Azure IoT×研華科技

物聯網發展至今，已成為企業提質增效的革命性勢能。隨著解決方案、行業SaaS的落地與沉淀，IoT技術可以讓制造業更敏捷、更經濟、更智能、更具韌性。微軟物聯網產品專欄「解碼·智造」走進研華科技，看看IoT技術如何通過混合云與邊緣協同幫助大型制造企業處理龐雜數據，實現多廠協同管理。

歷史的車輪行駛至工業4.0時代，制造業數字化轉型發展得如火如荼，智慧工廠已經成為傳統工廠轉型升級的必選項。微軟、英特爾和IoT Analytics在今年8月聯合發布的最新的《物聯網信號報告》顯示，超過七成（72%）的受訪者表示智能工廠戰略已經跨越了“試點煉獄”，邁過概念驗證 PoC（Proof of Concept）階段，進入部分或者整體性建設階段。

所謂的“試點煉獄”是指很多企業不斷的做各種 PoC 試點，卻不知道如何在試點之后進行擴展。而“試點煉獄”的跨越則與工廠中互聯設備的占比緊密相關，缺乏足夠的互聯設備作為基礎設施，將導致智慧工廠應用和項目難以開展。而隨著物聯網、數字智能、工業互聯網等在工廠內規模化落地，工業設備互聯已經取得了長足的進展。調研顯示，企業中 79% 的設備和資產都已經連接到了網絡。

尤其是對于中大型制造企業而言，其不僅需要管理多家工廠，而且還要面臨不同工廠的差異化生產問題，加之產品甲方也在不斷加強對于供應鏈的監管以確保交付周期與產品質量，所以，中大型企業需要能夠處理龐雜數據流、實現多廠協同管理的智慧工廠解決方案。

毫無疑問，大量的工廠設備聯網所帶來的海量數據也恰恰是中大型企業實現多廠協同管理的基礎底座。然而，解決了設備互聯問題之后，如何挖掘數據價值從而輔助生產管理才是決策者最為關心的問題。在實際應用中，研華科技注意到大型生產型企業以及產品甲方均面臨著數據合理應用的挑戰：

一方面，產品甲方，尤其是大型 3C 企業與汽車企業，大多數會通過派駐企業代表來監管自身供應鏈的生產質量與交付周期，但企業代表往往并不熟悉工廠生產水平、日生產量以及生產設備運行情況等信息，更是很難在一天內巡視完一個由十余個甚至二十余個大型車間組成的工廠。此外，產品甲方需要對供應鏈上的所有工廠生產情況進行集中監管與數據整合分析，才能夠準確把控進程，確保產品能夠如期出貨、上市銷售，如遇局部疫情或原材料緊缺等情況，則需要及時調整消費市場的交貨日期。

另一方面，能夠承接大型企業訂單的制造商，其生產能力決定了其一般不會只服務于單一甲方，所以，當多產品并行生產時，遍布不同區域甚至不同國家的多個工廠、以及工廠內的多個生產車間、生產線，應該如何分配產能、進行合理的產線規劃至關重要。

除此之外，大型生產型企業往往有成熟知識產權傍身，所以對生產數據的安全性十分關注，一般會將其管理云平臺部署在私有云，但中小型工廠出于經濟效益等方面的考量則可能會選擇公有云平臺。而對于產品甲方而言，想要集中監管遍布全國、乃至全球多地的工廠，顯然公有云更加適合數據的通信與交互，但仍要面臨隨之而來的安全隱患。

研華科技扎根工業領域多年，不僅在生產設備互聯方面有著深厚積累，更是在微軟云服務的加持下推出了覆蓋中大型生產型企業協同管理需求的成熟解決方案。針對于多廠管理，研華科技提出了邊緣與云協同的架構，將下屬工廠設定為邊緣節點，通過邊緣節點的智慧化升級，將單一工廠內的生產情況統一反饋給處于云側的企業總部，如此一來，既保障了每個工廠內部能夠通過智慧工廠解決方案持續提質增效，企業總部也實現了集中監管。

毫無疑問，無論是要監管供應鏈上多個生產廠商的產品甲方，亦或是要管理旗下多個工廠的生產企業，都要面臨由點及面的問題，即單一工廠內部的數字化管理以及單一工廠生產運行情況對于整體的影響。而研華科技推出的“基于微軟Azure的云邊協同智慧工廠解決方案”則通過云邊協同架構實現了統籌兼顧，同時還基于 Azure Stack HCI 混合云架構，既滿足了總部通過公有云收集、整合數據的需求，還支持下屬工廠將一部分數據按照業務需求放在本地。

其中，“邊”指的是工廠內部，承擔了單一工廠智慧化生產的任務；而“云”則是指總部，承擔了總部對下屬工廠集中監管的責任。

研華云邊協同智慧工廠解決方案架構圖

在工廠內部，數字化的基礎就是數據采集，研華科技基于多年來在物聯網及工業領域的積累，已有50多款物聯網網關產品通過了 Azure IoT 認證。利用這些網關產品，可以完成對 CNC 控制類設備、PLC 控制類設備、暖通空調、空壓、馬達、計量儀表以及各類傳感器的數據采集，采集數據會在 Azure IoT Edge 中，先進行初步清洗，再向上傳輸。工廠內部，IoT Hub 可部署在 Azure Stack Hub 私有化平臺中，并且可以在 IoT Hub 中對工廠設備進行統一的管理，讓工廠設備的監管清晰明確。而后基于研華設備物聯中心實現設備綜合效率管理、設施能源管理、SOP 管理、安燈管理、設備健康運維管理、生產現場管理等一系列智能制造應用。同時，針對不同工廠的實際需求，研華科技也可以為其提供定制化的功能應用，對癥下藥。并且由于很多大型制造業工廠，廠內設備數量都是幾千臺的量級，網關的注冊與預配也成為了一個很大的工作量。在此方面，研華利用Azure IoT Device Provisioning Service 設備預配制服務，可以在無需進行過多的配置過程情況下將設備安全的連接到云端，進行設備的孿生，有效減少了部署和后期維護時所需要的時間與人力成本。

對于企業總部以及產品甲方而言，散布全球各地的工廠將其生產運營數據實時接入 Azure 公有云平臺，而后在該平臺上進行整合分析，進而形成動態的可視化界面，供總部決策者實時監管下屬工廠。具體而言，研華科技基于微軟 Azure IoT, Azure Stack HCI 混合云打造的智慧工廠公有云平臺可以實現工廠管理、設備監控、報警推送、設備報表、設備預測、配置模板等功能。

首先，對于數據的傳輸和存儲需要遵守安全、IP政策和監管制度的企業，其生產數據可透過部署私有云部署在本地，確保數據安全和遵循監管制度，避免企業的專屬領域知識外流。數據脫敏后，可接入公有云。其次，對于數據流龐大、需要確保數據傳輸穩定性和實時性的企業，為了避免延遲和帶寬限制的影響， 可于多個分布式位置構建私有云，每個位置按照本地任務的要求來傳輸、存儲和分析本地數據。最后，對于成本需要可預測、可控制的企業，混合云的使用，使企業既獲得公有云靈活便捷的使用方式、又獲得私有云的安全和速度，收獲同樣功能與特性的同時能夠對成本進行預算和控制。真正實現云邊協同。

總而言之，大型生產型企業或產品甲方都需要同時監管多個智慧工廠，研華科技智慧工廠解決方案“基于微軟Azure的云邊協同智慧工廠解決方案”真正實現了“內外兼修、點面兼顧”。

以某外資食品加工廠的項目為例——企業總部需要對旗下所有工廠進行集中監控，但由于全球各工廠生產的食品種類不同，工廠建設年代也不同，數字化程度差異較大，所以集團總部僅規定了需要匯總的管理數據格式和云平臺架構，各個工廠可以自行規劃其數字化改造方案。研華科技為其提供的智慧工廠解決方案，既滿足了集團總部的云架構要求，還在工廠內部搭建了一套完整的私有化部署方案，改造項目分階段執行，首期以OEE為核心，優先解決設備綜合績效管理。

古往今來，居高位者需統籌全局，則要一覽群山，實時把控各個環節的進程；而下屬則需要在不斷進行自我優化的同時，將相關的節點信息及時、準確地傳遞出去。如今，這種統籌兼顧的思維也同樣在數字化時代大放異彩，尤其是在受疫情沖擊下，不僅僅是制造業，越來越多的傳統行業都意識到了數字化技術在協同管理方面的巨大價值，而“云”作為沖破地緣限制的利刃，也已經成為了企業轉型升級的主流方向。

具體到工業制造領域，研華科技基于Azure的多組態解決方案，為企業數字化變革提供了靈活的選擇。未來，研華也將積極發揮自身優勢，持續賦能企業的數字化改造，砌筑起更多的智慧工廠！