工业互联网与智能控制

背景：

工业互联网的发展进入深水区，智能控制是不可忽视的存在

2012年GE首先提出了工业互联网的概念，到如今已有十年时间，这十年里中国工业互联网经历了从概念形成普及到走向落地深耕的过程。

现如今工业互联网步入了快速成长期，工业互联网产业规模已经超过万亿元大关，工业互联网在研发设计、生产制造、运营管理等各个环节广泛应用[1]。

这也标志的工业互联网发展进入新的阶段，而物联网平台作为工业互联网基础能力之一，在智能化过程中扮演了重要的角色，负责物联网传感器、设备数据的采集，分析和存储等工作，随着技术和方案的进一步发展，物联网的控制能力越来越凸显出来，工业领域里的几大痛点应用里，多数涉及到了控制，例如，工艺优化、能耗优化、生产控制等，如何打造物联网的控制系统，成为工业互联网发展不可忽视的问题。

物联网控制系统的现状

1、 工业领域的控制智能化，仍然处于发展初级阶段。

随着上云的数据量越来越大，智能化第一阶段的发展趋向于成熟，而下一步的发展中，多数将涉及控制，而目前控制的特点仍然是零散、分散的，比较难做到自动控制，往往更依赖现场作业人员的经验和对异常的处理。

2、 辅助类、能耗管控等非核心生产的控制场景，方案逐渐成熟， 企业核心生产场景的控制，仍处于探索期

例如空压机、温度控制系统，给水系统等，智能化改造门槛低，可以让客户直观感受到降本增效，符合低碳发展的政策要求，控制与生产效率、生产质量、效益强挂钩，要求具有稳定性和安全性，企业改造的成本较大，推进难度较大。

3、 核心生产环节的智能化改造，面临与PLC、DCS、SCADA等工控系统的竞争与合作问题。

有一些领域开始有尝试，但还未形成有效的方法论，有待进一步探索；工控企业也在积极寻求变化，让自己的定位不再局限于工控而是从智能化整体方案上规划自己新一代的产品。

4、 控制系统与新一代技术AI、大数据等的结合正在积极发展，但实际落地场景相对较少      

控制的智能化，特别是AI、大数据分析的结合，已经成为趋势之一。

5、 数字孪生与控制系统走向融合

通过数字孪生系统的建立，企业各个环节的数据将能够纳入计算，通过仿真与真实控制的结合，低成本的试错，高效的修改迭代，大大降低企业的成本，这将成为工业互联网的核心能力之一。

物联网平台控制系统应该遵循的几点原则：

1、扎实的基础控制能力，互联互通、稳定、低延时

物联网平台的控制特性非常明显，要求具备大规模、实时解析处理数据的能力，避免高延时设计；

针对已有的控制类设备，通常需要进行协议的对接和方案的集成，以实现互联互通；

2、与工控企业紧密联系，结合双方优势，推动互联互通在具体场景中的落地

物联网平台应该与工控企业相互融合，借助工控企业在控制领域的优势，实现能力互补，实现智能化高效落地。

3、开放的的架构，具备灵活的技术融合能力， 能够实现AI、大数据、业务数据的融合

控制系统的规则引擎应该设计成为开发的架构，具备灵活的技术融合能力，可以实现AI、大数据、业务的融合，并设计开放平台，能够便捷的引入第三方能力，实现智能控制。

4、灵活部署方式，具备云边协同的控制能力

根据不同的使用环境，能够实现云边协同，平衡低延时和资源占用的矛盾。

5、数字孪生的结合

通过数字孪生实现各个环节的数据分析和处理，实现仿真与控制系统协同，实现宏观层面的综合智能控制。

物联网平台智能控制的探索和实践

1）夯实基础控制能力，与工控企业积极融合，实现PLC、DCS、SCADA系统的数据打通，为核心生产场景的智能化打下基础；

2）云组态能力，区别于传统组态只能在某一产线、厂区特定电脑使用，云组态能够在企业专网内任意电脑的浏览器中打开，提高了数据治理的效率。

3）可视化的IoT事件引擎，搭建了一个智能控制的框架，通过可视化拖拽的方式，实现信息自定义输入，数据实时分析处理，智能决策和智能控制，有效支撑了自适应控制、智能质检、能耗管理、工艺优化等工业领域的痛点问题解决。

4）灵活部署的智能控制系统，云边协同的方案，针对实际工业场景，可以针对性的实现最优部署方案。

5）智能控制系统与数字孪生的融合，将成为工业互联网平台的核心能力之一，从宏观层面将各个生产环节统筹起来，进行数字仿真，将控制算法、分析算法、在仿真系统中实时运算，使数字孪生系统与实际控制系统组成一套虚实结合的智能系统，运行过程数据和控制过程数据相互关联，在仿真系统中得到最优决策，再发布到控制系统中，记录和分析控制系统的全部数据，分析控制的结果，再将结果反馈到仿真系统继续运算，实现动态最优的智能控制。

参考：

【1】 工业互联网步入快速成长期  2022-05-16  中国工信产业网