主動式數據管理實現物聯網應用的無限可能
研華(Advantech)物聯網平台暨解決方案部協理邱柏毓先生,以「實現物聯網應用的無限可能」為主題進行演說。他指出IoT應用的核心價值在於數據管理,就是商業與辦公室以外的E化。建構物聯網的第一哩路在於跨物端與設備的數據採集,數據管理與應用歸公司MIS管理,而感測器、聯網裝置、機台設備等工業用物端設備(Industrial Things)則往往隸屬於廠務的管理範疇。
要如何聯網連接工業機台/設備,因應機台間有不同的控制協定、格式的接入資料到伺服器的儀表板(Dashboard),導入MIS/IT端時,如何架接、串連資料庫(Database)並實作出大數據(Big Data)分析,他指出從Industrial Things第一階段,先連接Controller based Gateway(如EKI-1224),將藉由RS232/422/485介面擷取的接入資料,轉成TCP/IP based數據流。
第二部份則透過Computer base gateway(如ARK-2121L),安裝研華開發的WISE Agent,可在Windows/Linux、x86/ARM平台去執行,將來自各種不同閘道器所採集的數據流,統一標準物聯網MQTT協定(IBM於1996年為機聯網(M2M)所定義協定)。
第三部份打穿最後一哩路,在後端伺服器技術(Server Based)的系統安裝研華所開發的WISE-PaaS/RMM系統,資料流藉由MQTT上送時先儲存外,並開放為標準Internet的Web Servivce服務——超過100種以上的RESTful APIs,如此可以貫穿所有裝置上的Dashboard到遠端總部,並支援各式的資料庫,以供資料統計、分析、或者做未來的模型預測。
主動式數據管理的物聯網應用實例
邱柏毓播放一段主動式數據管理的實例影片。第一階段有無線CO2感測器、風扇、控制面板,IoT Gateway會依企業當初對各工廠的CO2超標上限做比較,僅超標時才會上傳到雲總部;就像前線指揮官不須鉅細靡遺的交待所有狀況,只須回報關鍵戰況。
WISE-PaaS/RMM會在接受遠端的IT總部允許的監控策略下,發命令到下游的某監測點,打開風扇以降低CO2濃度。例如IT/MIS管控者在儀表板(Dashboard)以觸控式UI介面設定當CO2濃度超過818ppm時,把風扇與控制面板(螢幕)打開,在此架構上,即使與總部的Internet斷線仍可獨立運作。
研華跟IBM合作在Server平台整合了圖形化的數據邏輯流程智能軟體Node-RED Designer,把相關的RESTFul API流程,變成可用滑鼠拖曳的網路服務的真實節點; 研華也把製造業的設備智動化分為1.0~4.0四階段,1.0階段機器都是電子式數據/指示鈕,但數據透過管理員抄寫,傳輸成本非常高且有限;智動化2.0機器開始有微電腦系統在裡面,但資料還是透過人工抄寫或複製;智動化3.0則邁向聯網時代,透過較先進的SCADA軟體做遠程監控,但只能針對特定機器或功能做管控;智動化4.0是以開放平台和IoT Gateway解決方案,則對上中下游的機器的IoT資料做主動式的數據管理,因此數據採集與使用的成本最低。
邱柏毓指出,大多數製造業設備的智能停留在2.0階段,因此研華提供2.0升級4.0解決方案,無論是針對Factory(工廠)、Building(建築物)或Retail(零售通路),都有其對應的升級方案。WISE-PaaS/RMM系統發揮TeraBytes等級的資料儲存、資料管理與閘道管理等功能外,並提供Gateway端的IoT軟體WISE Agent,可以橫跨Windows、Linux、x86或ARM架構,在各式的Gateway上執行各式協定轉換、數據收集與監控代理功能。WISE Agent同時提供完整的軟體開發套件(SDK),可以讓IoT Developer開發出各種資料格式與協議轉換的模組(Handler)功能。
他列舉一個由研華輔導的紡織業專案實例。其廠房有2萬坪,內部屬由貨車載運到各工作站、紙抄寫的生產模式;在研華輔導下,所有貨車與廠房均安裝一年不需換電池的Beacon定位/接收器,監控儀表板以不同顏色顯示每個貨車的停留時間;貨車接近下一道工作關卡時,會自動通知後端系統。
藉由業務樣品內嵌RFID的方式,總部就可以推敲分析業務是否有認真推銷。經評估3,000萬投資成本一年內回收,每年改善秤料流失率6%,操作工從11人降為6人,染色率也提高至90%(+5%)。除了投資效果令人驚艷外,連一般的傳統製造業也可以用非常經濟的成本快速導入IoT應用。
邱柏毓提到,為了協助產業客戶能快速導入IoT應用,研華整合了WISE-PaaS/RMM軟體、完整開發工具包、技術支援、線上培訓服務的「IoT Gateway Starter Kit」方案。針對大型開發專案與長期市場合作的夥伴,也同時推出「WISE-PaaS Alliance合作聯盟計畫」,將研華在工業應用的經驗與技術,協助產業客戶與系統整合夥伴,能夠真正快速實現物聯網解決方案。