【工业物联网】Ruff 率先实现 CNC 设备数据采集 加速工厂数字化转型
CNC 也叫数控机床，是计算机数字控制机床（Computer Numerical Control）的简称，是一种由程序控制的自动化机床。
目前市面上的主流 CNC 包括发那科、Brother、三菱、西门子等等，而当 CNC 运用在工厂中时，往往会遇到一个尴尬的问题：如何进行 CNC 设备的远程运维和保养？
一般来说，设备制造商负责将可使用的高精专仪器 CNC 卖给工厂客户之后，只负责设备的售后故障和维修，而工厂对于这种高技术设备并不能很好的进行维护保养，因此，一旦出现故障就需要设备制造商的参与解决，不仅给工厂造成一定的停机维修成本，也提高了设备制造商的售后维护成本。
因此，CNC 对于工厂数字化转型来说，不可避免又难度重重，最主要的难点则是不同 CNC 设备之间的标准协议不同、传输协议不同，造成在设备数据采集层面，往往会产生大量的技术难度和时间周期。
那么，Ruff 是如何解决难度最高的 CNC 设备数据采集，完成工厂数字化转型的呢？
首先，Ruff CNC 采集是基于 Ruff OS、Ruff 物联网工业网关、CNC 采集协议以及 SaaS 云服务的系统架构，从底层的操作系统到云端的数据传输，都完全打通并且一站式解决。
在方案部署方面，Ruff 采集器基于 ARM ，系统性能强且成本低，例如成本在300-1000元，性能可达到的极限是20ms/次，而按照这个频率最多可以接3个设备。同时方便部署，基于4G/以太网方式，用户无需布线，开箱即用。
目前 Ruff CNC 采集方案支持主流厂商设备，包括发那科、Brother 全系列以及三菱、西门子、海德汉、广数等 CNC 厂商设备。
在终端数据接入层面，SaaS 云服务平台也是由 Ruff 开发的一款设备宝 APP，可以灵活配置支持多业务场景，包括设备厂商、终端工厂、设备租赁方、维修方、代理商等等，让设备厂商可以远程管理自己销售出去的所有 CNC 设备，实时获取设备运行数据和健康状态，从而基于设备的数据和统计，对设备质量进行改进。
图示为 Ruff 实现对发那科的数据采集及接入
其次，对于工厂客户来说，则可以使用 Ruff 设备宝系统，管理工厂中运行的所有 CNC设备及其运行状态、故障记录、产量、良品率、保养、OEE 等生产效率统计分析，让工厂设备可以完全智能化运转。
最后，对于设备租赁方和维修服务方来说，他们可以更好的管理自己拥有的 CNC 设备信息，例如位置信息、使用寿命、保养状态、维修状态等等。
目前，Ruff CNC 采集器运行 Ruff 物联网操作系统，支持向客户提供二次开发的数据接口，用户可以根据自身需求，定制适合自己的接口和数据格式。其次，用户也可以基于 Ruff 提供的 CNC 驱动协议 APP，自己使用 JS 语言快速开发。最后，采集的数据还可以进行边缘技术，大幅降低对服务器的云系统压力及云服务器的成本。
写在最后：
众所周知，CNC 的设备数据采集难度非常高，类似工厂中的机器人数据采集一样，而这种高精专的仪器一般单台成本又很高，远程运维和保养是未来的必然趋势，因此，越来越多的CNC 、机器人设备厂商开始加入数字化工厂的阵列，在降低自身售后成本的同时，提升产品市场竞争力。
霍尼韦尔的新型PLC将数字转型带入控制边缘
智慧工厂研究院
内容摘要
IIoT的发展促进了工业信息基础的发展，其中关键部分包括边缘设备。霍尼韦尔推出了新的边缘控制PLC，被定位为帮助用户利用IIoT功能的解决方案。该产品作为边缘设备，采用OPC UA等开放标准，并提供通用I / O和嵌入式网络安全技术，具有很多优势以应对未来控制器的发展趋势。
IIoT正在改变工业生成、收集和分析数据的方式。数据比以往任何时候生成得都快且多，这要求目前工厂的信息基础设施要有新的发展，新的基础设施的一个关键部分将是边缘设备，其中包括最新一代控制器如DCS、PLC和PAC。除了提供控制功能外，这些边缘设备将利用其贴近工业过程或生产设备的特点，安全地收集、集合和过滤数据。他们还将能够与强大的分析工具进行协作，实时监测异常情况，并发出警报，以便运营商能够采取相应的措施。但问题是嵌入到这些新控制器中的是哪些技术，以及如何将这些新设备推向最前沿？这将是未来控制器的趋势吗？为了应对这些市场趋势，霍尼韦尔过程系统公司推出了新的ControlEdge PLC，这是一个支持IIoT的控制器，可以作为边缘设备来使用。
边缘和IIoT
IIoT的发展已扩展到工业设备、机器、控制器和传感器。边缘计算和分析越来越贴近机器和数据源。随着工业系统的数字化进程，分析、决策和控制功能也在边缘设备、网络、云和连接系统之间重新进行着分配。这些功能最终将落脚在他们最有价值的地方。这使得当今的自动化装置（如PLC）必须有效利用IIoT和边缘计算。
利用边缘计算和分析，在源、传感器、控制器、设备和网关等附近处理数据。这些系统可能不会将所有数据发回云端，而过滤和集成的数据可以用于通知本地机器。边缘系统可以决定发送的内容，发送的地点以及发送的时间。
将智能置于边缘有助于解决工业环境中，如石油钻机、矿山、化工厂等，经常遇到的低带宽，低延迟以及在现场保留关键任务数据以保护IP的需要的问题。
自动化投资必须最大化ROA
工厂通过确保其自动化投资具有可扩展性、面向未来、坚持开放标准、并可以无缝集成到现有资产中，避免“拆除和替换”当前的基础设施，从而进行资产回报率最大化。工业自动化厂商通过提供新的可扩展的支持IIoT功能的边缘设备控制器可以解决这些问题，使面向未来的IIoT解决方案准备就绪，将平台嵌入开放的通信标准，并设计自己的平台，将现有资产与其他DCS，PLC或PAC系统之间的过程或离散应用集成到变速驱动器，这是大多数工厂的现实。
IIoT的出现代表了制造商和处理器的数字转型，将竞争优势的源头从物理机械转移到信息化。设计为支持IIoT的边缘设备控制器提供了一个IIoT就绪的开放平台，使其用户能够更好地利用其资产中的数据，通过构建利用数据，高级分析和领域知识的IIoT生态系统来帮助减少意外停机和非规范生产。
OPC UA嵌入到控制器中
OPC UA是一种旨在以标准化方式在不同控制层上的不同工业控制系统之间交换信息的技术系列。OPC UA提供技术来连接具有更高控制层的现场控制设备。
OPC UA一直被认为是将工厂连接到企业的标准，但是似乎IIoT正作为共同标准使用。OPC基金会通过创建和维护开放式规范来追求工业自动化的互操作性，这些规范将获取的过程数据，报警和事件记录，历史数据和批次数据的通信标准化到供应商企业系统和生产设备之间。OPC的目标是形成从工厂的垂直流动信息到多厂商系统企业的互操作性的标准，并实现不同供应商在不同工业网络上的设备之间的互操作性。使用了嵌入式OPC UA的控制器一定会具有这些优势。
大多数工厂和车间都希望部署IIoT应用，但往往会寻求指导。那些嵌入OPC UA的控制器能够更好地利用车间到企业的通信以及参与IIoT应用。OPC UA将寻找嵌入其他设备的方式，使工业自动化厂商，最终用户，OEM和软件开发商能够轻松进行IIoT开发过程。OPC UA仍将用于维护制造和自动化资产的互操作性，提供规范、技术、流程和认证，以利于实现从嵌入式空间向企业云传递数据和信息的多供应商和多平台间的互操作性。
ControlEdge PLC处在边缘
为了满足市场对数字转型的需求，霍尼韦尔系统公司推出了ControlEdge PLC。霍尼韦尔下一代控制器的这一产品可以利用和支持IIoT。其重点是通过各个级别的流程和业务运营提供连接。
ControlEdge PLC与霍尼韦尔的Experion过程知识系统（PKS）相结合，利用嵌入式OPC UA协议和内置网络安全，将多个厂商的各种装置、仪器、设备和软件进行连接和集成。新的PLC提供通用I / O技术，提供远程配置和后期设计I / O来改变灵活性，并用于所有流程或SCADA系统。通过霍尼韦尔LEAP项目执行方法结合Experion PKS和ControlEdge PLC可提供独特的集成功能。通过一家提供DCS和PLC的公司，它可以支持通用的生命周期和“即插即用”集成，不需要自定义界面。
顾名思义，ControlEdge PLC专注于控制器以及能够连接IIoT的边缘设备。ControlEdge PLC通过利用其嵌入式OPC UA协议实现与多个工业自动化厂商的各种装置、仪器、设备和软件的连接和集成。PLC用于各种工厂应用间平衡，如设备和设备级控制。它是ControlEdge下一代控制器系列的一部分，通过各种流程和业务操作提供安全连接。PLC正在向最终用户、OEM和EPCs提供基础设施应用，特别是全球炼油、石油和天然气、电力、化工和水利行业等。
ControlEdge PLC与Honeywell的Experion DCS结合，通过增强工业设施的网络安全性，减少了集成工作和项目成本，并提高了安全性和可用性。Experion和ControlEdge PLC都可以利用通用的HMI平台，更快地实现现场设备调试和诊断。
由于ControlEdge PLC提供了一个使用OPC UA作为通信协议的IIoT开放平台，用户能够更好地利用其资产的数据。该公司的IIoT技术组合捆绑在霍尼韦尔连接工厂中，该工厂结合了霍尼韦尔的工业专业知识，软件和云技术，更可靠且更有效益地帮助客户运营。
ControlEdge PLC专注于需要对特定PLC应用进行离散控制的流程工业，包括水处理、终端自动化和煤/灰处理等。霍尼韦尔目前正在将传统PLC代码转换为ControlEdge PLC代码，并为等效的CE PLC硬件执行硬件转换。
I / O和网络安全差异化
ControlEdge PLC为用户提供了许多差异化。通用I / O可以使用户更容易适应项目变更，帮助缓解由于项目后期设计投入和变化而导致的延迟。它可以降低硬件要求; 消除从现场直接导致的编组，减少和简化编组和无交叉布线。通用I / O需要的备件少，因为一个通用I / O模块取代了四个标准模块，并有助于降低机柜，基础设施和人力成本。
安全是所有制造商的主要关注点，因为控制系统的安全漏洞可能会对工人和公众造成严重损失。安全漏洞也可能会损坏工厂的资产和设备，造成意外停机带来生产损失。安全漏洞还可能使公司因一些规定而受到罚款、损害公司声誉以及让客户和投资者丧失信心。
这些问题促使制造商要求产品遵守严格的安全标准，例如ISASecure Embedded Device Security Assurance 2010.1 Level 2。Honeywell通过已得到ISASecure L2认证并设计的 ControlEdge PLC解决了这些网络安全问题。它具有CPU上的物理层安全层，可防止更改和加载未经授权的软件。内置防火墙包括嵌入式网络安全技术，帮助减少在控制级别上的服务攻击和信息淹没。这样可以防止控制器和网络超出不必要的流量。
结论
IIoT的出现代表了制造业的数字化转型，将竞争优势的源头从物理机械转向信息化。ARC很高兴看到，霍尼韦尔正在将其ControlEdge PLC定位为帮助用户利用IIoT功能的解决方案。该解决方案可以作为边缘设备，采用OPC UA等开放标准，并提供通用I / O和嵌入式网络安全技术。大多数工厂和车间都希望部署IIoT应用，但往往需要指导才能开始。通过部署ControlEdge PLC，其用户将能够充分利用Edge作为IIoT门户的优势。来源：智慧工厂研究院
人工智能赛博物理操作系统
AI-CPS OS
“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能）分支用来的今天，企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中，利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。
AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能，而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化，这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合，没有颠覆现状的意愿，这些将不可能实现。
领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量，领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位：
重新行业布局：你的世界观要怎样改变才算足够？你必须对行业典范进行怎样的反思？
重新构建企业：你的企业需要做出什么样的变化？你准备如何重新定义你的公司？
重新打造自己：你需要成为怎样的人？要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位，你必须如何去做？
AI-CPS OS是数字化智能化创新平台，设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端，可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系，实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉，形成了领导力模式，使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置：
精细：这种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切，进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。
智能：模型随着时间（数据）的变化而变化，整个系统就具备了智能（自学习）的能力。
高效：企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力，这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
不确定性：数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验，其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域：技术、文化、制度。
边界模糊：数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化，还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。
AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长：
创造虚拟劳动力，承担需要适应性和敏捷性的复杂任务，即“智能自动化”，以区别于传统的自动化解决方案；
对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升，提高资本效率；
人工智能的普及，将推动多行业的相关创新，开辟崭新的经济增长空间。
给决策制定者和商业领袖的建议：
超越自动化，开启新创新模式：利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能，为企业创造新商机；
迎接新一代信息技术，迎接人工智能：无缝整合人类智慧与机器智能，重新
评估未来的知识和技能类型；
制定道德规范：切实为人工智能生态系统制定道德准则，并在智能机器的开
发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践；
重视再分配效应：对人工智能可能带来的冲击做好准备，制定战略帮助面临
较高失业风险的人群；
开发数字化+智能化企业所需新能力：员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说，创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。
子曰：“君子和而不同，小人同而不和。” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能，像君子一般融合，一起体现科技就是生产力。
如果说上一次哥伦布地理大发现，拓展的是人类的物理空间。那么这一次地理大发现，拓展的就是人们的数字空间。在数学空间，建立新的商业文明，从而发现新的创富模式，为人类社会带来新的财富空间。云计算，大数据、物联网和区块链，是进入这个数字空间的船，而人工智能就是那船上的帆，哥伦布之帆！
新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPS OS作为新一轮产业变革的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎。重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。引发经济结构重大变革，深刻改变人类生产生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。
产业智能官 AI-CPS
用“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能），在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能；实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链。
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新技术：“云计算”、“大数据”、“物联网”、“区块链”、“人工智能”；新产业：“智能制造”、“智能金融”、“智能零售”、“智能驾驶”、“智能城市”；新模式：“财富空间”、“工业互联网”、“数据科学家”、“赛博物理系统CPS”、“供应链金融”。
官方网站：AI-CPS.NET
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