机器人远程监控系统技术分析及规划

机器人远程监控系统技术分析及规划

1.工业物联网介绍

物联网即万物联网，实现各种实物设备的互联。物联网系统从大的概念上讲有智慧城市等网络。从小的概念上讲，有各行各业的行业物联网，例如车联网、电梯物联网、智能家居联网和工业物联网。

物联网作为2010年后非常火的一个概念，世界互联网巨头和芯片、硬件巨头也纷纷投入物联网操作系统研发，目前，有代表性的有：谷歌的OS Brillo(现已经更名为Android Things)和IoT通信协议 Weave；微软的Windows 10 IoT Core；华为的LiteOS；以及GE的predix。也有大量的公司投入物联网解决方案和战略研究。例如，华为物联网战略简称为“1+2+1”：即“1”个开源物联网操作系统(指Huawei LiteOS);“2”种连接方式，分别是有线连接(家庭网关、工业网关)和无线连接(2G/3G/4G/NB-IoT);以及“1”个物联网平台(指华为IoT连接管理平台OceanConnect)。思科希望其中许多设备将使用它们的网络设备进行通信。思科开发了一系列物联网服务——从网络连接（其中包括交换、路由、无线接入和嵌入式网络硬件），到雾计算服务（把数据采集、存储和分析带入网络边缘），再到数据分析、安全、管理和自动化。阿里YunOS最初主要应用在智能手机领域。从2014年开始，YunOS开始应用互联网电视、智慧家居、互联网汽车、机器人等IoT(物联网)领域。

2.工业互联网系统架构介绍

图表 1 系统架构

3.机器人物联网

工业物联网的概念聚焦到机器人产业，即为机器人的工业物联网系统，在行业内，通常称为机器人远程监控系统。

2014年，机器人展会的时候，松下机器人公司，在展会上已经展示了他们的机器人物联网方案。松下的方案，相对比较小型化和聚焦，主要是产线中的焊机和机器人的监控。当2016年，再参展的时候，演示的已经是工厂级别的监控系统。

在电梯行业，上海新时达电气股份有限公司，有一套电梯物联网系统，则是另一种思路，主要是全国范围内的电梯互联和监控。通过此套系统，可以给每台电梯推送消息，也可以监视每台电梯的运行状况，机器人电梯运营和维保提供了便利。

基于以上方案，也触发了我思考机器人监控系统的实现形式。

4.机器人远程监控系统

4.1 机器人远程监控系统的思路：

(1) 局域网监控系统（当然也可以挂到云端）：这种系统主要服务于机器人终端客户，将工厂中的PLC、传感器、机器人等设备联网，编制监控软件，即可满足工厂设备联网和信息查询的需要。此系统可对接MES系统，主要目的是监控工厂生产信息和设备维护。

在电梯门板线项目中，客户有提到此种需求，希望可以监视产量等等。此系统的需求来源是终端客户，最终也是由客户买单。但是这种系统的可定制化需求非常多，基本是以项目为主。繁易公司主要是这么做的，提供工业网关和标准的监控软件。例如：东风的产线监控系统。

(2) 机器人外网监控系统：这种系统类似于电梯物联网，主要是本体机器人公司销售的机器人系统联网，服务对象是机器人生产厂家、集成商。目的：机器人的销售和售后服务。此种系统主要是机器人本体厂家有这个需求，解决的是售后服务问题。此系统的需求来源是售后部门和集成商，以及公司基于此系统的数据服务希望如何提供？要为此买单的是产品制造公司。除非此系统能解决(1)，即客户的局域网监控需求，否则客户不会为此买单，也不会愿意把机器人信息连到网上。

4.2 机器人的信息收集到云端需要数据通道，此通道通常为工业网关或者网络服务器，在服务器上使用4G卡或者宽带，信息即可上网。当然，业内也有人认为在数据通道中不可以使用无线网络，因为数据可靠性无法保障。

4.3 远程监控系统如果要外网使用，通常都会租用商业云平台的虚拟机，原因有几个：

(1) 这些商业云平台上有大量的软件工具和系统管理工具；

(2) 如果自己搭服务器，那么需要运维，专门找一个人过来做运维也不划算；

(3) 现在虚拟机的租用价格比短时间内买很多服务器、购置数据中心的投入要小，当然，如果形成了销售规模未必会更划算。

5.机器人远程监控系统的核心诉求

5.1 对于东风等产线厂商来说，核心诉求我认为包括以下方面：汽车制造的效率和质量提高；产线不停机；可控停机进行维保，减少损失等。

5.2 对于机器人制造商来讲，对机器人远程监控系统的需求则包括远程机器人升级、维护，并由此带来的服务价值。

因此，除了搭建起互联平台之外，接下来还要想，如何设计系统来满足以上诉求？如果仅仅只是收集了数据，那不过是个数据库。因此，基于基础设施将设备互联后，在此基础上的数据应用开发是这套平台能带来多少价值的关键。另外还有一点要注意，IT对于智能制造或者工业互连来讲，只是工具和基础设施，核心还是业务层面的设计。

6.机器人远程监控系统的技术注意点

6.1 数据会无限多，当采集频率高时，数据量很大时，数据库未必能满足要求。

6.2 使用无线传输可能性比较差，因为有重要数据可能会遗漏。工业现场不同于消费级应用，对可靠性要求更高。

6.3 产线维护

计划性维护：发生问题了进行维护。例如：系统已经报错了，有设备损坏，此时应该停机维护。

预测性维护：预测到问题的发生，并进行维护。例如：产线中的电机还有2个星期要坏了，在预测到此问题时，即发起维护。

毫无疑问，预测越准确价值越高。

6.4 当实际物理无法连接时，设计逻辑上的连接，也可能是物联网的一个用处。例如，物理上是1个A设备，对2台B设备，对三台C的设备的生产现场，在逻辑上可以拆分为三套系统。或者合并为一套系统。并对其进行产能等监控。