智慧建筑領域創新不能只靠鍵盤,應該勇于涉足一些基礎產業,當前自主創新已經成為國家戰略,在此機遇下, 為改變30年來我國建筑領域控制產品落后的局面,我們要搞具有自主知識產權的國產化物聯網控制系統。
場景化思維是物聯網時代的一種創新的思維模式,它不但貫穿于項目始終也是連接溝通各種項目參與者的紐帶。
通過對一系列場景來凝煉提取建立“模型”,之后各相關專業技術人員以此為基礎不斷豐富和維護模型,用戶也可以參與模型的建設,這些模型是可維護,可進化的。
這些模型首先存在于數字空間,使用起來簡單快捷,通過復制、組合、即可完成設計,這種方式會大大簡化設計工作,降低設計過程中各專業的配合難度,由于這些長期維護的模型經過多次實踐檢驗,可靠性很高,避免了很多風險。這些模型可以直接結合BIM,擴展和精細了BIM的內容,并可直接參與建設階段,比如,某個場景定義了傳感器,執行機構,控制器的配置方式,定義了這個場景的數據內容,數據傳輸表達方式,數據品質方面要求等,實際上這等于定義了這個場景控制解決方案,施工者直接據此完成部署,即可完成數字空間與現實世界的交聯映射,同樣為運維提供服務的公司也可以加入進來,如數據處理、可視化、AI、各種專業的運維服務應用開發者等等,使這些模型的內涵外延越來越豐富,這樣相當于在數字空間創造了一個個有生命力的,具有進化能力的,并可與現實世界具有映射關系“場景模型”。
基于以上場景化思維,相對傳統的運作方式變得更高效,更可靠,可驗證,可敏捷部署,可全過程運維,以機器智能為基礎的全新運作方式。運作方式的變革必然要求相關各個環境節要有相應的改變,以智能建筑領域為例,咨詢方式可能會被以大數據為基礎的虛擬仿真系統取代,設計方式BIM正在高速發展,控制系統必然會向物聯網+ABC發展。
太多的變革將即將或正在發生,在這里我們想就場景化思維下控制系統的發展問題做一下討論。我們知道到現在有很多系統,樓宇自控系統,門禁控制系統,智能照明系統………它們有一個共同點,自成體系互不相干。所以你會發現在智能化程度比較高的建筑里,門是歸門禁系統管,燈是歸智能照明系統管,空調是歸樓宇自控管,可能還有安防系統,窗簾系統,新風系統………所以當你打開門時,照明系統不知道你來了,空調系統也不知道你來了,還得到墻上去找開關,這就是當今智能化的現狀!
為什么要有這么多系統?難道這個房間就不能把空調,照明,門鎖,通風,窗簾統一在一起管理么?當然可以,其實這就是場景化的思維方式。但你會發現我們需要一種全新控制產品,這個產品要有強大的連接能力,不但能連接房間內的各種設備,還要有網絡連接能力,協作能力,還要有編程能力……。也就是說我們需要一種新的控制系統取代這些煙囪式的傳統系統,這種系統就是物聯網控制系統。
物聯網控制系統是必然發展趨勢,用場景化思維發展我們自己的物聯網控制系統是時代賦予我們的歷史使命。
隨著物聯網技術方興未艾,涌現出大量的物聯網產品,但在我國物聯網控制系統還未得到應有的重視,產品意義上的物聯網控制系統鳳毛麟角,究其原因可能有以下幾點:
01 長期以來國內就沒有自己的控制系統,一直在使用舶來品,嚴重缺乏控制系統研發經驗、能力。
02 國外傳統控制系統廠家向下兼容式的產品開發思路無法產生徹底顛覆傳統的控制系統。
03 控制系統需要長期技術積累,國內多數IT公司急于求成,在KPI驅動下會選擇網關+傳統系統的鍵盤創業式偽物聯網集成方式。
在智慧建筑領域物聯網不是簡單的把設備數據聯網,而是用物聯網控制技術替代傳統控制系統,這是個顛覆性的技術革命,那種通過網關把傳統系統數據集成到所謂智慧平臺的做法是不可取的,實際上和傳統IBMS沒有本質區別,物聯網的高速、實時、同步能力并沒有得到施展,云計算、大數據、AI的能力也不可能得到發揮,傳統系統的存在限制了數據采集、傳輸的速率與質量,場景內仍然條塊分割,煙囪林立,米級距離內數據仍互不相通,控制能力仍然是一成不變,不可能獲得迭代升級進化的可能,也就沒有以后的全過程運維能力。長期以來我們走了太久的彎路,智慧建筑領域創新不能只靠鍵盤,應該勇于涉足一些基礎產業,當前自主創新已經成為國家戰略,在此機遇下, 為改變30年來我國建筑領域控制產品落后的局面,我們要搞具有自主知識產權的國產化物聯網控制系統。
場景化的物聯網控制系統應具備以下要素:
應用場景是設備設施、用戶與云互動即時連接,對其深度開發挖掘是物聯網控制系統的首要任務。物聯網控制系統應該是一種互聯網技術加持的集散系統,控制功能面向應用場景分散、數據、設備管理集中、兼顧分而自治和綜合協調的設計原則的新一代高速率、同步控制系統。
要保證系統的高可靠性主要有以下措施:一是廣泛應用高可靠性的硬件設備和生產工藝;二是廣泛采用冗余技術;三是在軟件設計上廣泛實現系統的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等,四是采用具有自主知識產權的技術,確保信息安全避免受制于人。
它以“場景分散”基礎,同時更著重于全系統信息實時綜合管理,向實現控制體系、運行體系、計劃體系、管理體系、運維體系的綜合智慧化方向發展,實施從最底層的實時控制、優化控制、上升到設備生命周期管理,生產調度、經營管理,AI輔助管理以至最高層的戰略決策,最終形成一個具有柔性、高度智慧化的管控一體化系統。
作為國內首家自主可控的集散式物聯網控制系統產品提供商,北京小物科技有限公司認為物聯網控制系統即要有面向應用場景的開放硬件體系,又應該是個云智能的軟件體系,同時物聯網控制系統更應該是個平臺化的技術支持及全過程運維體系。
集散系統結合場景化思維方式,我們可以定義物聯網的控制單元的工作方式是面向應用場景的智能控制與數據處理、傳輸,其作用是實現場景內所有設備控制和數據管理,我們可以把它稱為場景控制單元,其應具有幾個基本特征,首先是具有獨立IP地址,其次具有在線可編程能力,再次其具備開放的連接能力,有能力連接場景內的第三方傳感器,執行機構或其它設備。與場景控制單元配套的專用智能控制組件是硬件體系的重要產品,比如針對特定場景集成多種數據的傳感器,功能更強大的特定設備控制組件,如可實現空調末端精細化智能控制,節能降耗的智能控制組件,兼具測控計量一體的電動機控制組件等等,這些產品都具備在線升級能力,同時還具有自檢能力,在某些情況下,自檢能力會提供自動評估施工效果的能力,可有效解決隱蔽施工大量不易發現的缺陷問題。
場景控制單元是控制系統的核心硬件設備,它是未來無數場景的控制與鏈接節點,安全設計尤為重要,控制單元采用自主開發的專用系統程序而非開放操作系統,會保證Cpu效率與可靠性,同時最大限度保證系統安全性,極大降低被入侵的可能性。隨著國產嵌入式芯片發展日趨成熟,采用具有自主指令集架構的國產芯片開發生產我們完全自主可控的物聯網場景控制單元是大勢所趨。
控制系統硬件產品使用壽命至少在8~10年,要著眼于全生命周期運維服務能力,這是傳統系統不具備的能力,正是這個能力使物聯網控制系統具備進化升級的可能。因此控制系統主要硬件產品都要具有在線升級的能力,這個升級包括系統程序和應用程序,這樣也就擁有了全生命周期遠程維護能力。以此為基礎未來通過網絡在線提供專業服務的模式將會蓬勃發展。
萬物互聯使得孤立產品走向復雜產品網體系。隨著物聯網技術的不斷發展,產品將沿著傳統產品→智能產品→智能互聯產品→產品系統→產品體系的路徑逐步演變。未來的產品不僅僅是一個產品,而是成為一個網絡體系的組成部分。當成為一個網絡體系組成部分的時候,就從一個原有的機械系統演變成復雜的巨大生態系統。通過開發云智能的物聯網基礎數據管理工具體系徹底實現對建筑的全域實時物聯網控制管理,同時也通過功能強大的軟硬件體系創造了一個基礎生態。
小物科技認為這將是采用云智能、設備設施物聯網化的一個有機體系。云智能是云解決方案中的一種策略,可以簡化轉換,并為多個云和任務提供功能支持。設備設施物聯網化全局性的升級基礎設施、應用程序標準和數據標簽支持的數據透明化。利用人工智能和機器學習實現管理決策優勢。通過執行簡潔、集成和自適應的云戰略來最大限度地利用這些能力,在設計系統/應用程序時考慮云計算,以簡化采用,并允許跨專業集成。通過在云中執行操作相關的公共數據和應用程序標準,如數據規范化/標記、傳輸協議和接口,以支持ee采用脫離定制方法的企業解決方案。再加上云計算提供的計算能力,將使能效管理以前所未有的速度運作,作出明智的分析和決策。
物聯網控制系統可以支持本地、公有云、私有云、混合云部署,采用/基礎場景/服務器架構,將傳統復雜的系統拆分成多個獨立標準設備模型或控制場景及相關標準應用服務,并通過松耦合的形式交互,這種架構的優點:降低了系統復雜度,物模型可以獨立開發、部署、擴展、維護并逐漸標準化,模塊化,便于重復使用,極大提高效率與可靠性;模型之間相互獨立,單個模型故障,不影響其它模型運行以,此為基礎搭建可伸縮的智能建筑控制系統。其中工具化的項目部署,設備管理及數據處理能力是物聯網控制系統的基礎能力,也是一個成熟控制系統必備的功能。
系統軟件獲取物聯網控制設備數據,并具有根據各種場景需求對數據的處理能力。該工具化軟件可通過創建數據、對象并建立相關數據、對象間的邏輯關系實現物聯網設備間的控制及協調管理,或與云端其它專業應用交換數據。如實現設備、資產管理、控制邏輯管理、時間表管理、事件管理、報警管理等、接口函數,同時提供用戶需求的報表、圖表創建能力,采用預置可視化界面方式實現用戶可視化監控需求,對于未來可能出現的不同角色的管理需求,統一通過對數據的操作權限設置來解決。云端管理平臺及各應用通過接口函數以對象形式在基礎數據管理軟件中實現與數據的關聯。
物聯網技術發展已經徹底改變技術支持和運維服務方式,平臺化的技術共享,知識融合方式將成為未來控制系統發展的主流,以后用戶不再需要購買和學習組態軟件,流程圖語言,通過系統的支持服務平臺直接利用共享的場景資源即可完成部署,服務平臺將提供便捷的逐步升級的場景配置工具、輔助設計工具,調試工具,施工部署服務,輔材配件供應,定制生產服務及行業相關產品供應鏈。
全過程運維能力可以說是物聯網控制系統與生俱來的能力,可以說物聯控制系統的重要組成部分包括服務支持平臺,服務支持平臺構建了全過程運維服務的基礎生態環境,以之為基礎各個相關領域均可以建立自己的服務,進而逐步發展成繁榮的行業生態。
物聯網控制系統會持續迭代進化,隨著大量新的面向各種場景智能組件開發生產,智慧場景應用的不斷積累、完善,以及與大數據、云計算、人工智能等技術的結合,必將煥發無限生機。