iNeuOS 自主可控工业互联网平台，为中小企业提供全新解决方案

1.时代背景

2020年两会把“新基建”作为未来发展的战略目标,包括:5G基建、工业互联网、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车及充电桩、大数据中心、人工智能这七大领域。这些领域的发展,也会带动民邻域的发展。

然而,我们看到,从美国打压中兴、华为等中国科技企业,到最近限制中国高校使用MATLAB软件,从贸易战到科技战,事实证明科学技术是有国界的,图谋限制中国继续发展。计划使用开源软件作为替代方案,但是又受开源协议的限制。所以,对于“新基建”的发展,我们必须有自主可控的软件平台。

“新基建”并不是只有大企业可以做、只服务于企业,我国中小企业的数量达到3000多万家,占企业总数90%以上,贡献了全国50%以上的税收、60%以上的GDP、70%以上的技术创新成果和80%以上的劳动力就业,是我国经济的重要组成部分,撑起了我国制造业发展的“半边天”。在国家产业结构调整和脱贫攻坚战的进程中,中小企业的数字化转型之路也是必由之路,“新基建”的发展也为中小企业提供了发展契机。

引用:《疫情过后,制造业中小企业应用工业互联网数字化转型之路的探讨》

《从工作经历和理论看工业互联网的发展》

2.团队介绍

我们积累10多年行业经验,完全拥有主知识产权的产品体系;以人为本的核心团队建设理念,聚集了优秀的工程师;为工业、农业、环保、能源、军工、汽车制造、煤炭、今电力、冶金、化工等行业做出贡献。

3.产品体系

(1)iNeuOS系统框架

(2)iNeuOS产品体系

(3)iNeuOS系统定位

以数据为中心提供工具化的应用,促进CT+IT+OT的融合

为中小企业、集成商提供工业互联网平台项目建设的基础框架平台

降低中小企业信息化系统集成、改造升级、系统维护的成本

提高中小企业信息化和运营服务的综合能力

(4)iNeuOS系统介绍

云边端协同:统一标准的接口,便于集成协议、服务和业务系统

操作系统特性:即接、即用、即分析、即显示,开放式的二次开发

异构数据互联:解决标准和非标准数据的集成

设备在线管理:现实设备到虚拟设备的映射和管理

快速构建应用:根据数据空间构建应用、发布和使用

人工智能算法:工况数据标注、模型训练及实时数据分析

虚拟现实协同:全融合实景地图和三维BIM建模

(5)系统特点:

部署简单、快速实施项目,易学、易用

开放式二次开发,形成第三公司的产品体系

降低项目的50%-70%开发成本

降低项目的40%-60%实施成本

降低项目的30%-50%时间成本

降低项目的40%-60%运维成本

支持运行在ARM和X86的CPU芯片上

支持运行在Windows、Linux、Mac和Docker上

支持分布式部署,PB级的数据处理和存储能力

4.产品介绍

iNeuOS产品体系描述:

(1)边缘网关(iNeuLink)

边缘端数据采集和接入,工业级应用,丰富的采集协议,远程运维与管理,与iNeuOS操作系统无缝互联。

硬件:

网关提供两个有线网口,可选型号支持WiFi和2G/3G/4G,同时提供一个485接口,电源为宽压电路,支持9-30V输入电压。

支持协议:

1)采集机床的协议:发那科(Fanuc)、西门子(Siemens)、三菱(Mitsubishi)、哈斯(Hass)、凯恩帝(knd)、海德汉(Heidenhain)、力士乐(Boschrexroth)、兄弟(Brother)、广州数控(GSK);

2)支持主流PLC、OPC、Modbus、IEC60870-101/102/103/104等协议;

3)支持数据转发的MQTT、HTTP和OPC协议;

2.设备容器(iNeuKernel)

iNeuOS操作系统内核,设备驱动和服务驱动管理、开放式二次开发驱动、设备虚实映射标准接口,实现即插即用的数据互联互通。

特点:

开放式的二次开发接口,任意挂载硬件设备驱动和服务驱动

一套驱动适用于多种通讯机制和IO通讯协议

支持多服务实例,负载均衡和解耦业务应用

支持多种通讯交互机制和优先级别任务调度,控制命令下发及时响应

3.视图组态(iNeuView)

iNeuOS操作系统视图建模,对现实场景进行快速构建2D/3D视图,绑定、展示iNeuKernel数据点的实时数据。

特点:

3500多个矢量SVG图元,满足行业和领域组态需求,高保真视觉效果。

自定义预警脚本,根据逻辑规则配置响应优先级、动作、颜色等。

丰富的数据和应用接口,满足与其他系统的双向集成。

配置单击和右键菜单响应事件,开发像Windows一样的应用。

远程控制:固定指令值、自定义指令值和布尔指令值等。

4.机器学习(iNeuAI)

iNeuOS操作系统人工智能分析,对设备容器(iNeuKernel)设备运行容器产生的数据进行数据样本标记、数据算法模型训练、工况智能预警。iNeuAI要从体量巨大、结构繁多的数据中挖掘出潜藏在数据中的规律和知识,从而使数据发挥最大化的价值。

特点:

工况管理,每个工况与生产过程的多维数据关联,进行标准数据建模

图形化数据样本选择和标注,支持数据样本导入。

丰富的模型算法,进行模型训练、模型评估和模型预测。

数据样本自动模型训练,实时数据模型预测。

5.数据分析(iNeuDA)

iNeuOS操作系统的大数据分析平台,在产品设计理念上从用户的角度出发,围绕简单、易用,强调交互分析为目的的新型产品。将数据分析的各环节(数据准备、自服务数据建模、探索式分析、权限管控)融入到系统当中,让企业有序的、安全的管理数据和分析数据。

特点:

通过拖拽式的方式,在几分钟内构建一张张精美的数据可视化分析报告。

支持连接多种数据源,文本文件、关系数据库、非关系数据、大数据仓库等。

拥有几十种传统图形和新型大数据图形组件(桑基图、TreeMap 、层级聚类图、旭日图、热力矩 阵、日历矩阵、GIS 等等)能让您轻松构建各类炫酷的数据大屏。

支持SQL脚本进行数据加工、计算,为大屏显示提供基础数据。

自动响应式页面布局,满足丰富的大屏数据展示样式。

6.计算平台(iNeuCompute)

iNeuOS操作系统计算平台,计算平台的主要作用是根据iNeuKernel设备容器采集的数据,结合实际的业务计算出来新的数据,方便在iNeuView组态上展示和进行数据分析。完成数据点计算的流程包括:在计算平台中配置规则公式并保存到虚拟数据点、在iNeuView组态绑定及监测虚拟数据点。同时根据计算的结果配置预警规则及推送预警信息

特点:

秒级的实时数据交互与计算。

支持数据运算与逻辑规则推理。

对逻辑规则推理结果进行预警与消息推送。

支持iNeuView组态监测计算的结果数据。

7.智能实景地图(iNeuAR)

iNeuAR 是实景智能管理平台,基于物联网、增强现实、智能分析、 GIS 、大数据等多种先进技术构建的实景式、网格化立体防控系统,实现以实景为核心完成厂区重点区域的安保防控业务。

特点:

集约化建设:集成联动、互联互通、节约资源、数据共享的“集约化”建设理念,实现厂区管理系统从自动,到智能,再到智慧的跨越式发展。

实景化管理:通过AR增强现实技术,能够实现基于视频画面的实时数据管理,对接入的系统和数据进行实景化管理,形成各系统和数据的联动应用

物联网接入:接入视频、人员、门禁、消防、环境、生产等系统。对接入的系统进行集中展示和远程控制,实现厂区高效、智能、先进的安全管理。

8.移动APP(iNeuApp)

iNeuOS操作系统的终端显示,视图建模(iNeuView)出来的视图可以直接在移动APP上显示,解决数据链路闭环的最后“一公里”的问题。

5.解决方案

(1)边缘智能网关定制化解决方案

随着国家大力发展新基建,物联网、工业互联网等平台在行业的推广应用,智能网关作为边缘计算的一部分,会有很大的市场空间。但是,现在的网关市场的产品质量、技术水平参差不齐,针对特定行业邻域及应用场景,功能方面无法满足现场的需求。

iNeuOS为边缘网关提供了一套可定制化的开放性解决方案,从底层开发代码,完全实现的自主可控,支持ARM和X86芯片框架,支持Windows操作系统、Linux及国产操作系统、Mac操作系统及Docker容器。大部分网关采用ARM芯片和Linux操作系统。

(1)硬件选型

可以选择成熟的硬件平台,满足不同的硬件特性和接口的需求,硬件配置及参数参考如下:

(2)配套部署iNeuOS基础框架

实现设备驱动、服务驱动、采集配置、数据转发、网络配置、远程屏幕组态等应用,部署应用分两部分:后台服务(iNeuKernel)和前台应用界面。

部署后台服务(iNeuKernel),实际部署和应用的效果,如下图:

前台应用界面,如下图:

(2)私有云、公有云和本地化平台部署

iNeuOS工业互联网操作系统支持云原生,提供微服务和容器化部署,从底层代码自主可控、运行在主流的CPU框架和部署及运行在主流的操作系统上。

iNeuOS为行业提供基础框架平台,在此平台可以完成快速部署、构建应用和二次开发等,实现私有云、公有云和本地化部署及应用,应用部署框架示意,如下图:

6.应用案例

(1)机床云行业应用案例

机床云建设方案包括两部分:边缘机床数据采集和机床云端建设。边缘机床数据采集采用iNeuLink边缘智能网关;机床云建设采用iNeuKernel设备容器和iNeuDA数据分析平台完成基本的业务建设,特定业务采用定制化开发的方式。

iNeuLink边缘智能网关采集机床数据

支持采集的机床型号包括:发那科(Fanuc)、西门子(Siemens)、三菱(Mitsubishi)、哈斯(Hass)、凯恩帝(knd)、海德汉(Heidenhain)、力士乐(Boschrexroth)、兄弟(Brother)、广州数控(GSK)。网关配置。

iNeuKernel设备容器对接机床数据采集的网关(iNeuLink)

iNeuKernel可以对接大规模的机床数据采集网关,并且支持高并发交互数据。

iNeuDA数据分析平台构建机床数据分析展示业务

(2)热力云管理控制平台

本项目属于威海某热电公司,所属区域供热面积达1200万平米,需要采集的热量表及阀门数量为6万余块,通讯服务器与1100多台设备进行数据采集和控制,基于iNeuOS框架进行二次开发,每天上报数据率达100%,服务器负载大大降低(CPU利用率在10%以下),长期稳定运行,二次开发调试过程简单清晰。