电站的总发电量和并网电量等实时数据进行集中展示,并通过各电站的系统图等链接下钻监测其详细运行情况,实现对分公司下属光伏电站运行的统一监视。同时基于Cloudiip-Lab的建模+计算能力,对集团下属的光伏电站的运行情况进行监控,包括:发电量、电网频率以及汇流箱、逆变器和并网柜等设备重要参数的监控,如:汇流箱支路电流、电压、逆变器输入功率、逆变器输出功率等。

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图 天津光伏单站发电功率监测

        电站智能指标分析

        基于Cloudiip-Dataplatform提供的大数据处理能力,以逆变器为单位,计算逆变器的直流输入电量、交流输出电量、输入等价发电时长、输出等价发电时长、逆变器损耗电量等指标,并以图形化的方式进行实时变化和历史变化趋势的展示。

        以并网点位单位,进行五点四段分析,分析各段的损耗情况,基于损耗数据,进行能流分析、PR分析以及电站运行状态分析等,以评估其损耗情况以及电站效率衰减情况。

        以逆变器为最小单元,从最大出力、逆变器效率、发电量、运行时间、性能比等维度,对电站的运行水平进行分析。

        基于历史数据,对辐射强度的预测,根据辐射强度与发电量的关联关系,对未来的发电量进行预测,为电网优化调度提供数据支撑。

        以逆变器为单元,按照逆变器的厂家和型号,进行不同逆变器的对标分析。按照日、月、年统计逆变器效率最高的前10个设备以及效率最低的前10个设备,指导设备选型和采购。

        建立相关性分析模型,在采集历史数据的基础上,对用户关心的关键指标,如:发电量、发电功率等,进行相关性分析计算,挖掘出影响指标的潜在因素,进而指导运维人员采取有效措施,提高各项指标,进而提高电站的经济效益。


        数据建模与算法库

        平台依托人工智能大数据技术,支持常规算法、机器学习以及人工智能算法的快速搭建,以及自定义算法的封装,业务人员通过拖、拉、拽即可完成算法模型的建模过程。算法上载之后,具备自学习能力,能够根据最新数据,对模型进行自训练,从而保证模型的精度。