华为梯联大众

厂商:华为技术有限公司
  点击数:10820  发布时间:2018-03-27 15:18
城市化进程在逐步加快,到2050年,全球会有70%人口约70亿人生活在城市,而中国已成为全球城市化进程的引领者。在全球新建的电梯中,中国市场占全球的比例是68%以上,也就是说每新装3部电梯,有2部在中国。中国庞大的市场和迅猛的ICT变革,正在催生电梯加速进入全联接的数字化时代。
关键词:物联网 ,华为 ,电梯

未来,一切都会被联接,物理世界的任何东西,我们都有能力构造一个数字双胞胎,从而享受到数字化的红利。但这是一个逐步解锁的过程,什么会被先解锁,取决于技术的进步。梯联网正是因为技术的发展而解锁的一个新领域。

1 中国跑步进入城市化,加速电梯数字化演进

城市化进程在逐步加快,到2050年,全球会有70%人口约70亿人生活在城市,而中国已成为全球城市化进程的引领者。在全球新建的电梯中,中国市场占全球的比例是68%以上,也就是说每新装3部电梯,有2部在中国。中国庞大的市场和迅猛的ICT变革,正在催生电梯加速进入全联接的数字化时代。

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2 电梯运营的挑战与机遇

电梯是生活中基本的公共设施,有两个关键的运营诉求:安全运营和持续运营。为了确保这两点的达成,很多国家对电梯的例行维护进行了强制性的要求。比如中国,电梯被归类为公共安全设施,每个月需要专业人员上站进行至少2次的例行化维护和保养。这是一种高成本应对风险的典型做法,即使如此,电梯事故仍然时有发生。面对这个问题,可以从两个方面重新思考:这种做法的成本和价值怎么样?更好的方案是什么?

全球目前有1500万部电梯,每部电梯平均每年有2天的时间是不工作的,这两天可能是因为故障,也可能是因为保养。对一部电梯来说,两天可能不算什么,但是乘以1500万,这个数字就变得非常可观。

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专业人员的例行维护又是什么情况呢?电梯维护人员基本就是凭经验,一支笔、一个本子,跑上跑下记录情况。主要的问题在于:维护效果和人员经验高度相关,存在大量不必要的维护,同时维护人员很难识别深层次的潜在风险。

针对这些问题,一些电梯巨头进行了很多创新性的尝试。比如全球第二大电梯公司讯达电梯,在其最先进的电梯中,安装了700多个传感器,工程师到达现场,利用移动终端上的APP进行更高效的深度维护和检测。这些有益的创新正在为电梯行业迈入全联接时代助力。

3 华为梯联网架构

在进一步对电梯进行数字化改造时,迅达电梯和华为走到了一起,一个带着行业诉求,一个带着专业技术。双方想要解决三个问题:是否可以进行预测,在风险变成事故前发现风险,而不是等到人为的例行维护去“碰”到风险;是否可以利用大数据、人工智能,进行深度数据挖掘,从而超越工程师的经验;是否可以在解决电梯维护的难题之上,能够为乘客、业主提供更有价值的应用和体验。

历经2年的持续投入,创新的梯联网解决方案应运而生。

首先,核心是支持边缘计算的网关,在电梯里网关可以采集整个电梯运行传感器传入的参数,通过无线或者是有线的方式传递到云端。

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其次,云端SDN控制器。华为采用了软件定义网络的架构,因为电梯的数量很大,所以网关的安装、维护、升级等,需要有一套便捷的低成本方案,控制器可以集中完成这些工作,降低对维护人员的技能要求。因为电梯的数量很大,网关的数量也很庞大。传统SDN网络中,有数千台设备已经是一张大网,但是在物联网解决方案场景下,管理的设备幅度通常是百万级的。SDN控制器可以管理百万级设备网络,支持物联网的布署和维护等。

最后,云端物联网平台。华为的物联网方案是开放的,所以这个平台可以是华为的,也可以是第三方的物联网平台。比如在迅达电梯这个项目里面,客户选择了GE的物联网平台,华为也和GE签署了战略合作协议,双方实现了对接。在物联网平台之上还有大数据分析平台,还有华为的客户、合作伙伴的基于行业的创新应用。通过对电梯运行过程中产生的数据采集,并进行大数据分析来提前发现一些故障,有效提升运维效率。

4 四重安全架构

物联网的连接规模庞大,动辄百万个设备连接,如果黑客模拟一个边缘部件,或者攻击控制了边缘的部件,然后以此为跳板攻击云端,我们可以想象一下,如果工业设施在安全上出现问题,带来的将是灾难性的后果。所以在边缘有一个相对智能的网关设备,对云端和本地进行检测和防护,对数据进行加密,对攻击进行检测等,是非常重要的安全措施。华为在梯联网的方案里面,对安全进行了专门的四重设计:

第一,芯片级。在物联网网关上,做了芯片级的加固,保证芯片上的软件包是无法被插入代码的;

第二,操作系统级。物联网网关中使用了华为开发的物联网操作系统LiteOS,整个底层的代码都是华为写的,并且在上面嵌入了非常多安全的模块,从操作系统上保证是安全的;

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第三,网络级。电梯里面的物联网网关往云上连接的通道是加密的,全部采用了IPSEC加密传输;

第四,在云上的SDN控制器和平台,华为提供专门的安全防护方案,包括防普通攻击和防APT攻击以及防大规模DDOS攻击等。

5 边缘计算的四大价值

第一,数据的实时处理。

电梯是24小时不间断工作的设施,故障必须是毫秒级响应,如果直接连到云端,如果跟云之间的连接断了怎么办?就算没断如果时延太长卡顿了怎么办?解决这些问题首先是能快速响应。现在很多物联网方案以为边缘和云端连接起来就行,这对于对实时性要求不高的场合是可以的,比如监控垃圾桶或者井盖,但是对于需要边缘快速响应的,就基本不适用。

第二,本地存活。

什么叫本地存活?这就像在单位打电话,当外线断了时,内线还要能互相打通。在物联网里面,这种能力同样重要,当物联网边缘跟云之间的连接断掉的时候,并不意味着电梯就不能运行了,或者说就停在那里了。所以说要本地存活,就是边缘的网关上,有一些处理本地事务的一些机制能够自动运行,甚至于网络连接断开,它能保持本地网络还能工作。在这个期间,可以把重要数据存在这个网关上,等网络恢复以后再上传。

第三,数据聚合。

很多传感器数据在边缘采集进来的时候,如果每个传感器每个部件,都跟云上的平台建一个连接,这个连接的数据将非常巨大,云上几乎是不可处理的,很多过程数据也没有必要处理。比如电压只需要最大、最小和异常值就够了,没有必要每个时刻的值都上传,这些数据在边缘就处理掉了,无需再往云上传。这就是数据聚合。

第四,端云协同。

华为的整个梯联网设计,不仅实现了边缘计算,云上跟边缘也做到了协同分析。SDN架构的作用,就是在云上集中管理、集中运维、集中维护,不需要每个维护人员可具备非常高深的技能,专家可在云端提供维护服务。华为希望通过这种方式,把电梯运维的费用降低50%。

华为希望通过基于边缘计算的梯联网解决方案,助力电梯行业迈入数字化时代,推动智慧城市建设的高速发展,让生活变得更加美好,为社会创造更多的价值。

精彩对话

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华为技术有限公司企业网关领域总经理王少森

自动化博览:华为在物联网领域提供了哪些产品和解决方案?

华为技术有限公司企业网关领域总经理王少森:华为的愿景是构筑一个万物互联的智能世界。这一愿景需要联合ICT全行业玩家才能达成,华为需要在其中发挥独特价值。对于物联网,我们投入的领域很丰富,分成几个层面。在终端侧有通信芯片、通信模块、开源OS LiteOS;在网络层有NB-IoT,LTE-IoT,Hi-PLC等丰富的通信技术,以及基于这些技术的通信网关;在管理层有物联网管理平台OceanConnect。虽然华为提供了几乎业界最丰富的物联网产品和技术,但我们的基本目标是:通过这些产品和技术,提供一个全联接网络和物联网平台,跟合作伙伴一起,提供适合各行各业的物联网解决方案。

自动化博览:在您看来,华为在物联网边缘计算领域的优势在哪里?

王少森:随着虚拟化技术的越来越成熟,大量的计算会集中到云上去,而网络中剩余的计算能力会集中到网络边缘,这部分计算能力也会充分利用虚拟化能力,在边缘实现“云化”。凭借华为在芯片、虚拟化能力上的长期积累,我们在边缘计算上保持了很好的优势。同时,物联网核心的价值在于如何以最低成本实现一个高质量的互联,在边缘计算解决方案中,华为提供了很多独到的通信技术来实现这一目标。比如最新一代的PLC-IoT通信技术。这一技术在传统PLC技术基础上,稳定性、带宽大幅度提升,能解决大量互联场景的通信难题。同时,高安全也是我们内置在所有部件产品中的首要考虑因素,并经历了严格安全考研,比如电梯作为公共安全设施,对通信安全要求极高,而华为的梯联网方案就是一个高度安全的解决方案。

摘自《自动化博览》2018年3月刊

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