工业设备物联云平台 技术白皮书 深圳市赛诺梵科技有限公司 目录 2 01 产品体系介绍 02 03 应用案例介绍 关于赛诺梵 01 产品体系 产品体系 4 工业设备物联云平台生态体系 (端) 数据交互组件 Triton (边) 边缘计算服务 Janus (云) 工业云平台 Neptune 设备快速接入平台 便捷的数据传输工具 工业数据收集、处理、决策及可视化 已训练模型快速执行 工业应用发布 深度数据分析、模型训练 体系架构 5 端 边 集中设备 用户现场 (局域网) (移动网) 云平台 (英特网) 专用工控机或服务器 通讯 组件 Triton 云 边缘 计算 Janus 工业设备云平台 英特网 端 离散设备 通讯 组件 Triton 数据 引擎 分析 引擎 应用 引擎 01/01 Triton@Device通讯组件 Triton@Device 通讯组件 7 设备与边缘计算、云平台的通讯信使。是面向设备控制程序开发人员的开发包工具,通过它帮助开发者搭建数据通 道、方便各类设备与边缘端或云端进行双向通讯。 Triton被控制程序所集成,运行于设备的控制器或上位机之上。通过Triton与设备的结合,设备就有了能与外界 “沟通”的能力。 基本功能 1. 设备控制程序<->Triton 数据传输SDK(数据收发) 技术规格 1. 运行平台: 2. Triton<->Janus/Neptune数据收发 WinCE6.0/Windows(x86/x64)/Linux(x86/x64/AR 3. 设备数据处理(格式化、压缩、加密) Mv5/ARMv6/ARMv7/AArch64) 4. 网络异常时的数据缓存再发 5. Shell命令解析执行 6. 文件传输 7. 自动更新服务 2. SDK适配平台: Codesys(2.3/3.5)/Otostudio(2.3/3.5)/C/C++ 3. 最低数据交互间隔:50ms 01/02 Janus@Edge边缘计算系统 Janus@Edge 边缘计算系统 Janus是一套用于设备现场数据管理的专用软、硬件系统。 • 设备数据采集到用户本地,不必实时传输到云端。 • 从云平台下载应用、数据分析模型。数据就地分析、应用。 • 必要的数据定期从边缘计算系统同步到工业设备物联云平台,利用海量数据优化模型,训练完成继续回到边缘 执行。 • 支持多种主流的工业通讯协议,简单配置后即可接入。将现场各类不同的设备接入同一平台。 • 支持设备间使用不同协议进行同一通讯、调度; • 满足设备数据处理的实时性、敏捷性、私密性及高可用。 边缘计算将安全、存储、计算、人工智能的优势从云端拓宽到边缘,通过安全、快速的接入方式兼容不同工 业协议、数据格式的设备,提供低延时、低成本、高可用、易扩展的本地计算服务,并与Neptune中的大数据、 学习模型等结合提供最佳的数据应用模式,打造出云边端三位一体的工业互联网体系; 9 Janus@Edge 边缘计算系统 10 功能说明 1. 多协议接入支持: 第三方应用 Triton/MQTT/HTTP(HTTPS)/Socket(TCP/UDP)/Mod 局域网 bus(RTU/TCP)/CANOpen/HostLink/基于RS485/232 的串口通讯协议 Janus API 2. 自定义编写数据流式处理逻辑 3. 数据持久存储 4. 数据满载处理策略 5. 自定义编写设备间调度逻辑 6. 用户定义数据同步至Neptune 7. 应用市场下载应用 8. RESTful API供第三方应用或系统调用 9. 用户通过Neptune开发者门户开发应用后推送至边缘 (即将推出) 局域网 / 专用线缆 Triton 协 议 适 配 器 云 端 同 步 数 据 持 久 数 据 清 理 消息推送 英特网 Neptune 应 用 市 场 Janus@Edge 边缘计算系统 11 优势 1. 易接入:支持多种工业协议,无需额外开发; 2. 低成本:数据不必实时上传云端,节约带宽流量;不 Janus on 高性能工控机 < 10 设备接入 Janus on 高性能服务器 < 200 设备接入 Janus on 微数据中心单元 < 1000 设备接入 需要建造数据中心,节约建造成本; 3. 高响应:在用户本地网络即可实现数据流转、即时判 断; 4. 高安全:需要连接到云端的数据都由用户自行决定; 5. 高扩展:提供平台API、开发门户,方便与第三方系统 集成或者开发者直接在平台上开发应用; 6. 高整合:按使用场景搭载专用硬件,即插即用。 Janus@Edge 边缘计算系统 – 支持多种协议接入 12 如果您的设备支持以下协议中的任意一种,您都可以在几分钟之内将设备接入到Janus中;事实上,无论是 软件还是硬件,只要协议兼容,均可通过可视化设置接入Janus,接入Janus后,统一变成一个“接入”,实现 “不同物理设备+不同架构软件”统一通讯高度。 • MQTT / AMQP Subscribe或Publish均可 • Modbus TCP/RTU 主站或从站均可 • Socket TCP/UDP Server或Client均可 • HTTP Server或Client均可 • OPC UA Server • 串口通讯 基于RS232/422/485物理接口均可 如果您的设备控制端或者上位机有操作系统(Windows/Linux/MacOS均可),还可以直接运行“Triton@Device 通讯组件”,它能够帮助用户用更简单的方式完成数据交互,并且提供更多的功能。 Janus@Edge 边缘计算系统 – 自定义编写流式数据处理逻辑 设备一旦接入Janus后,即可进行数据双向交互。但很多时候,设备发出来的数据并非直接可使用的数据, 需要对数据进行转换、修改甚至计算后方可供后续的应用来使用。Janus提供了一个基于Javascript语法的数据处 理逻辑编写的工具,数据到达Janus后,立即执行用户编写的逻辑。例: 13 Janus@Edge 边缘计算系统 – 自定义编写流式数据处理逻辑 还有以下更多的数据流式处理应用场景: 14 Janus@Edge 边缘计算系统 – 支持编写设备调度逻辑 15 Janus提供了一套编写设备间数据交互的工具,用户可以根据产线或者设备间协作的需要,设定或编写各方之间 需要交换的数据、交换的条件以及方式等。与“自定义编写流式数据处理逻辑”一样,均采用Javascript语法。 通过这套工具,一方面可以实现柔性的控制调度,另一方面通过Janus作为桥梁,调度中涉及的每一个设备,只 需要和Janus通讯,设备间的通讯由Janus完成,大大降低了逻辑的耦合性,降低编写难度,也提高了可维护性。 两步即可完成调度: 1.设定参与调度的设备 2.设定调度的方向、条件及内容 Janus@Edge 边缘计算系统 – 支持编写设备调度逻辑 16 以下实例涉及: • 一台AGV (Modbus) • 一台CNC1 (TCP) • 一台CNC 2(Triton@Device) 实现以下调度: • 所有设备就绪时,CNC1向 AGV和CNC2发出就绪信号, AGV取料至CNC2处,CNC2设 定为加工就绪状态; • AGV到达指定位置后,通知 CNC2开门; 参与调度的任意一方有数据产生时,将进入调度判断 设定判断成立时的触发方式 设定调度中的发起者 编写调度成立的条件 设定调度中的接收者 编写调度成立时需要传输的内容 编写调度说明 Janus@Edge 边缘计算系统 – 应用市场 设备接入Janus产生数据交互后,除了调度外,利用数据结合具体的行业场景制作行业化应用,提高用户应 用效率才是边缘计算的核心应用。基于这种思路,Janus将连接、数据处理、调度以及其它支撑功能作为平台的 基础功能,与具体设备相关的应用,以应用中心(即App)的形式呈现。 工业应用与消费级应用不同的是,应用必须了解行业,懂这一行的痛点,才能够开发出合适的应用。也因如 此,Janus上的应用需要懂设备、懂行业的用户才能开发。Janus立足于此,打造最好的工具,降低开发的难度和 要求,使用户只需要关注业务逻辑的部分,其它部分均由平台完成。 在2019年,Janus “开发者中心”将全面开发完成,使得用户可以像开发微信公众号一样,通过开发的方式 制作应用App。 17 Janus@Edge 边缘计算系统 – 应用市场 应用示例: 目前在数据、注 塑、机器人、污 水处理设备、制 鞋设备、焊接方 面,平台已经积 累了一定的应用。 18 各类现场应用 19 设备看板 生产工单 OEE分析 工艺文件管理 Janus@Edge 边缘计算系统 – 应用 – 焊接质量分析 20 机器人运行 视觉+AI算法判定焊接质量 焊机反馈 加工过程各环节时间分配 焊机参数设定 Janus@Edge 边缘计算系统 – 应用 – 焊接质量分析 – 效益 3.机器人的关键参数曲线帮助定位机器人是否发生 偏差或故障 21 4.焊机的关键参数曲线帮助定位焊机是否发生异常,有无按设 定值进行加工 1.结果判定更及时准确 不需要人工干预 2.加工过程的时间消耗分析可以清楚指导用户哪些 机器人动作需要进行调节及优化 5.通过机器学习分析参数的设定与加工质量的关系,不断迭代 出最优加工参数,并且进一步形成参数推荐,新工件需要加工 时,推荐出适合的加工参数、方法。 已实施的设备行业 22 数控加工中心(手机玻璃) 桁架机器人工作站(汽车零件) 机器人装配工作站(电子3C) 工艺文件管理 + 刀补参数推荐 工艺文件管理 + 产线自动化 产线自动化 + 质量追溯 激光切割工作站(钣金) 焊接工作站(钣金) 输变电站冷却阀(电力) 物料调度算法 + 产线自动化 质量自动判断 + 参数推荐 + 质量追溯 预测性维护 + 故障诊断 Janus@Edge 边缘计算系统 – 标准API 提供标准、完善 的API文档及接 入指南,进一步 提高平台的集成 度,用户也能够 使用更灵活的方 式运用Janus。 23 01/03 Neptune@Cloud工业设备物联云平台 Neptune@Cloud 工业设备物联云平台 一套用于设备远程数据接入、监控以及应用的云计算应用平台。用户通过Neptune,能够利用设备的静态数据、 动态数据、传感数据及其它系统数据,构建设备远程监控,数据分析模型,智能应用等。 功能说明 1. 支持与Triton/Janus数据双向通讯 2. 对设备进行远程管理 3. 支持用户自定义设备管理方式:静态数据/实时数据/历史数据/图表/表格/远程操作/视频等 4. 支持用户自定义的数据管理:数据触发/数据转换/数据计算等 5. 支持设备云盘:设备的配置文件、工艺文件和其它重要文件可同步至云端,避免损坏或丢失 6. 支持用户自定义的多设备WebSCADA 7. 云端数据持久:设备数据将持久在云端,避免损坏或丢失 8. RESTful API供第三方应用或系统调用 9. 应用市场下载基于设备数据的分析、优化应用 10.用户通过Neptune开发者门户开发大数据分析应用(即将推出) 25 Neptune@Cloud 工业设备物联云平台 26 第三方应用 优势 英特网 1. 云边端缝连接:Triton/Janus/Neptune强大的通 讯机制使得数据在云边端都能以同一方式集成; 设备管理 远程视频 设备数据定义 远程HMI 自定义设备表单 数据触发器 实时数据监控 数据处理器 历史数据统计 数据导出 自定义监控 应用市场 2. 数据安全:数据传输、存储到应用,都配备强大 的安全措施; 3. 亿级设备并发:强大的数据集群可支持亿级设备 数据并发冲击; 4. 优质的数据存储环境:使用光存储集群持久用户 Neptune API 消息 推送 设备数据; 5. 灵活扩展的API:提供开放标准的API,通过API实 现与第三方应用系统的快速集成; 6. 生态丰富的应用市场:以设备数据为基础,由用 户共同参与构建无限可能的大数据应用; 英特网 Janus/Triton 开发者 门户 Neptune@Cloud 工业设备物联云平台 设备远程数据接入、监控: 27 Neptune@Cloud 工业设备物联云平台 设备地域分布管理: 28 Neptune@Cloud 工业设备物联云平台 云端应用市场 29 各类云端应用 30 远程参数设置 远程程序更新 故障工单请求 历史数据诊断 Neptune@Cloud 工业设备物联云平台 应用:三维模型实时运动轨迹+关键数据呈现 31 构建覆盖云边端完整的工业互联网数据体系 32 Path > Offset: 1.5 Path > Offset: 1.5 设备管理者 效益关注者 Industrial Develop & Deploy 通讯组件 Triton 工业设备 API Docs Services Get Started Apply Insights Catalog API 控制工程师 Developer Forums Healthcare Fast & Lean > Offset: Path Path > Offset: 1.5 1.5 Open 边缘计算 Janus Documentation Oil & Gas Industrial Industrial 设备运维 API Docs API Docs Learn Industrial 云平台 Path > Offset: 1.5 Neptune Knowledge Base Develop &Deploy Deploy Develop & Deploy 经营分析 Catalog Catalog Deploy Get Started Get Started Apply Insights Apply Insights 远程服务 Developer Forums Developer Forums 开发工程师 数据科学家 设备专家 API Docs Blog Fast & Lean Fast & Lean Industrial 效益优化 Documentation APIDocumentation Docs Develop & Deploy Open Develop &Open Deploy Services Knowledge Base Knowledge Catalog Base Catalog APILearn Learn Get Started Apply Insights Blog Developer Forums Blog 应用流程 33 拓展阶段 集成阶段 改造阶段 分析阶段 根据目标(如:计算 OEE、能远程查看设备 运行状态等)分析: - 需要接入的设备是 哪一些,有无联网 条件 - 设备需要提供什么 数据才能满足目标 计算 - 哪些数据是设备本 身提供的,哪些是 需要外加 对改造后已具体接入条 根据分析结果,对设备: 件的设备,集成Triton; 设备接入Janus或者 - 接入网络或专用线 Neptune 缆 - 加装传感器 - 加装智能盒子 - 加装工控机 - 更换控制器 应用阶段 对已接入 Janus/Neptune的设 备: - 使用平台功能 - 在平台内开发应用 - 在平台外集成接口、 开发应用系统 增加接入的数据源、累 积足够多的数据样本后: - 在平台使用大数据、 深度学习工具构建 数据模型 - 通过训练集迭代优 化数据模型 !"#$%&'()*+, 34 !"#$ PQ R'3ST UV )F WXYZ [[ %"&' /089 /012345367 :;3<=>? !"() CDEFG /#HI !"#$ %&' JKLG :MNO @ABA *+,./01 ()*" +, -. !"#$%& '()*+, 02 应用案例 智慧矿井提升机 36 改造阶段/集成阶段 分析阶段 短期: 设备发生故障时,智能判断故障可能引起的成因, 矿山控制器 并将解决方案推送到用户现场,用户依推荐方案 尝试解决问题。 中期: 张力传感器 智能盒子 提高解决方案的推荐命中率。 远期: 加速度传感器 能够预测故障的发生并通知用户采取措施。 Neptune 运行状态数据从控制器获取,反馈数据需要增加 相应传感器。 智慧矿井提升机 应用阶段 预测故障成因及 处理措施推送,超过50% 的故障通过此方式解决 37 焊接工艺参数优化 38 改造阶段/集成阶段 分析阶段 短期: 保存每次焊接的加工数据,比对给定工艺参数下 关键加工数据的变化情况,结合结果评价手段找 到数据的异常点。 机器人 控制器 焊机控制器 Janus 远期: 通过大量的加工数据以及加工场景,自动调节加 视觉检测系统 工参数,使得加工质量、速度达到最优状况。 Neptune 焊接数据应用 焊接质量分析及工艺参数优化 39 应用阶段 快速定位到异常点 CNC产线OEE提升 40 改造阶段/集成阶段 分析阶段 实现产线上所有设备的通讯交互,借此减少人员 投入,缩短响应时间,减少人为因素所引起的错 传感器 CNC 误;减少各个子系统间的数据传递延时及提高正 确性; AGV 反馈设备真实的OEE,以辅助采用正确的提升手段。 Janus 检测系统 Neptune 传感器 机器人 控制器 刀补模型优化 CNC产线OEE提升 41 弧宽:3±0.05mm 边缘厚度:0.4±0.05mm 实际测量 设计尺寸 产品质量 统一输出 效 益 英特网 工业云平台 迭代优化模型 边缘计算 根据模型迅速计算结果 设备OEE 模型更新 人员数量 协议转化 局域网 4类机床 3类专用协议 Modbus RTU WebService HTTP Modbus TCP RS485 MES/ERP 第三方信息系统 CNC CNC 检测仪器 AGV 传感器 03 关于赛诺梵 -./01 !" 赛诺梵是进入“深圳市宝安区工业互联网产业生态供给资源池”的工业互联网平 台企业,致力于将工业互联网技术应用到工业领域,打造最具工业基因的工业互联 网数据应用平台,帮助中国制造迈进智能制造时代。赛诺梵参与多项国家重点研发 计划项目,参与全国工业机械电气系统标委会“数控装备互联互通”系列国家标准 的制定工作。公司核心产品Neptune@Cloud云平台结合了边缘计算和云计算等技术, 提供面向设备制造商、设备服务商和设备使用者的设备及设备数据管理和应用的深 度服务。 2016年由国内知名运动控制及自动化高科技企业固高科技投资,赛诺梵结合固 高科技的工业控制核心技术,从工业设备的底层控制切入,形成工业设备数据的产 生、传输和应用的闭环。 赛诺梵目前已经拥有自主知识产权20余项,高级人才20余人。 品牌定位 公司愿景 公司使命 最具工业基因的 工业互联网数据应用平台 成为信息技术和 工业技术融合的引领者 以信息技术和数据为工 业创造新活力 应用客户 44 富士康 康宁公司 弗兰卡 科赛机电 埃夫特机器人 博创机械 天机机器人 仨联自动化 台湾新汉 固泰科自动化 45 谢谢您的观看 谢 谢FOR 聆 YOUR 听 THANKS WATCHING 深圳市赛诺梵科技有限公司