数字化转型网灯塔制造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等,从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念,帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程,实现世界一流灯塔标杆。
基于电力物联网的海量多源多态异构终端泛接入与智能管理技术应用
广东电网有限责任公司广州供电局
案例背景
南方电网公司积极响应国家战略,推进新型电力系统建设和数字化转型,提出“两化促两型”重大部署,广东电网广州供电局深入贯彻落实网省公司相关工作部署,结合广州实际情况分层分类开展新型电力系统示范区建设,在科技创新、体制机制变革、数字电网建设等方面成效显著,建成了电网管理平台、全域物联网等重大企业平台,并正式发布电鸿物联操作系统,有力支撑广州绿色低碳发展。然而,现阶段电力物联网面临终端接入复杂、对业务终端厂商的依赖性强、不同应用系统之间无法实现数据共享、实时性业务的时延性能无法保证、信息安全无法保障等问题。
一.管理或业务方案
为了解决物联网技术在实际应用中存在的各种问题,根据《南方电网公司全域物联网建设方案》的总体框架,按照“云管边端”的体系构建全域物联网。从技术和业务的角度,开展多源多态海量异构终端泛接入互联协议体系研究、突破全域物联网平台超大规模终端接入自连接、自发现、自识别能力关键技术、研究物联网边缘智能实现策略、研究全景异构感知数据融通关键技术,实现公司全域数据的有效采集、传输、存储,全面支持生产领域各项业务开展。
在体制机制方面,建立完善的物联网平台运营机制,将“状态全感知、设备全连接、数据全融合、业务全智能”作为物联网平台业务总目标。以感知层支撑全域终端接入、以平台层构建物联平台核心能力、以应用层打造标杆示范应用,建成安全、可靠、绿色、高效的智能电网物联网平台,有力支撑公司建设“具有全球竞争力的世界一流企业”的新时代战略目标。
二.技术方案
在具体技术层面,研究满足电网网络及信息安全要求下的异构终端统一标准的接入协议,分析IEC101/104、DLT698.45/645、1376.1等电力专用通信协议、MODBUS工业通信协议和MQTT/CoAP/HTTPS/GB28181/ONVIF/PG等物联网协议的标准化转换,实现各类传感终端在接入边缘网关时的协议兼容适配,支撑未来多源多态海量异构终端的接入;分析在C、Java等不同开发语言环境下各类传感终端接入需求,研发在多源多态电网场景下可用于大规模部署的敏捷开发SDK工具,实现各类业务终端接入物联网平台即插即用的标准问题,解决上亿级存量或增量异构终端接入物联网平台时的快速开发问题。研究电网异构终端大规模管理、大并发、高可靠的物联网平台实现,梳理输电、变电、配电等专业领域下不同智能终端、智能网关等异构终端设备管理框架,依托弹性扩容策略及技术,满足物联网平台对大规模终端的管理需求;研究基于物联网平台的智能终端、智能网关容器管理技术,针对容器对智能终端、智能网关的信息采集和设备管控需求,提出物联网平台与智能终端、智能网关容器间微应用的管理技术;研究物联网平台终端文件分发、终端文件加密、终端更新计划发布等OTA运维服务能力,实现智能终端和智能网关设备软件远程升级。
基于现有电力鸿蒙操作系统的能力,构建自主可控的数字化解决方案,包括设计适应异构芯片的超低功耗、超低时延、极轻量级操作系统内核,利用分布式软总线技术实现不同设备间的高效协同,建立统一的系统标准与运营DevOps工具链,确保设备和系统的一致性和可管理性,实现统一系统、统一标准、万物互联和安全可信。该方案注重安全设计,确保数据传输和设备操作的安全性,集成智能管理和监控工具,实现对设备运行状态的实时监控和管理,提高系统的稳定性和可靠性。通过研究基于电力鸿蒙操作系统的应用场景,实现电力终端设备即插即用,端端互联与数据共享,支撑南向物联生态归一化,支持多种类型的物联网设备,通过软总线互联,实现近场运维和边端协作分析及巡检机器人协同作业等场景同时,通过统一管理智能电网终端设备,实现远程监控、故障诊断和自动修复,支持分布式能源设备的接入和管理,提升电力系统的整体效率和稳定性。
| 项目实施关键里程碑 | |
| 项目开题2020年10月-2021年1月 | 主要内容:(1)编制项目开题报告,组织召开项目开题评审会。(2)编制项目计划任务书。 |
| 项目采购2021年1月-2021年3月 | 主要内容:编制采购需求启动招标。 |
| (模块1-核心技术)研究多源多态海量异构终端泛接入互联协议体系2021年4月-2021年10月 | 主要内容:(1)提出多源多态海量异构终端泛接入互联协议设计方案,提出终端接入需求。(2)异构终端统一标准接入协议研究。(3)敏捷开发 SDK工具研究。 |
| (模块2)研究物联网平台大规模异构终端管理技术2021年5月-2021年10月 | 主要内容:(1)提出一种物联网平台大规模终端管理方法,有效提升物联网平台的管控能力。(2)超大规模管理、大并发、高可靠的平台实现。(3)智能终端(网关)容器管理技术研究。(4)OTA运维服务能力研究。 |
| (模块3)研究物联网边缘智能实现策略2021年11月-2022年4月 | 主要内容:(1)提出一种电力物联网边缘智能框架及部署策略,有效提升云边资源协同、数据协同和应用协同能力。(2)应用(能力模块)协同技术研究与应用(能力模块)下发部署策略研究。(3)人工智能协同技术研究与A模型下发策略研究。 |
| (模块4)研究全景异构感知数据融通关键技术2021年11月-2022年4月 | 主要内容:(1)提出一种大规模电力数据融通模型及融合方法,提出适应电力网络安全分区要求的数据跨分区缓存与数据同步(含异步模式等)技术,保障数据安全,实现数据融通和跨域共享能力。(2)物联网设备信息数据融合模型研究。(3)数跨分区缓存与数据同步(含异步模式等)技术研究。 |
| (模块5)研究完善电力鸿蒙操作统,拓展应用场景 | 主要内容:(1)研究新型边端协同计算架构和分布式软总线技术,连接物、人、系统和信息,提供全业务、大容量、智能化、多层次的服务,实现高安全标准认证、高可靠低时延、云边端跨域融合。(2)研究终端即插即用安装、无人化远程运维和固件升级一键部署技术,实现现场作业由手工走向智能化、接入配置由繁琐走向便捷化、设备升级由爬高下低走向自动化。 |
| 中期检查2021年11月-2022年4月 | 主要内容:(1)完成模块一、模块二技术研究和软件开发。(2)编制项目中期检查报告,组织召开项目中期检查评审会。(3)完成成果转化方案初稿评审。 |
| 系统整体集成2022年2月-2022年4月 | 主要内容:(1)根据中期评审意见进一步完善项目研发内容。(2)对研发成果进行系统整体集成。 |
| 技术验收2022年4月-2022年4月 | 主要内容:组织项目的技术验收。 |
| 现场应用验证及成果转化自评价2022年4月-2022年10月 | 主要内容:开展现场技术验证。 |
| 第三方审计2022年10月-2022年10月 | 主要内容:组织项目第三方审计。 |
| 项目整体验收2022年4月-2022年11月 | 主要内容:(1)编制项目验收报告,组织召开项目验收评审会。(2)完成成果转化方案终稿审定。 |
三.成果与效益
通过本案例的建设和实施,引入先进的物联网管理理念以及智能化技术,促进广州供电局及各直属单位电网建设、运行的智能化水平,提高电网建设效益,有效降低电网运行成本。通过多维度数据分析指标,覆盖电网建设与运营各个环节,实时监控与分析助力及时发现并解决问题,为决策提供科学依据,有效控制成本。借助数据融合与共享机制,自动化数据采集与更新,统一数据接口,减少人工干预,加强部门间协同,极大提升工作效率和数据准确性。数字化转型网www.szhzxw.cn
建立完善的安全体系,强化终端认证与网络防护,防止外部威胁侵入,保护用户信息安全,维护电网安全稳定运行。推动南网向更精细、信息化、智能化管理转型,支撑各业务领域智能化应用和大数据分析,加速成为全球领先的智能电网运营商,促进电网产业升级,为实现企业战略目标奠定坚实基础。本案例已实现对广州局各区局及中心机构的输、变、配、安监、政府视频终端50余万台设备终端的接入与管理,通过全景异构感知及数据融通技术实现27类结构化与非结构化数据存储,日新增、消费数据量达289万条,提升了上层应用数据消费的效率。技术更新前单个设备接入运维成本为200人/天,平均每天完成100台设备接入(调试、配置),技术投入后1个人可在0.2天内完成约120个设备接入调试缩短了运维运营成本,可节约投入约为357万。电力设备监控发现设备故障平均3个月可发现2.3起,挽回设备故障损失平均约为52.5万元。数字化转型网www.szhzxw.cn
四.迭代或后续优化措施
为确保本案例所实施项目高效运行并持续推动电网智能化发展,采用以下核心策略:
(1)性能反馈与迭代机制构建:通过搭建全面的设备监控系统,实时监测电鸿化关键设备性能,针对发现的内存、芯片等问题,组建专项团队进行根本原因分析,并采取软件优化、硬件升级等措施进行迭代改进,保证设备高效稳定运行。数字化转型网www.szhzxw.cn
(2)示范方案滚动优化与标准化:基于试点项目的反馈与评估,不断调整优化示范方案,形成迭代机制,将成功经验转化为标准化建设指南,指导未来的规模化部署。数字化转型网www.szhzxw.cn
(3)动态项目管理与资源配置:建立分阶段的项目管理体系,定期检查进度、成本和质量,灵活调整计划与资源配置,确保项目高效高质量推进。数字化转型网www.szhzxw.cn
(4)深化生态合作与资源共享:加强与华为等伙伴的合作,共同构建电鸿生态系统,通过技术交流和资源共享加速技术创新应用,提升项目实施效率与效果。通过这些策略,不仅能够持续优化电鸿项目效能,还促进了技术创新的快速应用,加速了电网智能化进程,确保了项目投资价值的最大化。
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数字化转型网灯塔智造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等,从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念,帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程,实现世界一流灯塔标杆。数字化转型网灯塔智造专题活动包含以下内容:
1、灯塔智造外脑支持:通过平台外脑的力量,让决策者拥有更多的聘请超过100位的智能制造专家、超过1000家的智能制造软硬件技术公司、超过10000份学习资料,为企业提供强大的智造外脑支持,助力企业打造智能工厂、灯塔工厂。 数字化转型网www.szhzxw.cn
2、灯塔智造研习社:与制造业顶尖精英一起学习!数字化转型网建立了一个专门讨论智能制造、灯塔工厂等相关技术的研究学习社区,与各位同学一起成长!
3、灯塔智造论坛:智能浪潮!引领未来!数字化转型网打造的智造论坛,旨在通过高端对话推动行业树立正确理念,减少行业噪音,正本清源,助力行业发展!
4、灯塔工厂参观研学:目前灯塔工厂全球已有153家,目前中国已有62家,数字化转型网计划组织灯塔研习社的同学们先后参观国内的施耐德、海尔、博世、美的、三一重工、宁德时代、联合利华、宝洁、青岛啤酒等等,以及赴国外参观全球的灯塔工厂。
5、灯塔标杆案例研学:除了灯塔工厂外,数字化转型网仍然关注驱动整个制造业数字化转型、制造业智能制造、数字创新技术,我们将以不积跬步无以至千里的精神,关注每一个在细微处取得伟大成绩的“灯塔标杆”案例,组织灯塔研习社社员学习行业标杆!
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