1.數(shù)字化是制造的必然

數(shù)字化已經(jīng)是產(chǎn)業(yè)共識(shí)，傳統(tǒng)的物理連接到數(shù)字連接使得制造的協(xié)同出現(xiàn)更多可能，數(shù)字協(xié)同也是美國(guó)IIC、德國(guó)工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025的共同聚焦點(diǎn)，通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，推動(dòng)柔性制造，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制，進(jìn)而提升競(jìng)爭(zhēng)力，贏得全球市場(chǎng)。

圖1-數(shù)字化是全球制造業(yè)的發(fā)展聚焦與趨勢(shì)

2.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值

2.1.資產(chǎn)利用率的提升

IIoT要解決的首要問(wèn)題是提升資產(chǎn)（機(jī)器、產(chǎn)線）的使用效率，這包括對(duì)設(shè)備的有效使用、低維護(hù)成本的需求，以及對(duì)于在個(gè)性化時(shí)代如何連線生產(chǎn)應(yīng)對(duì)“小批量、多品種”的生產(chǎn)協(xié)同需求，并且如何在單位產(chǎn)品上的能耗被精確計(jì)量以及優(yōu)化。

圖2-IIoT價(jià)值用于提高資產(chǎn)利用率

2.2新盈利模式帶來(lái)收入增加

圖3-IIoT價(jià)值增加額外收入來(lái)源

基于數(shù)字化，新的服務(wù)模式如融資租賃現(xiàn)在也變得更為常見(jiàn)，提供分時(shí)的設(shè)計(jì)、產(chǎn)線資源的分享，這些都可以為企業(yè)帶來(lái)額外的收入，而這一切依賴于數(shù)字化鏈條的透明連接，從消費(fèi)、生產(chǎn)到服務(wù)。

2.3增強(qiáng)的服務(wù)和售后服務(wù)

圖4-IIoT價(jià)值增強(qiáng)服務(wù)和售后

為客戶帶來(lái)全生命周期的服務(wù)，不僅是一種自身競(jìng)爭(zhēng)力的提升，對(duì)于機(jī)器制造商而言，這也是新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，通過(guò)更好的預(yù)測(cè)性維護(hù)服務(wù)、工藝優(yōu)化與咨詢、機(jī)器升級(jí)等，這些服務(wù)依賴于數(shù)字化的采集、反饋，另外，還有一個(gè)吸引力的地方在于，它也可以通過(guò)數(shù)據(jù)的反饋來(lái)優(yōu)化機(jī)器的設(shè)計(jì)。

3.邊緣連接與控制

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方式有很多，目前邊緣計(jì)算是一個(gè)廣泛被接受正在全球主流廠商推進(jìn)的IIoT架構(gòu)，貝加萊也是其中邊緣計(jì)算的積極推動(dòng)者。

邊緣計(jì)算是指在物理上介于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與云之間，在服務(wù)上強(qiáng)調(diào)一定實(shí)時(shí)性并解決“策略與優(yōu)化”問(wèn)題，而其基本的功能則在于連接。

圖5-OPC UA是邊緣連接的關(guān)鍵

面對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的復(fù)雜性以及語(yǔ)義互操作的挑戰(zhàn)，OPC UA成為了業(yè)界的共識(shí)，貝加萊在各控制器連接標(biāo)準(zhǔn)上均集成了OPC UA，并且支持MQTT/AMQP的云連接接口標(biāo)準(zhǔn)。

4.數(shù)字化構(gòu)建整個(gè)柔性制造的流程覆蓋

圖6-實(shí)現(xiàn)IIoT的邊緣計(jì)算整體層級(jí)

圖6則以全景的闡述了IIoT的數(shù)字化制造使能層級(jí)與路徑，基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)連接、安全、數(shù)據(jù)融合、歷史數(shù)據(jù)、商業(yè)智能、機(jī)器學(xué)習(xí)到云的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)字化在各個(gè)階段扮演著不同的角色：

貝加萊提供了基礎(chǔ)的連接如OPC UA的總線控制將POWERLINK和OPC UA融合，并在未來(lái)將TSN與OPC UA融合實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的跨平臺(tái)、滿足語(yǔ)義互操作規(guī)范的連接，在嵌入式邊緣控制器層，X20等控制器實(shí)現(xiàn)本地的控制任務(wù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，并通過(guò)OrangeBox、APROL作為邊緣控制器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線、工廠一級(jí)的數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)BI為企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、報(bào)表、趨勢(shì)、報(bào)警的任務(wù)，而通過(guò)MQTT/AMQP等軟件接口與各種第三方的云進(jìn)行連接，并實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)、長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

5.貝加萊落地實(shí)現(xiàn)——OrangeBox

OrangeBox是一個(gè)為“Brownfield”那些老舊工廠而設(shè)計(jì)的IIoT解決方案，它扮演一個(gè)邊緣控制節(jié)點(diǎn)的作用，因?yàn)锽rownfield是大量存在的，而Greenfield在明天也會(huì)成為“Brownfield”。

圖7-OrangeBox功能組合

OrangeBox是一個(gè)“組合”，它借助于貝加萊豐富的軟件、硬件技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠的數(shù)據(jù)采集、連接、處理功能。如圖7。

——OrangeBox的硬件是貝加萊控制器

——軟件則包括了mapp的功能模塊如mappOEE、mappEnergy等

既可以在本地進(jìn)行OEE計(jì)算呈現(xiàn)，也可以提供數(shù)據(jù)給高一層的數(shù)據(jù)應(yīng)用（如MES/ERP，云端服務(wù)）通過(guò)OPC UA Server的訪問(wèn)。

由于有豐富的現(xiàn)場(chǎng)總線模塊，對(duì)于老工廠那些復(fù)雜的總線貝加萊可以連接，而另一方面如果連總線也是沒(méi)有的，豐富的I/O采集模塊可以解決這些問(wèn)題。

圖8-OrangeBox的電子儀表盤(pán)顯示

圖8則以生產(chǎn)的OEE計(jì)算參數(shù)，包括速度損失、浪費(fèi)與返工等的輸入來(lái)呈現(xiàn)設(shè)備與產(chǎn)線整體的性能。

數(shù)字化服務(wù)于制造業(yè)的效率提升，而數(shù)字化需要基于開(kāi)放互聯(lián)，對(duì)機(jī)器、產(chǎn)線進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化建模、才能使能柔性制造。