引言：目前,，由于AI、5G等新興技術(shù)的加持,，全球工業(yè)4.0進程加快,。埃森哲報告稱，到2030年,，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)將為全球經(jīng)濟價值增加14萬億美元,。NI在工業(yè)領(lǐng)域深耕多年，一直在通過強大的生態(tài)圈為客戶提供更好的解決方案,。在11月14~15日于上海舉行的NI（National Instruments）年度用戶大會NIDays Asia上,，“智”造行業(yè)的頭部企業(yè)Bright Machines和工業(yè)富聯(lián)的演講嘉賓分享了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最佳實踐，通過專家的分享,，我們不難發(fā)現(xiàn),，自動化與智能化是未來兩大發(fā)展方向，而數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析則是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)商業(yè)價值的關(guān)鍵,。

NI與Bright Machines攜手打造軟件定義的智能制造平臺

　　工業(yè)制造向智能制造轉(zhuǎn)型已是大勢所趨,，如何面對轉(zhuǎn)型過程出現(xiàn)的自動化系統(tǒng)的交付周期長、自動化系統(tǒng)的定制化問題,、生產(chǎn)測試中產(chǎn)品類別多及產(chǎn)品功能多樣性的挑戰(zhàn),，已經(jīng)成為業(yè)界普遍關(guān)注的焦點。

　　舊金山創(chuàng)企Bright Machines致力于解決工業(yè)自動化的問題,，目前已經(jīng)推出了顛覆傳統(tǒng)模式的軟件定義的智能制造平臺,，其核心是微工廠（Microfactory），由硬件平臺Bright Robotic Cells和軟件平臺Brightware組成,。微工廠如何運轉(zhuǎn)呢,？Bright Machines區(qū)域自動化測試部高級總監(jiān)高金波表示：“針對不同的產(chǎn)品，我們只需要在硬件上定制化和產(chǎn)品相接觸的這一部分,，然后在Brightware的軟件菜單里配置微工廠所需要執(zhí)行的功能,，接下來把不同功能的微工廠連接在一起，最后可形成一條完整的生產(chǎn)線?！?/p>

　　Bright Robotic Cells的層級分為第0級到第4級,，其中，層級1是整個測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)加上通用的測試資源,，層級2是針對某些特定應(yīng)用的測試設(shè)備,，這兩級決定了整個系統(tǒng)的靈活性和測試能力。高金波指出：“在這兩個層級的配置中,，我們決定采用NI的PXI系統(tǒng),。此外，數(shù)據(jù)采集,、現(xiàn)場可編程,、自定義接口等方案都集成了NI的測試設(shè)備?！?/p>

　　圖1：Bright Machines微工廠硬件平臺

　　軟件定義的力量如何體現(xiàn),？高金波解釋道：“在微工廠軟件平臺中，Bright Machines把底層的設(shè)備驅(qū)動和插件抽象化,，用統(tǒng)一的格式來編寫抽象化庫,，在頂層會編寫一個統(tǒng)一的用戶界面。針對不同產(chǎn)品的測試,，不需要傳統(tǒng)的寫代碼,，只需要從抽象化庫里選擇所需要的功能模塊，即可完成整個測試過程,?！?/p>

　　圖2：Bright Machines微工廠軟件平臺

　　在上面這個案例中，NI分布式系統(tǒng)管理的應(yīng)用軟件SystemLink是微工廠軟件平臺的重要部分,，Bright Machines可以通過SystemLink有效管理分布式節(jié)點和批量部署和升級軟件,。同時，SystemLink也是NI兩大旗艦產(chǎn)品之一,。在NIDays Asia上,，NI大中華區(qū)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與人工智能行業(yè)拓展經(jīng)理郭翹解讀了SystemLink的三大新增模塊的功能與意義：

　　管理模塊可以很方便地查看產(chǎn)線所有測試設(shè)備當前在線、離線和校準的情況,，還可以查看過去一段時間每臺測試設(shè)備使用率的情況,。該模塊不僅支持所有NI的硬件產(chǎn)品，也可以支持所有基于Windows操作系統(tǒng)的第三方硬件設(shè)備,。

　　測試模塊匯總了所有測試機臺的測試結(jié)果,，以最直觀報表的形式展現(xiàn)測試人員最關(guān)心的KPI。通過觀察過去30天每臺測試設(shè)備的直通率的情況,，測試人員可以作出未來產(chǎn)能變化的預(yù)判,，然后提供有效的信息給產(chǎn)線工程師,，幫助他們在產(chǎn)能發(fā)生異常時進行快速地跟進分析。

　　數(shù)據(jù)模塊：使用 TDM Data Finder 模塊縮短搜索數(shù)據(jù)和開發(fā)報告的時間,；

　　圖3：NI分布式系統(tǒng)管理的應(yīng)用軟件SystemLink

　　Bright Machines設(shè)計出了五種標準化測試平臺，包括多功能測試,、射頻測試,、音頻測試、聲學測試,、安全性測試,。這些平臺在市場上得到了一致好評，其優(yōu)勢可以總結(jié)為三點：

　　交付周期更短：傳統(tǒng)測試系統(tǒng)的交期一般在三個月以上,，Bright Machines可以在四周之內(nèi)完成整個系統(tǒng)的設(shè)計和架設(shè),；

　　資金投入減少：Bright Machines可以保證80%以上的硬件資源和軟件資源在不同的產(chǎn)品之間相互復(fù)用；

　　系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜降低：基于Bright Machines靈活的平臺,，可以極大地簡化整個系統(tǒng)設(shè)計和加工流程,。

　　在NI與Bright Machines的合作過程中，NI的自動化測試理念已經(jīng)成為Bright Machines Softly Different Manufacturing 的重要一環(huán),，Bright Machines通過自身的技術(shù)創(chuàng)新和NI平臺化的理念結(jié)合在一起,，來保持其在行業(yè)中持續(xù)的領(lǐng)先地位。

工業(yè)富聯(lián)熄燈工廠與霧小腦X NI數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng),，這樣玩轉(zhuǎn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展先進制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施,，是智能制造的核心技術(shù)之一。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院專家測算,，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2018年規(guī)模約為5313億元,，2023年將達到萬億元規(guī)模，待發(fā)掘空間巨大,。提起中國工業(yè)制造,，繞不開的是“中國制造”名片——工業(yè)富聯(lián)。

　　在工業(yè)富聯(lián)從代工（代替別人制造加工）向“帶”工（未來帶領(lǐng)全球的制造往智能化方向發(fā)展）轉(zhuǎn)變的過程中,，“熄燈工廠”是其引以為傲的成就之一,。熄燈工廠并不只是無人而已，關(guān)鍵是如何利用監(jiān)測和預(yù)測性分析的技術(shù),，把過去不可見的問題可見化,。

　　熄燈工廠中導入了OT、DT,、AT和PT關(guān)鍵技術(shù),，富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)首席數(shù)據(jù)官劉宗長表示：“我們跟NI在DT的領(lǐng)域中有許多的合作，NI軟硬件一體的設(shè)備給我們提供了大量的幫助,，尤其是在快速地搭建狀態(tài)監(jiān)測測試床,、產(chǎn)品原型驗證等方面,。”

　　通過NI的監(jiān)測設(shè)備采集到關(guān)鍵有效的數(shù)據(jù),，進行系統(tǒng)分析,，從而對可能遇到的問題做出預(yù)測性的分析。劉宗長現(xiàn)場分享了一個預(yù)測分析成功應(yīng)用的案例,，在精密加工領(lǐng)域,，工業(yè)富聯(lián)可以將刀具的磨損程度和壽命這兩個不可見的因素可見化。劉宗長說道：“我們將超過百種真實失效模式的現(xiàn)場數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果結(jié)合,，掌握了表征失效的關(guān)鍵參數(shù),。在數(shù)據(jù)采集方面，我們采用了NI的CompactRIO,、電壓和振動采集模塊,，在測試過程中，把我們的數(shù)控系統(tǒng)與CompactRIO相連接,，將不同采樣頻率的數(shù)據(jù)進行對齊,，保證在Fog  AI霧小腦上面的數(shù)據(jù)上面是規(guī)整的，并且是可用的,?！?/p>

　　劉宗長進一步解釋道：“在Fog  AI  中我們也使用了NI提供的一些測試套件，保證我們能夠規(guī)?；墓芾硪粋€車間當中數(shù)量龐大的測試硬件和運算分析的程序,。然后，我們會進行信號處理和特征提取,，再把這些數(shù)據(jù)上傳到云端去做分析,，從而預(yù)測刀具的壽命和異常?！?/p>

　　圖4：工業(yè)富聯(lián)數(shù)據(jù)采集方案

　　基于NI的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，工業(yè)富聯(lián)搭建的測試平臺做到了減少成本，提高經(jīng)濟效益：刀具成本下降了16%,，產(chǎn)品不良率降低了3‰,，意外停機時間減少了60%。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)價值變現(xiàn)的一個重要方式就是“利用數(shù)據(jù)”,，但是工廠的數(shù)據(jù)監(jiān)測普遍存在線纜布設(shè)成本高,、現(xiàn)場施工復(fù)雜的挑戰(zhàn)，為幫助工程師降低運營和維護成本,，NI全新發(fā)布了即將在中國上市的無線監(jiān)測產(chǎn)品,，其中包括一個12通道的無線數(shù)采產(chǎn)品，通過連接已有的傳感器信號,，無線模塊每天定時會將采集的原始波形發(fā)送回數(shù)十米以及上百米開外的網(wǎng)關(guān)設(shè)備,。還包含了一顆無線傳感器的產(chǎn)品,，完全擺脫線纜的束縛，在軟件方面則有InsightCM軟件助陣,，無論采集的原始波形還是提取的特征都可以匯總到InsightCM的服務(wù)器,。其獨特的便捷性體現(xiàn)在僅僅需要打開網(wǎng)頁便可以進行后續(xù)經(jīng)驗的判斷以及預(yù)測性維護、算法的研發(fā),。

　　圖5：NI無線監(jiān)測設(shè)備

　　兩個案例的卓越成效顯示了NI軟件定義的平臺的領(lǐng)先性,，工業(yè)領(lǐng)域一直都是NI關(guān)注的重點，未來NI還將進一步加強與合作伙伴的合作,，打造更強大的生態(tài)系統(tǒng)。