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如何支持企业快速建立数字双胞胎身体

时间:2023-03-05 17:18:32 网络应用技术

  摘要:华为云IOTA服务的详细说明如何帮助IoT数据开发人员快速实现IoT数据值的实现,并带您练习一组工业互联网解决方案。

  在文章开始之前,我们将向标题中的名词解释:

  通过上述解释,我相信每个人都对标题的内容有一定的了解,并使用我们今天要介绍的内容。接下来,我们输入主题。

  回顾人类历史,我们成功地经历了三场工业革命:

  第一个是蒸汽机时代,它创造了一个机械代替体力劳动的时代。第二个是电气的时代,自然科学的发展和工业的紧密组合,而科学在促进生产力方面发挥了更重要的作用;在信息时代,科学和技术的速度直接生产率迅速加速了。

  今天,我们已经迎来了第四次革命,即工业4.0:智力时代。并建立一个具有同质和大规模成本的异质定制行业。

  作为新一轮的工业革命,行业4.0的核心特征是互连。Industry4.0代表了“ Internet+Manufacturing”的智能生产,并培养了许多新的业务模型,这可以真正帮助实现“ C2B2C”业务模型。

  目前,每个人仍处于“工业4.0”的探索阶段。许多工厂已经开始具有自己的聪明转型。例如,通过构建应用程序,可以将收集的数据可视化并讨论最大数据值。但是,在此实践过程中,问题继续出现,例如:

  1.数据/信息岛,烟囱排列

  1)应用程序更独立,缺乏统一的标准。

  2)企业数字资产解放分配,高维护成本和低使用效率;

  2.应用程序缓慢,时间 - 耗费和劳动力密集

  1)重复轮子,每个应用程序都有很多重复的工作,浪费人力资源,并需要时间;

  2)数据的处理量很复杂,并且缺乏统一的建模,从而导致原始数据的重复处理;

  3.高数据分析阈值

  1)数据利用率较低,大量数据受到限制,并且没有充分利用。价值开采只是冰山的角落。

  2)关键原因:业务情况尚不清楚,数据开发技术具有很高的阈值,缺乏良好的数据平台;

  可能导致上述关键问题的原因之一,我们认为这可能与软件开发的分层解耦有关。

  您为什么说“软件开发没有达到足够的分层解耦”?

  让我们比较传统的软件开发过程和华为云IOTA模型。传统软件开发过程中有两种模式:

  模型1:应用独立的结构。

  1)缺乏整体计划的一半,每个应用程序都是独立部署,根据业务需求收集和使用数据

  2)低效率,例如重复的收集数据,对生产产生了很大的影响

  模式2:基于采矿平台的数量

  1)开始考虑统一数量的采矿平台,专业人数收集团队完成了尽可能多的数据收集,并在集中开放统一的开放性;

  2)总体效率得到了提高,但是数据的使用仍然是独立的,没有实际集成,并且应用程序之间的数据处理仍然有很多重复的工作。

  那么,华为云如何解决这个问题?目前是数字双胞胎的时候了。

  通过上图中的模型,它可以带来:

  更全面的情景认知能力:

  1)统一的数字建模语言,语义层互操作性

  2)基于图形/模板的建模开发环境,效率提高40%

  3)强大的模型计算引擎,最大支持1亿个模型节点,无缝连接AI,智能扩展

  广泛的身体感知能力:

  1)10+主流天然协议,60+标准协议

  2)云边缘协作,协议插件自定义扩展

  3)模块预集成的SDK,云称为Shangyun

  通过一一将物理对象数字化,应用程序和物理设备之间的相互作用被转换为应用程序和数字twin互动。- 级别的物理设备或物理接口以及数据建模部分的工作被发送到“统一的双胞胎”在物联网“层”模型的“统一双胞胎”模型中,已完成。

  接下来,我们将介绍一些“双重模型”相关的概念。

  数字双胞胎:从广义上讲,它是由物理对象,数字镜和交互式系统组成的系统,以及狭窄意义上的物理对象的数字镜。

  数字双胞胎成熟度模型可以分为五个阶段:数字,互动,先知,远见和智慧,并超过了现有数字,互联网,仿真,大数据,人工智能,云计算等的任何概念。

  1)数字:物理世界中的对象通过数字建模获得数字模型;

  2)交互:在数字对象和物理对象之间,信息和数据实时传输以生成交互式效果。例如,您可以将一些控制命令发送到设备(打开街道灯);

  3)共同政府:这是可以共享智慧和进化的多个数字双胞胎之间更高级的表现。

  物联网领域中的数字双胞胎:数字世界中物理世界的真实时间准确映射以及数字双载体是通过定义模型和收集相关数据来构建的。

  基于上述概念,我们将介绍数字双胞胎应用程序方案。数字双胞胎是一种通用技术,它正在成为该国数字化转型并支持社会中各个行业的数字化转型的新方法。下表是核心应用程序场景和数字双胞胎的价值:

  以“智能工厂”行业为例,该行业的主要公司正在开发数字双胞胎。在开发设备的过程中,数字双胞胎也同时开发同时,依赖于 - 位置收集数据并与对双胞胎的分析相结合,它可以提供价值添加的服务,例如产品的故障分析,故障预测,远程管理等。在最终竞争中。

  工厂数字双胞胎由两个部分组成:制造数字双胞胎和产品数字双胞胎。

  制造数字双胞胎:

  定位:工厂制造过程的数字图像可以实时反映工厂的制造过程;在制造过程的统一绘制后,不同的应用程序可以根据统一的语义语义进行交互。

  建模内容:生产设备,生产线,生产过程,质量缺陷,物理结构等;

  产品数字双胞胎:

  定位:从工厂工厂工厂生成的各种数据,组织生产过程,并通过数字主线与数字主线连接的能力保留产品设计阶段的数据;

  建模内容:产品的各种属性,生产过程数据,质量数据等。

  整个工厂的数字双胞胎背后得到了各种模型的支持:

  要从自下而上总结,您可以看到:设备模型,生产线模型,流程容量模型,质量缺陷模型等,然后向上是设备故障预测模型和设备物理/结构模型。到不同的用法场景。

  那么,这样的模型如何设计和降落?

  我们需要记住一个句子:在为物理世界构建数字资产模型时,我们必须首先定义资产模型,然后创建资产。

  物联网字段中的数字双胞胎包括两个部分,一个是模型,第二部分是资产。如何理解这两个概念?该模型等同于班级的班级,即类别。类是静态的。并定义了一些抽象的东西。

  资产实例等于面向对象的实例对象中的对象,也就是说,创建一个以创建对象并使用它的类。

  从模型中看,它分为属性和分析任务。分析与类成员方法的任务类比,并定义某些属性的某些逻辑。

  特定于属性可以分为三种类型:静态属性,测量数据属性和分析任务属性。在同一时间,分析任务也可以分为三种类型:转换计算,聚合计算和流量计算。

  说这么多,华为云IOTA服务有什么影响?

  由SMT生成的模型制作的演示:

  上图是SMT补丁生产线。SMT实际上是PCB板的生产过程。所有电子产品均包括iPad,手机和其他相关产品,这些产品与此过程是不可分割的。

  从演示中可以看出,中间有三个生产线,当前的真实时间设备和生产线OEE指标可以在左侧看到。

  中部是生产线设备,可以操作的操作是:

  在右边,您可以在过去几天或小时内看到设备的列。

  否则每个人都会被前面提到的OEE感到困惑,那么OEE是什么?

  OEE,即综合效率效率。从一般来看,每种生产设备都有其自己的理论能力。为了达到这种理论能力,必须没有干扰和质量损失。

  计算OEE时,它将涉及3个维度:

  那么最终的计算公式是OEE = [时间利用]*[绩效利用]*[资格率]*100%,这是测量设备全面操作效率的关键指标。其中的关键指标。

  一般而言,OEE在国内制造商中的价值不会太高,通常只有70%,或80%,甚至更少甚至40%。

  对于整个IoT数据分析服务,它通常如何执行数据处理分析?

  请参阅上图:

  第一步是数据管道。我们通过数据管道连接数据,同时,本地将备份;

  第二步是对设备进行建模。

  第三步是建立设备资产;

  第四步是实例模型之后的模型,并且数据涌入,通过设备资产分析分析了该计算引擎,以完成实时计算的相关分析任务;

  第五步是将数据存储在物联网内。

  步骤6,通过API向第三方打开此数据。

  接下来,以实际SMT生产线的打印机为例,以结合如何配置和设计模型的先前概念。

  整个图可以分为两部分。左侧是整个数据引入的几个维度,以完成相关的模型概念大纲。右边是生产印刷设备的实际信息。

  早些时候,我们有一个常规介绍属性分为3个类别,但是对三种相关信息没有具体的解释。在这里,我们将添加:

  静态配置属性。这种属性不需要设备报告,也不需要发生变化,例如产品模型,设备类型等。

  测量数据属性,测量数据属性需要设备报告。总的来说,数据分析无法得到数据,并且系统的数据需要系统。包括在设备上报告的属性,它也可能包括第三次读取的属性- 方业务系统。该系统认为它是测量属性;

  对任务属性的分析,在报告数据后需要进一步计算此类属性。

  同时,分析任务也分为3种类型:

  转换计算:对于一个简单的示例,假设它包含两个属性A和B,我们要求在此过程中,A+B = C,这是一个转换计算。转换属性要求是真实的 - 时间和AB的两个值的数据时间戳是相同的。

  聚合计算:折扣是时间维度的计算。假定需要过去五分钟的平均温度。如果将设备报告给数据一次每五秒钟一次,则您需要在五分钟内平均进行所有报告数据的平均值,这相当于以相同的方式,这相当于平均水平,这相当于AT平均值等效于平均值,等同于平均值。在时间维度下进行汇总操作;

  流计算:流计算主要用于相对复杂的场景。当逻辑无法用简单的if/else表示时,需要计算流程。例如,当资产报告给许多参数时,系统需要通过这些参数来计算结果并返回资产,因此角色其流量计算等效于计算器。流的功能非常强大。在工厂的数字模型中,可以实现大多数方案,例如滑动窗口,数据过滤,添加属性等,这是一种相对常见的能力。

  下图是与OEE相关指标的配置。如果您有兴趣,可以去演示实际检查:

  在这里,让我们重点关注资格率。资格率= [合格的输出数量]/[输出数]*100%。在表中,“ ts_sum”表示时间测序,也就是说,可以将输出求和在例如,时间范围在五分钟内总结输出。其他指标的计算方法类似于资格率,因此我不会一一详细介绍详细信息。

  使用资产和设备,我们可以建立生产线模型。

  生产线模型与设备模型的想法一致,但是有一些特殊点,例如生产线具有生产线的名称,但生产线不是实际的物理设备。这只是一个虚拟概念。因此,它是测量数据属性。但是,它可以定义相应的分析任务,例如计算时间利用率,绩效利用率,资格率和出生线的OEE。

  可以通过分析和计算获得上述属性,但是获得的数据来自生产线以下设备的数据。因此,相应的分析任务定义过程与设备完全相同,但是计算了唯一的值。这是设备下方的子设备数据后积累计算的结果。

  以上是生产线的建模过程。与生产线模型一样,您可以构建另一个工厂模型。工厂模型可能相对简单。填写一些需要配置的属性参数。

  借助设备,生产线和工厂的三种型号,您可以建造整个数字工厂。

  从上图可以看出,建造数字工厂实际上非常简单:

  首先,基于工厂模型,父级资产-SMT工厂;其次,可以在下面的子资料中添加它,例如第一生产线,我们可以称为SMT生产线1,然后形成第二个生产线。这两个生产线的资产是根据生产线模型;最后,可以在子公司(例如雷雕刻机,打印机,补丁机和其他子设备)下继续添加资产(设备)。在整个过程之后,我们可以构建整个工厂的数字模型。

  请注意,资产的数量如何取决于公司自己的业务需求,并且没有具体的原则框架。

  基于实际生产线设备,实时报告了数据,数字双胞胎模型和数字双胞胎背后的资产数据计算引擎可以在SMT工厂和数字世界中的设备中构建生产线。

  整个数字工厂都是建造的,并且在控制台中存在以下情况:

  这是一个编辑过程。在左侧,您可以看到工作台的布局,您可以看到每个设备。要点,您可以看到其中一些属性的详细定义。您可以通过右上角的释放按钮。发行版后,您可以记录整个资产数量的操作。直接运行后,您可以实时响应以计算一些数据。

  上图可以看到,在整个资产运行后,单击某个生产线。可以实时显示生产线右侧实时计算的数据,也就是说,可以实时监视整个资产的预警。

  除上述数据显示模式外,数据还可以显示为折叠图,热图,曲线图等。根据业务需求。示例图如下。

  如果您想体验建立生产线模型的过程,则可以转到华为云物联网数据分析服务(https://www.huaweicloud.com/product/product/iotanalytics-platform.html)。在“常规布局”页面的指导下。

  我将向您介绍一门课程,Ruisa与华为共同创建了数字化学工厂课程。本课程主要帮助开发人员基于开发委员会实现从设备层到应用程序层的终端开发过程,从而结束了最终体验整个数字工厂的开发。

  从上图可以看出,整个课程涉及设备层,边缘层,网络层等中涉及的多层体系结构。

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  1)基于数字双胞胎建模,您可以实现生产线的资产建造建模,请尝试计算生产线的OEE索引;

  2)基于拓扑应用程序,可视数据可以使用生产线的3D建模。

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  1)100,000 TPS设备是安全且稳定的,100,000 TPS高且可靠的通信;

  2)完整的链接日志分析和消息跟踪,真实的时间监视和设备状态的感知,灵活的自定义业务指标警报。

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  1)联合合作伙伴务虚会,提供定制的开发版本,模拟生产线设备的数量和PAN -COSSIATIOT的学术;

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  本文分享了真诚的Yunyun社区,作者:Qiming。