Herrenknecht AG 使用 InfluxDB 为隧道掘进机提供 IIoT 平台和边缘数据收集
作者：Jason Myers / 用例，产品，开发者
2022年5月26日
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Herrenknecht AG 是机械化隧道施工系统领域的科技领导者。Herrenknecht 的工程师们致力于构建一个工业互联网（IIoT）平台，该平台可以洞察所有隧道掘进机（TBM）的实时和历史数据。这些机器有数千个传感器，产生高速数据，有时在偏远地区，网络连接有限。
隧道掘进机是大型工业设备，切割面直径从0.10米到近20米不等。随着机器尺寸的增长，Herrenknecht 需要收集的关于其操作的数据量也在增加，特别是在交通隧道施工中使用的机器。对于 TBM 操作员来说，拥有当前和准确的信息至关重要，这样他们就知道该做什么，如何指导机器，以及如何应对突发事件。
构建 IIoT 平台
Herrenknecht 只有一个小型开发团队，他们希望构建一个可以提供关键数据给 TBM 操作员的 IIoT 平台。他们需要一个易于维护的解决方案，这样团队就可以将更多的时间花在功能开发上，而不是处理基础设施。他们还希望使用开源技术来节省资金。
Herrenknecht 的开发人员需要克服许多技术挑战。传感器多样性是一个。每台机器都有 5000 个或更多的传感器，这些传感器以不同的采样率收集数据。它们收集与切割面性能相关的指标，包括推进速度、推进进度、切割轮扭矩、每分钟允许的最大穿透深度和允许的最大推力。这些 TBM 在世界各地（包括地下）运行。这带来了连接问题，因为这些机器可能会离线数天、数周或数月，团队需要考虑到这一点。最后，团队希望包含历史数据，并使系统尽可能地面向未来，理想情况下，这个系统可以持续 10-15 年。
边缘数据收集
赫伦克内希特团队选择了InfluxDB作为其IIoT平台的核心时间序列存储数据库。他们选择InfluxDB的原因在于它能够处理边缘设备上的数据收集，同时提供了开源和商业版本（即，可以适应增长），并且支持当时TBM运行的Windows操作系统。如今，TBM主要运行Linux，但在必要时仍可运行Windows。
他们首先直接在TBM上安装了InfluxDB的开源版本。他们使用InfluxQL进行数据处理，并使用自定义软件从细粒度数据中提取聚合数据。他们的服务运行在这些聚合之上。
拥抱云服务
接下来，赫伦克内希特团队使用InfluxDB OSS构建了一个云生态系统。他们在Kubernetes中运行InfluxDB，为现场每台机器运行一个InfluxDB实例。微软Azure云为这个系统提供了存储后端。InfluxDB OSS的设置几乎与边缘设备上的设置相同，因此这一步只需要很少的开发工作即可投入运行。由于边缘实例的InfluxDB执行所有数据处理，因此它们只需将干净的数据发送到云实例，从而减少了所需的存储量，这是系统节省成本的一个方面。云中的数据与机器上的数据完全一致，因此现场和云中的可视化完全相同。
迁移到企业版
该系统运行良好，直到赫伦克内希特达到了大约100个InfluxDB实例。在那个阶段，他们遇到了Azure存储问题，这导致了可靠性问题、查询延迟和响应时间增加。公司决定从在云中运行开源版迁移到InfluxDB企业版，以提高系统可靠性。开发团队在不到两周内完成了迁移，从Kubernetes集群迁移到InfluxDB企业集群，没有读取中断，写入中断不到六十分钟。
迁移到InfluxDB企业版将赫伦克内希特InfluxDB生态系统的成本降低了三分之一。他们不再为所有InfluxDB容器拥有多个Kubernetes节点，而是转向了更小、成本效益更高的InfluxDB企业集群。增加的稳定性和性能也有利于他们的IIoT平台，因为他们的自定义界面直接从InfluxDB中拉取数据。
