工业物联网优化控制

无论你认为工业物联网(IIoT)是令人兴奋的，还是具有颠覆性的，或者只是一堆废话，你最好走出阴霾(可以这么说)，真正看看开始这段旅程需要什么。谈论所涉及的技术并不像谈论结果那样富有成效，现在是时候给客户提供他们需要的东西，让他们开始变得更有生产力和效率。

这是最近几天在华盛顿听到的关键信息通用电气全球研究中心在那里，通用电气召集了大约540名控制工程师参加了“互联控制研讨会”。在这次年度会议上，通用电气首次邀请了一些行业媒体成员，兴奋地介绍了其工业互联网控制系统——“我们相信这将是通用电气数字工业之旅和转型的下一个篇章，”通用电气总裁兼首席执行官吉姆沃尔什说GE自动化与控制．

在过去的5年里，消费生产力同比增长了19%，而工业生产率仅增长了1%。沃尔什承认，这不是一个非常鼓舞人心的情况。他说:“虽然这些技术是可用的，但我们还没有找到一种方法来让橡胶在工业上足够快地上路。”

从控制中收集数据是关键，但它通常被锁定在碎片化的专有系统中。将动态的、可操作的情报返回到操作中以优化性能和效率则更加困难。

“客户最宝贵的自然资源是数据。但他们需要能够从这些数据中提取出他们需要的智慧之珠，”沃尔什说。“大约1%的数据实际上被用于生产。我认为这是一个惊人的声明。”

边缘控制

GE的新型工业互联网控制系统(IICS)旨在使客户尽可能轻松地采用工业物联网的连接技术，以提高运营效率，优化资产，流程性能和生产力。该控制系统结合了Predix (GE的互联云版本)、数字孪生(使用数据进行持续调整的物理资产的数字模型)和边缘计算。

GE自动化与控制公司负责控制平台的产品总经理Rich Carpenter说:“不管你怎么看，工业互联网的边缘是真正的控制。”“我们不得不重新思考和重新设想作为一名控制者意味着什么。”

首先，控制系统启用了Predix，可以更轻松地利用连接系统。Carpenter说，由于连接系统增加了攻击面，控制器还可以从头开始重建安全性，使所有元素都受到独立保护。

GE的Field Agent技术作为资产与Internet之间的网关。根据应用程序的不同，有三种不同版本的现场代理可用，但它们都旨在提供来自机器的安全数据收集。“现场代理是工业互联网的一个盲节点。你找不到它;就好像它不存在一样，”卡彭特说。“这从头到尾都是一个非常安全的环境，我们将继续推动这一进程。”

IICS使用混合匹配的I/O，这简化了可伸缩性、可用性和维护。并进行了两项结构性创新——虚拟机监控技术和ComExpress处理器技术——“面向未来”的控制。虚拟化环境控制将操作与软件分离，以便在升级软件时不影响物理控制器。ComExpress处理器允许处理器根据需要进行更新，以支持不断增长的可用计算能力。

卡彭特说:“当我们投入一台设备20年，我们需要每个季度甚至更频繁地提供增量价值。”

推动的结果

沃尔什说，从历史上看，控制的重点是让他们低着头，以确保一切正常运行。“这一点没有改变;他们仍然必须这样做。但这个控制器也有向上看的能力。”

Carpenter表示，IICS不仅具有传统控制系统的确定性能力，还具有通过收集业务数据或天气数据来优化资产的能力，例如，将优化概念带回控制器。

作为一个例子，Carpenter引用了一个水处理设施，该设施通常将大量的水从一个地方转移到另一个地方。这是一个昂贵的泵过程，使用大量的能源来移动数百万加仑的水。既然在一天中什么时间运水对整个过程影响不大，为什么不在能源价格最低的时候运水呢?随着IICS关注能源现货价格，它可以在不影响过程的情况下决定一天中的什么时间转移水。卡彭特说，仅仅是降低能源成本，这家公用事业公司每年就能节省150万到200万美元。

沃尔什说:“这是通用电气对其新控制系统如此兴奋的一个完美例子。”“当你开始考虑如何从资产中提取数据，应用领域专业知识，将其带回资产并改变其运行方式时，你就可以真正改变生产力。”

通用电气控制和电子技术主管布伦特•布鲁内尔(Brent Brunell)表示，将这一概念应用于非常动态的风力发电市场，IICS技术能够在不增加维护成本的情况下增加利润。在过去，控制是基于离线模型的，基于模型的控制是大约五年前引入的。交付了风力涡轮机，并告知客户根据这些模型以特定的方式运行。

但未来的技术将是基于数字双胞胎数据分析的动态优化，布鲁内尔说，他描述了这样的场景:“如果我以这种方式在这个市场上运行这台涡轮机，我可以赚更多的钱。”

尽管通用电气长期以来一直在谈论“一的力量”——即使是1%的效率提高也能带来可观的好处——但根据卡彭特的说法，IICS的早期采用者平均已经看到了5- 15%的生产力效益。他说:“这远远超过了我们最初设想的工业互联网的1%。”“好处是实实在在的。”

虽然客户当然明白工业正在发生变化，但有些人对工业物联网的信息持怀疑态度。沃尔什说:“对一个人来说，他们已经厌倦了听高水平的ppt演讲。“客户关心的是结果，而不一定是技术和理论。”

GE Oil & Gas首席技术官兼工程副总裁Kishore Sundararajan对此表示赞同。“所有主要的石油制造商都想了解工业互联网之旅意味着什么，”他在与其他垂直行业领导者的小组讨论中表示。“他们都不跟我谈技术。”