場站通常是以運營為核心,通過組織人員、設備運營,對外提供服務,產生經濟或社會效應,因此運營的效率、成本、可靠性是一個場站的根本。
場站數(shù)字化是指通過數(shù)字技術,對場站進行全面感知、自動化控制、智能化管理和可視化展示的過程。實現(xiàn)場站數(shù)字化可以提高設備運行效率、降低運營成本、保障安全可靠、提升服務質量,進而推動行業(yè)的轉型升級和可持續(xù)發(fā)展。
提高設備運行效率:數(shù)字場站可以通過數(shù)據(jù)分析、智能規(guī)則,實現(xiàn)設備在能耗、投入產出比上達到最優(yōu)。
降低運營成本:數(shù)字場站能實現(xiàn)“無人或少人值守”,成本的降低顯而易見。
保障安全可靠:對于很多場站,安全問題首當其沖,比如變電站、燃氣站。能及時發(fā)現(xiàn)安全問題、提前發(fā)現(xiàn)安全隱患是這類數(shù)字場站的一大建設目標。
提升服務質量:數(shù)字化的運維和運營閉環(huán)能顯著帶來服務的提升。
數(shù)據(jù)采集
通過傳感器、表計、攝像頭獲取場站的實時數(shù)據(jù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。這里的坑是傳感器協(xié)議種類多且復雜,會導致系統(tǒng)架構復雜,最終系統(tǒng)難以實現(xiàn)、BUG多、工期長。想避免這種問題,需要抽象一個高內聚、低耦合的物聯(lián)網(wǎng)技術架構,比如像基礎通信、物模型、平臺協(xié)議等通用模塊要能夠抽出來,而像采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、轉發(fā)模塊要能夠可配可換,滿足需求的多樣性。下圖是三三開源物聯(lián)網(wǎng)平臺架構圖供參考。

圖1 三三開源物聯(lián)網(wǎng)平臺架構圖
數(shù)據(jù)分析與處理
對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析,挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和潛在價值。這里的坑是數(shù)據(jù)量會隨著時間的增長變的特別巨大,要求數(shù)據(jù)入庫足夠快的同時又滿足查詢分析的需要,會面臨極大挑戰(zhàn)。想要在性能上滿足要求,要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)寫多讀少、以設備和時間為主要關注點的特點,選型數(shù)據(jù)庫、中間件,設計表結構、分庫分表方案等。
AI分析
利用人工智能技術,實現(xiàn)故障預警、智能管理和優(yōu)化控制等功能。這里的坑是大概率會出現(xiàn)特征數(shù)據(jù)少、樣本不足導致模型無法收斂情況。比如某種故障的圖片,一個月下來也不會有幾張,這樣AI沒有辦法學習到可用的模型。這種問題是業(yè)內難題,要想規(guī)避,首先是對特征仔細分析和定義,看是否有別的特征可以替代,再就是有一些技術可以嘗試,比如小樣本學習、遷移學習、樣本增廣等。

圖2 三三物聯(lián)網(wǎng)平臺AI視頻分析應用
數(shù)字孿生
通過計算機建模技術,將場站物理空間映射到數(shù)字空間,讓場站的可視化展示完全貼近真實情況。這里的坑是當前建模成本比較高,建模手段多樣,如果選擇不慎,會面臨成本高、超預算、工期長等問題。因此,一定要仔細分析自己的實際需要,考察各種方式建模的成本,在效果、需求和成本間找到平衡,選擇合適的技術。

圖3 化工廠數(shù)字孿生體
定位技術
通過定位技術,將人員、車輛等移動目標的位置映射到數(shù)字空間,經常用于動態(tài)感知、巡檢打卡、軌跡管理。這里的坑是定位技術有很多種,每種精度、成本、場景都不同,稍有不慎,會面臨成本高、效果不達標等問題。定位技術的選擇要根據(jù)自己的實際精度需要、部署條件、成本,選擇合適的技術。

首先是需求分析,這是最重要的,項目的成敗絕大部分是由需求分析決定的。要盡可能充分調研、廣泛收集需求并進行分析,還要能根據(jù)成本和收益進行取舍,可以采用分期建設、逐步迭代的方式。常見的失敗起手式包括:沒有總體制定產品路線圖、沒有足夠重視成本、沒有足夠重視實際使用人員的意見、沒有考慮清楚產品的核心價值。
然后是硬件選型、軟件選型,如果軟件部分要自己開發(fā)的話,就需要經過這一系列的軟件開發(fā)流程:架構設計(包括技術路線、協(xié)議、接口、數(shù)據(jù)庫、安全等架構設計要素)、原型設計、代碼實現(xiàn)、測試、部署等。最后是軟、硬件安裝、試運行、正式上線使用。
對于本文中提到“坑”,要能及時重視和規(guī)避的話,項目成功的可能性會大幅提升?;谌锫?lián)網(wǎng)平臺的場站數(shù)字化方案,可以說是業(yè)內最佳實踐的集合,已經為您趟過了絕大部分“坑”,三三已積累了大量數(shù)字化場站的建設經驗,歡迎訪問我們網(wǎng)站
www.sansaniot.com,或加入我們的技術交流QQ群了解:623123566。
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場站通常是以運營為核心,通過組織人員、設備運營,對外提供服務,產生經濟或社會效應,因此運營的效率、成本、可靠性是一個場站的根本。
場站數(shù)字化是指通過數(shù)字技術,對場站進行全面感知、自動化控制、智能化管理和可視化展示的過程。實現(xiàn)場站數(shù)字化可以提高設備運行效率、降低運營成本、保障安全可靠、提升服務質量,進而推動行業(yè)的轉型升級和可持續(xù)發(fā)展。
提高設備運行效率:數(shù)字場站可以通過數(shù)據(jù)分析、智能規(guī)則,實現(xiàn)設備在能耗、投入產出比上達到最優(yōu)。
降低運營成本:數(shù)字場站能實現(xiàn)“無人或少人值守”,成本的降低顯而易見。
保障安全可靠:對于很多場站,安全問題首當其沖,比如變電站、燃氣站。能及時發(fā)現(xiàn)安全問題、提前發(fā)現(xiàn)安全隱患是這類數(shù)字場站的一大建設目標。
提升服務質量:數(shù)字化的運維和運營閉環(huán)能顯著帶來服務的提升。
數(shù)據(jù)采集
通過傳感器、表計、攝像頭獲取場站的實時數(shù)據(jù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。這里的坑是傳感器協(xié)議種類多且復雜,會導致系統(tǒng)架構復雜,最終系統(tǒng)難以實現(xiàn)、BUG多、工期長。想避免這種問題,需要抽象一個高內聚、低耦合的物聯(lián)網(wǎng)技術架構,比如像基礎通信、物模型、平臺協(xié)議等通用模塊要能夠抽出來,而像采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、轉發(fā)模塊要能夠可配可換,滿足需求的多樣性。下圖是三三開源物聯(lián)網(wǎng)平臺架構圖供參考。
圖1 三三開源物聯(lián)網(wǎng)平臺架構圖
數(shù)據(jù)分析與處理
對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析,挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和潛在價值。這里的坑是數(shù)據(jù)量會隨著時間的增長變的特別巨大,要求數(shù)據(jù)入庫足夠快的同時又滿足查詢分析的需要,會面臨極大挑戰(zhàn)。想要在性能上滿足要求,要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)寫多讀少、以設備和時間為主要關注點的特點,選型數(shù)據(jù)庫、中間件,設計表結構、分庫分表方案等。
AI分析
利用人工智能技術,實現(xiàn)故障預警、智能管理和優(yōu)化控制等功能。這里的坑是大概率會出現(xiàn)特征數(shù)據(jù)少、樣本不足導致模型無法收斂情況。比如某種故障的圖片,一個月下來也不會有幾張,這樣AI沒有辦法學習到可用的模型。這種問題是業(yè)內難題,要想規(guī)避,首先是對特征仔細分析和定義,看是否有別的特征可以替代,再就是有一些技術可以嘗試,比如小樣本學習、遷移學習、樣本增廣等。
圖2 三三物聯(lián)網(wǎng)平臺AI視頻分析應用
數(shù)字孿生
通過計算機建模技術,將場站物理空間映射到數(shù)字空間,讓場站的可視化展示完全貼近真實情況。這里的坑是當前建模成本比較高,建模手段多樣,如果選擇不慎,會面臨成本高、超預算、工期長等問題。因此,一定要仔細分析自己的實際需要,考察各種方式建模的成本,在效果、需求和成本間找到平衡,選擇合適的技術。
圖3 化工廠數(shù)字孿生體
定位技術
通過定位技術,將人員、車輛等移動目標的位置映射到數(shù)字空間,經常用于動態(tài)感知、巡檢打卡、軌跡管理。這里的坑是定位技術有很多種,每種精度、成本、場景都不同,稍有不慎,會面臨成本高、效果不達標等問題。定位技術的選擇要根據(jù)自己的實際精度需要、部署條件、成本,選擇合適的技術。
首先是需求分析,這是最重要的,項目的成敗絕大部分是由需求分析決定的。要盡可能充分調研、廣泛收集需求并進行分析,還要能根據(jù)成本和收益進行取舍,可以采用分期建設、逐步迭代的方式。常見的失敗起手式包括:沒有總體制定產品路線圖、沒有足夠重視成本、沒有足夠重視實際使用人員的意見、沒有考慮清楚產品的核心價值。
然后是硬件選型、軟件選型,如果軟件部分要自己開發(fā)的話,就需要經過這一系列的軟件開發(fā)流程:架構設計(包括技術路線、協(xié)議、接口、數(shù)據(jù)庫、安全等架構設計要素)、原型設計、代碼實現(xiàn)、測試、部署等。最后是軟、硬件安裝、試運行、正式上線使用。
對于本文中提到“坑”,要能及時重視和規(guī)避的話,項目成功的可能性會大幅提升?;谌锫?lián)網(wǎng)平臺的場站數(shù)字化方案,可以說是業(yè)內最佳實踐的集合,已經為您趟過了絕大部分“坑”,三三已積累了大量數(shù)字化場站的建設經驗,歡迎訪問我們網(wǎng)站
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