使用开源软件构建工业互联网的平台

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刘旭东
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发布于: 2020 年 09 月 08 日

过去几年,为一些汽车零部件企业搭建企业信息化系统,换句时髦的用词,应该是工业互联网平台。在于传统企业沟通的过程中,深深的感受到我国工业体系虽然发达,但是整个的智能化和信息化水平与世界还是有较大的差距的。而且,国内的企业很难下决心投入资金和人力进行智能化或者信息化的改装,因此很多项目的重视程度不够,也就达不到应有的效果。另外,大部分企业都不想花钱买软件,或者说研发软件。基于这个想法,过去几年基于开源软件构建工业互联网应用或者说是适用于企业的生产管理解决方案成为一个比较省钱的方案。这种方案虽说前期省钱,但是后期还是有很多潜在风险。今天这篇文章不说风险,仅分享一些我用到的开源软件。


依照工业互联网的愿景,实际落地的项目应该至少包含三大子系统,分别是设备连接系统,业务协同系统,数据分析展示系统。通过设备连接系统将海量的生产设备、传感器等原有无法联网的生产要素相互连接,并能形成统一的网络接入,实现设备之间的“交流”。有了基础设备数据的连接,原有的业务协同工作不再是资源间的转换和调配,而是将业务的触角直接触达生产的最低端,这样就形成了有利的协同工作能力,业务处理不再是冷冰冰的数据传输和转换,而是涉及到真实产品的生产过程中。在以上提到的两个基础系统完美运行的基础上,通过引入大数据分析,AI等先进技术,能够实时动态的分析需求和供给之间的关系,智能化的做出决策,从而整个生产到交付的过程不再是孤立的,而是相互影响协调的过程。这样的系统不但贴近消费者,而且智能化的处理能够极大的减少人力的接入,从而提升了生产效率,节省人工成本。

基于工业互联网的理念,结合现有的开源软件,以及生产企业的现实情况,作者提出了新型的工业互联网平台架构。该架构几个组成部分可以使用开源的软件方案,通过二次开发的模式完成相应功能。也可以结合企业现有的系统情况,将新系统采用相应的开源软件实现。下面介绍几个开源系统,简单描述这些开源系统在架构中的作用,供各位参考。

ThingsBoard简介

ThingsBoard是一个开源的物联网平台,能够快速开发、管理和扩展物联网项目,效果如图2所示。在工业互联网的系统生态架构中,可用于各种设备的接入,以及数据的采集工作。目标是提供成熟的设备云或本地解决方案,为设备接入提供成熟的数据服务端基础设施。该开源平台主要由以下主要特点:

(1)        能够提供设备、资产和客户关系匹配功能,并定义设备之间的关系。

(2)        实时采集设备和资产数据并且可视化数据展示

(3)        通过复杂的事件处理分析传入的遥测和触发警报。

(4)        使用远程过程调用(RPC)控制设备。

(5)        提供标准编程接口,基于设备生命周期事件、rest api、RPC请求等构建工作流

(6)        设计动态响应的仪表盘,向客户展示设备或资产遥测和见解

(7)        将设备数据推送到其他关联系统,实现系统之间数据的联动。  

ThingsBoard采用Java作为开发语言,系统的稳定性较高,作者曾经使用该系统监控100台机床设备及工装设备,长期稳定运行,没有出现严重问题,对于旧有设备可以通过DTU等设备简单快速的实现数据上传,数据在上层业务协同系统中使用。

Odoo简介

传统的企业通过ERP系统对资源进行协调控制管理,几乎所有具有一定规模的企业都有ERP系统,国内以金蝶、用友等使用度较高。国外ERP系统发展更早,SAP作为垄断型ERP系统提供商,占有极高的市场份额。SAP等系统相比于国内的ERP系统价格昂贵,而且维护成本高。有很多中小企业难以承受,因此开源的ERP系统营运而生。Odoo就是在这种背景下产生,Odoo最初的名字为TinyERP,发展几年以后改名为OpenERP,通过名字可以窥见Odoo的初衷就是一个开源的ERP系统,意图通过一种开源的方案,能够替代传统的ERP系统。

2014年OpenERP改名为Odoo,将自己定位为一个业务整合的系统,基础版本包含了ERP常用的模块,而且提供新的二次开发的模式,Odoo系统提供基础功能参见图3。通过二次开发Odoo可以完成几乎业务相关的所有流程,只要具有二次开发能力,可以使用开源版本快速搭建一个满足个体需求的资源系统。作为业务协调流转的平台,Odoo可以作为整个开源工业互联网平台的核心,因为大量与人打交道以及数据的上下贯穿都需要通过这个平台进行处理,因此Odoo是开源工业互联网平台的核心部件,本书也及着重讲解如何通过Odoo实现业务的自主开发和流程贯穿,实现工业互联网平台的应用架构。

Grafana简介

Grafana是一个开源的可视化监控、分析产品,效果如图4所示。可以对接各种服务库、以及其他数据库无关的数据源。Grafana支持许多不同的数据源。每个数据源都有一个特定的查询编辑器,该编辑器定制的特性和功能是公开的特定数据来源。 官方支持以下数据源:Graphite,Elasticsearch,InfluxDB,Prometheus,Cloudwatch,MySQL和OpenTSDB等。可以综合数据并提供不同的图形化显示,从多个维度展示数据,作为一个终端的用户展示平台,易于用户实时查看整个工作的运行状态。

通过开源软件的使用,能够快速的搭建一个工业互联网的平台,并且在中型企业落地,能够全面的实现整个生产过程中用的数据的收集,并且通过Odoo实现生产相关过程的全面管理,通过在各个相关环节使用可视化的面板展示工作过程中的实时数据。

通过使用开源系统可以快速搭建工业互联网应用平台,开源软件的最大特点就是免费,人人可得其源码,如果单纯从使用及经济成本的角度,对于有一定IT能力的企业,可以快速使用。开源软件虽然使用简单,但是要避免一下几个问题,才能更好的使用开源带来的优势,而不是变成“免费即最贵”的尴尬局面。

首先,选取活跃度较高的开源软件。

第二,不要轻易改动开源软件的源码。

第三,使用开源软件搭建平台,尽量选用相同的开发语言,和数据库便于维护。

第四,不要盲目升级开源软件,选用稳定可用的版本长期维护即可。

第五、注意网络安全问题,对于系统漏洞重点关注。

以上是对使用开源软件搭建工业互联网平台的一些建议,这里不展开讨论,将在本书的最后一章对这些问题和经验进行详细的论述。



发布于: 2020 年 09 月 08 日 阅读数: 60
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一个乐于思考的工程师 2017.11.10 加入

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