據Forrest Research預測,，到2020年，全球物聯網的業(yè)務將是互聯網的30倍,。而工業(yè)物聯網作為其中的關鍵應用領域，重要地位顯而易見,。IoT Analytics認為工業(yè)物聯網在物聯網應用的占比約為25%,，Harbor Research和CISCO則估計為27%左右,。
為順應全球工業(yè)發(fā)展跨入4.0時代，始終致力于提供各種靈活強大,、基于平臺的系統(tǒng)來幫助工程師和科學家提高效率,、加速創(chuàng)新的NI(美國國家儀器，National Instruments,，簡稱NI),，在前不久舉行的“2017第十三屆中國北京國際工業(yè)自動化展覽會”（AIAE）上大秀“全球領先的工業(yè)物聯網監(jiān)測與控制平臺”，從以NI CompactRIO ,、NI SOM(模塊系統(tǒng))為主打的嵌入式工業(yè)控制器,，到以智能相機、圖像采集卡為核心的機器視覺產品,，再到以驅動器與機電,、驅動接口模塊NI 951x為核心的運動控制產品，還有NI工業(yè)觸摸屏和顯示器,，基于工業(yè)物聯網大趨勢,，NI為智能控制、分布式在線狀態(tài)監(jiān)測及設備故障診斷提供了靈活的平臺化解決方案,，以解決全球面臨的重大工程挑戰(zhàn),。
圖1. NI參展AIAE，大秀“全球領先的工業(yè)物聯網監(jiān)測與控制平臺”
從“鏈條最上游”的大數據出發(fā),，NI貫穿工業(yè)物聯網始終
如果將工業(yè)物聯網類比為產業(yè)鏈,，那占據鏈條最上游的即是工業(yè)大數據。NI正是以大數據為基礎,，從“產業(yè)鏈”最上游發(fā)力,，以靈活兼容的軟件以及模塊化硬件形成平臺化方案貫穿工業(yè)物聯網始終。據NI中國技術市場工程師易曦露介紹,，在整個工業(yè)物聯網過程中,，NI在硬件層面為工程師提供穩(wěn)定、靈活的數據采集和控制平臺,，在決策端提供基于云端的狀態(tài)監(jiān)測軟件——NI InsightCMTM ,。
眾所周知，大數據貫穿整個工業(yè)物聯網過程,，無論監(jiān)測,、測試、控制,，還是后期到云端,、決策端的處理，這一切的基礎都是大數據,，而數據采集平臺正是NI最領先,、最突出的產品之一,。此外，將工業(yè)物聯網過程切割到具體的產品端,，整個過程就被細化為產品的完整生命周期,，從前期的設計驗證到后期的量產，NI的自動化測試平臺,、數據采集平臺都可以通過在線實時監(jiān)測,，進行故障預測性維護，保障資產穩(wěn)定運行,，幫助客戶提高生產效率,，縮短生產周期。
圖2. 聚焦大數據,，NI平臺化解決方案貫穿工業(yè)物聯網始終
“NI致力于為工業(yè)物聯網提供基礎架構,，我們既可以實現智能測試，還可以測試通訊協議,，更可以完成工業(yè)領域的設備監(jiān)控,，‘以不變應萬變’正是NI的精髓，而其中的‘不變’就是NI靈活的平臺化解決方案,?！盢I中國物聯網市場經理崔鵬概括道，“當然,，借力生態(tài)圈合作伙伴共同推進產業(yè)發(fā)展也是NI平臺化理念的另一延展,。”據悉,，北京天澤智云作為NI在PHM（Prognostics and Health Management,，故障預測與健康管理）領域的合作伙伴，通過基于NI平臺化系統(tǒng)設計方案,，為客戶定制化開發(fā)面向工業(yè)物聯網領域端到端的解決方案,，旨在通過工業(yè)智能算法引擎與賦能平臺及數據分析服務，幫助中國的工業(yè)客戶實現工業(yè)設備的實時健康管理與預測性維護,。
NI平臺化解決方案“落地”效果凸顯,，大廠案例話事
毋庸置疑，評價解決方案優(yōu)劣的關鍵在于考察它的“落地”效果,。杜克能源的案例堪稱NI解決方案在分布式在線狀態(tài)監(jiān)測及設備故障診斷領域落地效果的最佳詮釋,。據崔鵬介紹，早在5年前,，NI就與杜克能源合作,，著手智慧電廠項目建設，聚焦在智能發(fā)電維護和預測性診斷方面為杜克能源提供了完整解決方案。
圖3. NI幫助杜克能源部署端到端的解決方案
作為美國最大的發(fā)電控股公司,，杜克能源具備火電,、風電,、核電等多樣化能源組合,，同時，海外發(fā)電量遠超美國本土,。因此,，如何在人力資源有限、知識傳承,、設備老化,、技術革新等難題的綜合背景下，實現更智能監(jiān)測和診斷的SmartGen項目,，一直困擾著杜克能源,。基于NI InsightCM?和NI CompactRIO,，NI幫助杜克能源部署了端到端的解決方案架構,，從預測性維護和設備加強管理等維度入手，幫助其實現了60+個電廠的智能監(jiān)測,?！癗I在杜克能源SmartGen項目中歷經5年時間，截至今年,，我們已幫助杜克能源預測到的故障損失折合為成本是3,000萬美元,！而其在這個項目中投入的成本遠小于這部分損失。這也從另一個層面體現了NI的價值——幫助客戶縮減成本,，提高收益,！”崔鵬再次強調道。
不同于狀態(tài)監(jiān)測,，空客公司使用NI模塊系統(tǒng)(SOM)開發(fā)用于未來工廠的智能工具則更多體現了NI解決方案在工業(yè)物聯網中智能控制領域的落地情況,。對于空客公司來說，飛機的制造和組裝涉及數萬個步驟,，必須由操作人員逐一完成,，只要整個過程中出現任何錯誤，就須花費數十萬美元的修理費用,！因此可允許犯錯的空間非常小,，解決這項挑戰(zhàn)，就需要在工具和生產車間系統(tǒng)中添加智能功能,，從而便于管理和檢查操作人員所完成的任務,。借助NI模塊系統(tǒng)(SOM)，空客公司能夠采用NI系統(tǒng)設計方法快速開發(fā)這些智能工具的原型,，從而簡化生產過程,、提高生產效率,。空中客車公司的Sébastien Boria坦言：“我們評估過多個模塊系統(tǒng)(SOM)和嵌入式單板電腦(SBC),，最后發(fā)現沒有一項產品的軟件集成性能比得上NI,。 由于NI 系統(tǒng)設計方法能夠提高生產力，尤其是NI Linux Real-Time和LabVIEW FPGA模塊,，我們估計使用NI SOM的開發(fā)時間大約是其它替代方案的十分之一,。”空客的案例也再次凸顯了NI另一維度的價值——幫助客戶縮減time to market的時間,。
全球經驗轉型中國風,，前沿技術TSN同助陣
隨著中國物聯網生態(tài)環(huán)境日趨成熟，物聯網在工業(yè)領域的應用需求也逐漸升溫,。據預測,，到2020年，中國工業(yè)物聯網規(guī)模在整體物聯網產業(yè)中的占比將達到25%,，規(guī)模將突破4,500億元,。關注中國市場，NI一直努力將全球經驗中國化,。然而不同于國外市場,，中國本土有關工業(yè)物聯網的前期實踐更多源自高校或科研院所,?；贜I CompactRIO，NI幫助鐵科院搭建的牽電接口裝置監(jiān)測系統(tǒng)具有高速的數據采集處理能力,，同時保證了監(jiān)控系統(tǒng)的實時性以及對于觸發(fā)事件實時判斷,，可謂是狀態(tài)監(jiān)測領域全球經驗轉型中國風的經典案例。
而隨著中國本土工業(yè)物聯網意識形態(tài)的成熟,，對于前沿技術的應用幾乎已和國外同步,。例如，TSN（Time-Sensitive Networking,，時間敏感網絡）標準以帶寬高,、安全性更高、互操作性等特性著稱,，同時重點考慮了快速系統(tǒng)響應和閉環(huán)控制應用所需的低延遲通信,。因此，業(yè)界也公認TSN標準的制定將加速工業(yè)物聯網平臺的構建,。中國科學院近代物理研究所正是采用了支持TSN標準的NI CompactRIO 硬件平臺,，結合NI LabVIEW 圖形化編程環(huán)境設計了一個4通道同步采集、單次剖面1ms數據處理的重離子加速器HIRFL束流剖面探測器數據獲取系統(tǒng)。據中國科學院近代物理研究所介紹,，重離子加速器HIRFL是中國規(guī)模最大,、加速離子種類最多、能量最高的重離子研究裝置,，主要技術指標達到國際先進水平,。
基于統(tǒng)一的標準來支持所有設備和機器實現互聯互通，這也是NI為什么會推動TSN標準進行快速落地的原因,?！叭ツ辏琋I只有CompactRIO支持TSN標準,，在今年剛剛結束的NI WEEK上，NI又最新發(fā)布了兩款支持TSN標準的多槽以太網機箱——cDAQ-9185和cDAQ-9189,，通過對時間敏感網絡（TSN）和工業(yè)CompactDAQ硬件的投入,，讓NI在分布式測量領域更進一步?！?易曦露分享道,。
大道至簡，唯“最合適”不破
對于NI平臺化解決方案在工業(yè)物聯網領域的優(yōu)勢,，崔鵬如是總結：“在原型化的探索階段,，NI的解決方案以靈活快速著稱，而對于有特定需求的客戶,，NI又能通過自身或攜手合作伙伴提供方便二次開發(fā),、滿足客戶自定義需求的平臺化方案，因此,，在不同領域,、不同階段，NI都能提供最合適的方案切入,?！被谌蚬I(yè)物聯網的快速進程，客戶需求更多聚焦在定制化和靈活性,，這也推動平臺化的NI解決方案在兼具復雜性及智能化的系統(tǒng)中得到更廣闊的應用,。