现 在，工业物联网 (IIoT) 实施依赖云解决方案提供业务信息，而最有可能改善工业资源管理的数据往往在车间尚未得到充分利用。许多公司开始关注这些数据，并寻找捕获和分析方法，以便在设备寿命期内更好地管理设备。
本文中，我们讨论工业资源管理，以及工业物联网技术对实施预测性维护的优势。我们考察一个集成 ADLINK、IBM、Intel 和 PrismTech（ADLINK 下属公司）组件的分布式分析解决方案。我们研究某半导体工厂的示例，证明该解决方案如何降低维护成本，提高效率，并延长设备寿命。然后我们探究每个设备，及其如何将资源管理从非精密科学转变为精密科学。
不成功即成仁的资源管理世界
一份 Aberdeen Group Analyst Insight 调查 “Asset Management: The Changing Landscape of Predictive Maintenance”（资源管理：不断变化的预测性维护形势）称，高管们认为，关键物理资源的故障是其运营的头号风险。可以是制造生产线中的运动控制装置，变电站的可编程逻辑控制器 (PLC)，或者矿山的挖掘机 – 如果发生故障，损失严重。
提高生产效率和质量可以增强公司的竞争优势和底线。停机、质量问题停工和时机不当的维护都会对生产力和收入造成负面影响（图 1）。非计划停机可导致合同失效，违反环保和安全法规，以及产品短缺。无论哪种情况，都会对收入和公司信誉带来不小的打击。
Figure 1: 停机、质量问题停止和时机不当的维护都会对生产力和收入造成负面影响。
使用工业物联网解决方案提高效率和质量时，公司面临重大挑战。许多工厂和现场设备在隔离网络中工作，从不连接 Internet 或向经理的计算设备传输数据。此外，目前大多数工业物联网对话关注设备与云端的实施。根据应用不同，将所有数据移动至云端可能不经济或不合适。
那么，在边缘执行数据处理就是解决方案。幸运的是，物联网解决方案需求推动了现场设备与设备或机器与机器 (M2M) 通信以及分布式分析的发展 – 也称为雾计算。要求在毫秒和微秒间传输数据的实施尤其需要边缘计算。
优化的道路
为满足提高资源管理的需求，Intel® 物联网解决方案联盟成员 ADLINK 和 IBM 合作推出支持雾计算的解决方案。这些解决方案认可分布式分析以处理操作关键型工业物联网部署的需要。
使用分布式分析实施预测性维护可以最大程度延长设备运行时间，同时避免部件故障导致的延迟和损失。这些解决方案现场分析本地数据用于直接操作，然后将筛选后的数据、结果或者二者同时发送到现场边缘计算节点、后端应用程序或者私有或混合云。然后，机器学习和其他技术可以挖掘历史操作数据 – 如维护和维修历史记录、工作条件和趋势 – 预测磨损和最优维护与更换计划。
实现预测性维护的分布式分析解决方案
ADLINK 与 IBM 合作对物理资源、操作和流程进行工业物联网优化的集成方法。ADLINK 的 PMQi 解决方案和 IBM 的 Predictive Maintenance and Quality (PMQ) 分析平台为部署环境存在困难的客户简化预测性维护应用的部署。解决方案可以服务多个行业，轻松缩放以处理数万台设备的监控，每台设备持续提供多个数据点的数据流。
PMQi 实时访问多个数据来源，预测资源故障或质量问题，帮助企业避免成本高昂的停机。在边缘计算节点上运行的预测性分析推动下，解决方案检测异常和故障前数据特征，确定存在最大风险的资源和操作流程。这种早期确定潜在顾虑的方法可以帮助公司更加经济地利用有限资源和资产，最大程度延长设备运行时间，改善质量和供应链流程。
PMQi 工业物联网资源管理解决方案可以采用闭环或与云端通信。它包括以下组件（图 2）：
PMQi 认知网关 (ADLINK MATRIX MXE-200i)
PMQi 工业设备 (ADLINK SETO-1000)
PMQ Analytics Platform（IBM 软件）
Vortex Data Distribution Service (PrismTech)
Figure 5: ADLINK MXE-200i 物联网网关是耐用紧凑的 工业网关。
此应用程序支持的网关使用 Intel® 物联网网关参考设计，帮助将新旧工业设备安全连接到物联网。此设计提供用于联网、嵌入式控制、安全性和可管理性的技术与协议。
未来版本的 PMQi 认知网关将支持 Intel® 物联网网关技术。此更新包括 Wind River® Intelligent Device Platform XT 3.1，并支持新即插即用产品与功能。这些产品包括 Intel® IoT Gateway Software Suite 产品系列、Intel® IoT Gateway Developer Hub、Intel® IoT Platform 市场和 Intel® Package Repository。
MXE-200i 符合 EMI/EMS (EN61000-6-4,61000-6-2) 标准。它可承受 100 G 操作冲击，工作温度范围扩大至 -20°C 至 70°C。连接功能包括 2 GbE LAN、2 个 COM 端口、2 个 USB 2.0 端 口、1 个 USB 3.0 主 机端口、4 个 隔离数字输入 （可选）、4 个 带中断支持的隔离数字输出以及两个 mini-PCIe 插槽，可支持一个 mSATA 驱动器。USIM 插槽支持 Wi-Fi、Bluetooth*、3G 和 LTE 通信选择。
PMQi 工业设备
ADLINK 的 SETO-1000 E xtreme Outdoor Server 十分适合恶劣条件，可分析动态制造数据，加速车间决策，并提供中央制造数据仓库（图 6）。装置超出 NEBS 冲击和振动要求，工作温度范围为 -40°C 至 55°C，防水防尘等级达到 IP65。SETO-1000 通 过取消风扇和过滤器降低维护成本，提供无故障、耐天候的高速铜或光纤连接选择。
Figure 6: 耐用的ADLINK SETO-1000 Extreme Outdoor Server 分析动态制造数据， 加速车间决策。
Extreme Outdoor Server 当前以 Intel® Xeon® processor E5-2400 v2 产 品系列的单插槽和双插槽实施为基础，允许应用程序提供商在网络边缘提供数据中心性能。今年晚些时候，该服务器将提供基于 Intel 14 n m 工艺技术和 Intel Skylake 微架构的 Intel® Xeon® 处理器 E3-1500 v5 产 品系列，提高能源效率性能。
PrismTech Vortex Data Distribution Service Platform
Vortex 是独立于平台的解决方案，提供与传统和第三方应用程序的无缝集成，并支持超过 100 种 通信技术的连接器支持。开放架构 API 允许集成第三方开发环境、框架和分析软件。
Vortex 平台包括 Vortex Device、Vortex Cloud 和 Vortex Gateway 产品套件，提供丰富的功能以满足具体需求。甚至还有 400 K B 大小的软件模块 Vortex Lite 还可驻留在基于微控制器的传感器和系统上，如 Intel® Quark™ Microcontroller D1000 和 D2000。
优化资源管理和操作性能
ADLINK PMQi 平台提供综合工业物联网资源管理解决方案，用于在边缘收集和分析数据并支持云端大数据分析。使用此解决方案，企业将能够在停机前发现潜在故障，快速确定异常，并通过预测性维护避免成本高昂的停机。
有关 ADLINK MATRIX MXE-200i 物联网网关的信息，请参见 intel.com/SD-adlink-mxe-200i。有关 ADLINK SETO-1000 E xtreme Outdoor Server 的信息，请参见 intel.com/SD-adlink-seto-1000。
有关连接、整合和优化工业自动化的更多信息，请访问 intel.com/embedded-industrial。
ADLINK Technology (intel.com/MR-adlink) 是 Intel® 物联网解决方案联盟高级成员。公司通过创新的边缘设备、智能网关和云服务解决方案支持物联网 (IoT)。ADLINK 的产品支持应用，用于工业自动化、通信、医疗、国防、运输和信息娱乐行业。产品包括基于工业标准体积系数的主板、刀片、机箱、模块和系统，以及丰富的检测测量产品和智能触摸计算机、显示屏及手持设备。许多产品具有出众的耐用性，温度范围、耐冲击和耐振动性能出色。
IBM (intel.com/MR-ibm) 是联盟普通成员。