WISE-PaaS ist eine Cloud-Plattform für das industrielle Internet der Dinge.

WISE-PaaS — die cloudbasierte Plattform von Advantech für das industrielle Internet der Dinge, die verschiedene Werkzeuge zur Datenerfassung, -verarbeitung und -visualisierung, Automatisierung sowie zur Geräte- und KI-gestützten Systemverwaltung vereint. Die Plattform bietet mehrere fertige Softwarelösungen zum Aufbau komplexer Systeme in den Bereichen Industrie, Gesundheitswesen, Produktion, Logistik usw.

Die WISE/PaaS-Plattform kann auf den Infrastrukturen von Cloud-Anbietern wie Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP) und Microsoft Azure sowie lokal auf OpenStack betrieben werden.

Im Artikel werden einige der Softwareprodukte des WISE/PaaS-Komplexes vorgestellt, die eine schnellere Entwicklung von Anwendungen ermöglichen, ohne sich mit dem Aufbau der Infrastruktur beschäftigen zu müssen. Anwendungen können in gängigen Programmiersprachen wie Java, .NET, Ruby on Rails, Node.js, Grails, Scala on Lift, Python und PHP sowie mit den gängigen Datenbank-Engines MySQL, MongoDB, PostgreSQL, Redis, RabbitMQ gestartet werden. Für die Datenvisualisierung steht das Framework Grafana zur Verfügung. Ein separater Satz von Software-Tools für eingebettete Systeme vereinfacht die Erstkonfiguration von Geräten, Firmware-Updates und die Datenerfassung von IoT-Geräten.

Anwendungen Marketplace

Die Plattform bietet einen Konstruktor aus vielen verschiedenen Werkzeugen, die je nach Bedarf im Anwendungen-Shop. Zu den angebotenen Lösungen gehören sowohl eigene Produkte von Advantech als auch Produkte von Partnern. Für einige Produkte von Advantech ist eine kostenlose Testphase verfügbar.

Die Softwarelösungen im Marketplace sind in mehrere große Kategorien je nach Zweck unterteilt:

• Cloud-Anwendungsmanagement-Systeme — Orchestrierung, Überwachung, Backup
• Endgeräteverwaltung — Firmware-Updates, Datenerfassung von Geräten, Überwachung, automatische Konfiguration
• Sicherheitslösungen — Systeme zur Erkennung und Verhinderung von Eindringlingen (IPS/IDS), Antivirenprogramme
• WISE-PaaS/AFS — Systeme für künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und maschinelles Sehen.

Für die kostenlose Testversion ist eine Registrierung auf dem WISE/PaaS-Portal erforderlich, sowie das Einrichten eines Testabonnements. Dazu muss das interessierende Produkt im Marketplace ausgewählt und auf "Start Trial" geklickt werden.

Die Adresse des Portals zum Systemzugang hängt vom bei der Registrierung gewählten Rechenzentrum ab. Derzeit stehen die folgenden Rechenzentren zur Verfügung: Azure (Hongkong, Peking), Alibaba Cloud (Hangzhou).

Die Adressen der Zugangspunkte sind entsprechend:

wise-paas.com (Azure HK)
wise-paas.io (Azure HK2)
wise-paas.cn (Azure BJ)
wise-paas.cn (Alibaba)

Der Zugang zum Verwaltungsbereich erfolgt mit den Zugangsdaten, die nach Abschluss der Testphase per E-Mail erhalten werden.

WISE-PaaS/Dashboard

WISE-PaaS/Dashboard ist ein Toolset zur Datenvisualisierung auf Basis des Frameworks Grafana. Es wird hauptsächlich zur Erstellung von Diagrammen, Grafiken und zur visuellen Darstellung langanhaltender Prozesse verwendet. Neben industriellen Anwendungen kann es zur Überwachung klimatischer Prozesse, in Smart Home-Systemen und im Gesundheitswesen eingesetzt werden.

Die Plattform zur Datenvisualisierung WISE-PaaS/Dashboard

Widgets

Das Grafana-Framework bietet viele Möglichkeiten zur Datenanzeige: Tabellen, Grafiken, Diagramme, Heatmaps und vieles mehr. Ein vollständiges Dashboard zur Anzeige verschiedener Daten kann nahezu ohne Programmierkenntnisse erstellt werden, Widgets können per Drag-and-Drop hinzugefügt werden.

Benutzeroberfläche zum Hinzufügen von Widgets in das Dashboard

Neben den eingebauten Widgets können auch externe Plugins zur Integration mit anderen Systemen installiert werden. Zum Beispiel ermöglicht das Plugin für das Monitoring-System Zabbix, Daten von dort zu importieren und Benachrichtigungen des Monitoring-Systems anzuzeigen.

Somit ermöglicht WISE-PaaS/Dashboard die Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Quellen zur Anzeige in einem einheitlichen Panel.

Daten aus dem Monitoring-System Zabbix in der Grafana-Oberfläche

Datenquellen

Das Dashboard kann Daten aus verschiedenen Quellen zur Anzeige beziehen. Derzeit werden die folgenden Datenbanken unterstützt: CloudWatch, Elasticsearch, Graphite, InfluxDB, MySQL, OpenTSDB, PostgreSQL, Prometheus, RMM-SimpleJson, SCADA-SimpleJson, SimpleJson. Neben diesen Datenbanken kann jedes Format für Abfragen konfiguriert werden, um Daten aus verschiedenen Quellen zu sammeln. Außerdem steht ein Testdatensatz zur Erprobung des Systems zur Verfügung.

Grafana unterstützt verschiedene Datenquellen

Benachrichtigungen über Anomalien

Um auf bestimmte Ereignisse zu reagieren, ermöglicht das Dashboard die Einrichtung verschiedener Benachrichtigungen. Diese können sowohl automatisierte API-Aufrufe als auch Benachrichtigungen für den Bediener sein. Dies ist besonders nützlich bei der Erstellung eines Dispatch-Panels, um den diensthabenden Operator über anomale Änderungen zu informieren. Als Auslöser kann ein Überschreiten oder Unterschreiten eines bestimmten Wertes, ein Durchschnittswert über einen bestimmten Zeitraum, Datenmangel usw. festgelegt werden.

Erstellung eines neuen Auslösers und Hinzufügen eines Benachrichtigungsfeldes

Für die Anzeige von Benachrichtigungen gibt es ein separates Widget „Alerts“, das diese auf einem Bildschirm zusammen mit Grafiken darstellen kann.

WISE-PaaS/SaaS Composer

SaaS Composer ist ein Framework zur Erstellung von 2D- und 3D-Schemata technologischer Prozesse. Im Gegensatz zu klassischen veralteten Schemata ermöglicht es die Erstellung informativerer und anschaulicherer Modelle der ablaufenden Prozesse. Es visualisiert gesamte Produktionslinien und Gebäude in 3D und zeigt Ereignisse in Echtzeit auf dreidimensionalen Modellen an.

Hauptfunktionen:

• Web-Interface auf HTML 5 Canvas. Gute Leistung ohne Notwendigkeit, zusätzliche Software zur Anzeige der Schemata zu installieren.
• Erstellung von 2D- und 3D-Modellen. Import von 3D-Modellen im .OBJ + .MTL-Format
• Unterstützung von Bildern im JPEG-, PNG-, SVG-, OBJ-, MTL-Format. Unterstützung von Vektorgrafiken im SVG-Format bei der Erstellung von 3D-Modellen. Grafiken aus bestehenden Schemata können importiert werden.
• Hinzufügen von Animationen und Anzeige von Daten über dreidimensionalen Objekten
• Unterstützung von Skriptsprachen
• Integration mit anderen WISE-PaaS-Produkten, insbesondere WISE-PaaS/Dashboard

Der 3D-Modellbauer verfügt über eine Bibliothek grundlegender Komponenten: Rohre, Ventile, Kabel, Motoren, Maschinen, Gitter und mehr. Damit können realistische Modelle realer Objekte erstellt und Widgets mit Daten hinzugefügt werden.

Demonstrationsschema des Advantech-Gebäudes, das den Zustand der Energiesysteme in Echtzeit anzeigt, den Energieverbrauch an verschiedenen Standorten, die Luftqualität: CO2-Gehalt, Gehalt an Feinstaub in der Luft usw.

Demonstrationsschema, das mit Hilfe des SaaS Composer erstellt wurde und den Zustand verschiedener Parameter im Gebäude anzeigt.

WISE-PaaS/APM

Das System zur Verwaltung der Asset-Leistungsfähigkeit (Asset Performance Management) soll die Kontrolle über die Effizienz der Produktionslinien erhöhen, um genauere Prognosen, Risikobewertungen und die Überwachung der Produktionsmengen zu ermöglichen.

WISE-PaaS/APM verfügt über integrierte Algorithmen zur Analyse von Produktionsprozessen, die es ermöglichen, festzustellen, welche Maschinen nicht effizient arbeiten, Produktionsmengen vorherzusagen, mögliche Probleme zu identifizieren und den Bedarf an Wartung vorherzusehen.

WISE-PaaS/APM ermöglicht die Kontrolle der Effizienz von Produktionslinien.

WISE-PaaS/EnSaaS — Arbeiten mit Geräten (Edge to Cloud)

Um Endgeräte bequem in die Cloud-Infrastruktur zu integrieren, bietet WISE-PaaS ein Set von Werkzeugen für die Arbeit mit eingebetteten Systemen und IoT an.

WISE-Paas/DeviceOn — eine Plattform zur Verwaltung und Konfiguration einer großen Anzahl von Endgeräten wie Sensoren, Terminals, eingebetteten Systemen und mehr.


Hauptfunktionen:

• Zero-touch Provisioning — automatische Konfiguration von Endgeräten und deren Hinzufügung zum System
• Zugangssteuerung — zur Gewährleistung der Sicherheit des Geräts und zur Verhinderung unbefugten Zugriffs
• Aktualisierung (OTA) — automatische Aktualisierung von Software und Firmware auf Endgeräten
• Überwachung — Überwachung des Anlagenstatus und Benachrichtigung über Probleme durch Push-Benachrichtigungen, SMS oder E-Mail
• Backups und Archivierung — Erstellung von Backups der Konfigurationen der Geräte und deren Daten
• Gerätemapping — Konstruktor zur Erstellung von Anordnungsschemata der Geräte auf Gebäudeplänen und auf Karten

WISE-Paas/WISE-Agent

WISE-Agent — Software, die auf Endgeräten installiert wird, um mit WISE-PaaS/DeviceOn zu interagieren. Alle gängigen Betriebssysteme werden unterstützt. Kompilierte Pakete sind für Windows, Ubuntu, Android (RISC), OpenWRT (RISC) verfügbar.
Die Interaktion mit der Cloud-Plattform erfolgt über das Protokoll MQTT(s).

[Кейс] Nutzung der WISE-PaaS-Plattform bei der Entwicklung intelligenter Schiffe

Das Unternehmen SaierNico entwickelt intelligente Systeme für Schifffahrtsunternehmen und entwickelt Ausrüstung für Schiffe. Mit der Plattform WISE-PaaS hat das Unternehmen SaierNico ein System zur Fernüberwachung von Schiffen in Echtzeit und zur Reaktion auf Vorfälle entwickelt.

Die Sensoren sammeln Daten von verschiedenen Komponenten des Schiffes: Motordrehzahlen, Druck, Zustand der Klimaanlagen, Pumpen und mehr. Für die Datenübertragung wird der Broker RabbitMQ verwendet, was die Zuverlässigkeit der Nachrichtenübermittlung erhöht, da die Verbindung zum Schiff instabil ist. Die Daten werden im WebAccess/SCADA-System gespeichert.

Systemarchitektur

Um die Effizienz der Arbeitsweise der Schiffskomponenten zu verfolgen, wird WISE-PaaS/APM.
Die Datenvisualisierung für das Dispatcherzentrum basiert auf WISE-PaaS/Dashboard und WISE-PaaS/SaaS Composer.

Die Aktualisierung der Firmware der Endgeräte im Schiffssystem erfolgt über WISE-PaaS/OTA.

Quelle: habr.com