2019年工业互联网优秀案例PPT.pdf

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2019年度工业互联网优秀应用案例汇编,详细齐全,集合了十几款优秀工业互联网应用案例!相互学习!
项目概况 五维项目基于电信工业网络与恒远智能科技的设备联网数采技术与数 字化车间 品,建立由订单开始订单统筹订单执行订单交付完整的数 宇化制造管理协同平台,实现」端到端的数据集成与应用 1.项目背景 企业背景 维航电发展目前面临以下儿个突出问题和潜在需求: 产品定制化需求程度高,但工厂内部整体响应速度满足不了客户交期 计划统筹与组织能力弱化,造成各生产工序脱节,生产协同性差 车间生产加工与计划脱节,生产数据不透明,潜在浪费严重,生产成 本居高不下。如无法对设备、人员的生产效率进行有效评佔,管理精 细度低。 行业背景 五维在特种合金材料零部件制造行业客户优质,新能源新材料领域有核 心的技术优势和竞争力,急需对公司的运营与管理进行升级提升,以便后续 公司在核电与海工领域、海外市场的战略部署。 项目可行性与资源优势 维的产品特性与材料技术决定了工厂生产以设备加工为制造主体,所 有的人员、物料、方法、工县等生产要素都要绎过以设备为单元构成的加工 中心,并且材料研发设计使用大量先进的热处理、材料检测等精密仪器与设 备,为项目的智能联网和数据采集提供了物理基础。 2.项目简介 数字化协同制造项目整体规划以底层的工业级网络搭建与设备数采为技 术支撑,以各生产要素集成的数字化工位搭建为系统核心,车间级综合数字 化管理平台为数据应用载体,以工业级微应用为数字化系统的重要延伸。 主要分为以下几个实施阶段 期 观 智能向用系铲开与实施 划 智能工厂 多系统策成( ERP/SCMFLM 失应链管数宇七 研发设计台数化 教宇化工 生命周期管宇化 数宁化车问平台 设计行业理型与业支术型法,整合兄质理、工兰计划曾理 人品管国.料答等车应用平台,形成左 管言不 期 数于工位搭建 结会加工人员、物料、作标生产品标雀,以关键工位工位与线 体进行造数字工位的设计与卖 规 8个月 划 基于加工没室进多样化的数力案,构建数晷集糙 数围采集 ⊥业网绍搭建 适血车间银各种工业说能联网与配满宝仔种与用入系的应用还 台的要求 图1数字化协同制造项目规划 工业网络:以电信的工业网络为基础进行车间级工业网络的整体升 级,搭建设备运行与数采的网络基础设施。 数据釆集:应用恒远科技的设备数采技术,根据不同的设备接凵与通讯 协议,设计数采方案, 进行设备级的数据采集。 数字工位搭建:集合设备加工的人员、物料、工具、作业方法、技术图 纸等生产要素数字化,结合设备自身状态监控、加工参数采集,形成完 整的工位级数字化管理生态 车间级数字化管理平台:综合计划管理、品质管理、工艺管理、物料管 理、人员管理、效率管理等多个模块及功能应用,实现对车间的全方位 的数字化升级管理 工业级微应用 针对五维特定的应用场景,开发移动端的微应用 快速有效的解决实际问题。 3.项目目标 制造协同化 多样化的产品形态,导致整个制造链条信息冗杂,管理难度高、生产成本高、 生产速度与效率低下,通过数字化平台,将设计采购制造仓储物流交付服务 等各个环节打通,进行数据集合与应用,实现协同设计、协同制造及供应链协同 品智能化 装备制造的关键材料、核心部件的设讣、研发、测试的大数据采集、分析 如材料研发设计参数、监测评价数据等;产品智能化远程运行参数监控与预警 m回密显 qud Fue 醒有联 24n dtns) 3.tmi122s) 带材 铸件 板材 图2特种合金零部件产品工艺图 二、项目实施概况 五维航电数字化管理升级项目一期主要以数字化协同制造为目标,重点是企 业对内部制造过程进行数字化升级改造。 1.项目总体架构和主要内容 资源管理(RMs 生产过程控制RFS 页导驾 计划管理CPS) 物流管理[LMS 工业级 应用层 APP应用 订单管理(OMS 设备智能哩EMS) 质量官理(QMs 仓储官理(WMS) 工业大黝 设各移动家 编码营理 数据 、古、数据衍准理「 ERPICRM/edM/ SCM/PL eRtMs 角色权限 模型 模型工业技 安全管理 标准按口 不型 M/PDM 存储管理 检则预言 Lte 是 工业以太网 几兵理 设备层 数控设备A d亚业机器人 异常理 原材料仓库 加工工席A。令加工TB半成品仓库 加工工京C 成品仓库 人员 工装/刀具 作业流程检验标)(温湿度静电噪音) 图3项目总体架构 五维协同制造数字化平台总体架构主要分为:流程层、设备联网与数采层 数据中心模型层、应用平台与徼应用层。 ()流程层架构设计 首先在系统进行流程建模仿真与模型设计,对公司整体业务进行价值流分析 与设计,识别系统流程点与缺失项,进一步定义数字化匹配的标准业务流 与工艺流、过程流,进行由上而下的公司级、工厂级、车间级、工位级的流程标 准化 ()设备联网与数采层 基于工业以太网、工业总线等通信协议,网络、 等无线通信协 议将设备接入网络;通过 采集设备进行加工参数、设备状态、故障 分析与预警等实时数据的采集,内部集成」多种采集协议,兼容 等各类工业通信协议和软件通信接口,能够实现数据格式转换 和统一,另一方面基于盒子的内置高性能芯片与处理系统,能够将数据从边缘侧、 传输到云端,实现数据的远程接入。 ONT/GPON HGW 软件 数据采集 数据转发 车间A车间B FE HGW Lirw系山 x 开原 MDU n485245V多口支持 任成木,易扩R 车间 ∠ FE HGWHUE 杳月 能谱爸 PLC 甲上机 图4设备联网与数采结构图 ()数据中心模型层 所有釆集的数据公存储到数据中心模型集成库,除∫存储功能,核心功能是 封装了几百种工业技术、管理技术、机器学习、数理统计的算法,实现机理建模 能够对历史数据、实时数据、时序数据进行聚类、关联和预测分析。如五维集 成了更多的特种材料的设计仿真算法模型、定制化材料加工的流程算法模型,实 现对现有资源的优化配置。 ()应用平台与微应用层 基于五维特定的研发设计端与生产制造端的问题,建立一休化的数字化车间 管理应用平台,实现端到端的数据集成与应用。 字化理亚 软 精流輯理 生图涯理 军间旦理程 严的醒程 傳监 生□)工 图5数字化管理平台 搭建数字化平台,建立由订单开始订单统筹订单执行订单交付 完整的数字化制造管理协同平台。 基于关键工序与瓶颈设备,集成人员、设备、物料、工具、方法等生产 要素建立以设备加工中心为核心的数字工位。 行,停停等 加微数、开启」可.当工件续长 把序 ±牡状.负、和坐惊 焦5 效拓分 旋分管西系技 暴后: … ○ 运行正常远行正常运行正常运行正常运行正常运行正常运行正常运行正常运行 图6数字工位 慰家智理云务斯 设能理铸升写雠新 會2 生产过程异常的移动工 异常处理的标化二升处 程保 日6 可越故人簧买剖醒 生”过程检验的指 设备云 数扬的移动i受 台账,设备状态些控 程的数字化审批等 设故撞可.设备雄 保、设防性难护、设当 报废、没睾效态管理等设督 移动应用 图7工业APP微应用 基于特定场景,深度挖据数据价值与用户行为分析,开发移动端的工业 黴应用服务,如异常管理微应用、设备智能管家微应用、订单执行 管理平台微应用等。 全面的可视化运营决策数字化管理平台与移动领导驾驶舱应用 7天门行数过 三mi国 :H000 出A aF-42001iE320Tr 图8领导驾驶舱 2.网络互联架构 工业 网终系统是中国电信立足于构筑新一代智能通讯网,在对传统工 业交换机系统研究基础之上,结合最尖端的无源光网终通讯技术的发展,创新出 的一套安全、可靠、融合、先进的综合解决方案。 虚拟设计 工艺管理 质量管理 Pin E民P/Ns Ts 能耗臣测没备维修管理环境监测供应链管理 数据分析平台 智能生产数据采集与控制分析平台 工业大数据分旨 工业区 头 安 保 系 无分无喜 化凭 工业PON几余网 工业PON元余网。 无分器 无光器 机械手冒 课分光西 上分光西 现场因定 试车车间 加幅唱一留 无线w1 车c 间A,小率无植w1F Tc 总装车间 库 仓库库 智能仓库 加工车间 图9网络架构图 项目通过工业网络系统为企业构建双冗余容错环网,确保生产网络出 现连接中断的情况时,立即启用另外一条通路,使网络通信的可靠性大大提高。 工业网络在物理层釆用了技术,在链路层使用以太网协议,利用 的拓扑结构实现了以太网的接入 玍间现场釆用移动终端扫描二维码方式采集数据,需要通过无线网络接入 但是车问现场环境复杂,电磁干扰密布,为了满足车间现场对生产数据采集的稳 定性需求,采用工业级全向无线,高密负载均衡,所有终端白动被接入到附 近最优,保证系统稳定运行。 3.数据架构和应用 用 MongoDB负责实时数据的持久化存储 ●数据清洗〔数据挖掘 米集终端兼容设备协议 使用P。 stgreSQL做数据集成处理 通过边绿计算进行数据预 业务数据 ●基于Lean的生产运营管理模型 处理 (订单、计划数据) ●开源 Redis数据库做緩存 队列,保证断网续传 数据协同 设备实时数据 数据库 DssPlat (运行状态、核心参数 采集终端 生产实时数据 EverMonitor (人员、任务、产品数量等 二维码扫描采集 HL器 PDA无线上传 ●工位为最小单元建模 时 “L设备实时致据 数据格式标准化 L!运行状杰核参数 数据是企业未来核心资产,数据就是价值, 数据架构决定企业能否将数据有效采集和利用。 采集设音预处理Red 我们将数据分为三大类,设备实吋数据、生 产实时数据和业务数据。其中,设备实时数据由 服务器次洁洗 系统通过设备接口和协议白动采集,生产实时数 其他据 PostgreSQl 据由牛产过程中的参与人员通过二位码扫描釆集 非关系数据左][关系华库 业务数据由生产管理人员通过系统端贞面 MongoDB 操作录入 业务数据 〔订单、计划数据 设备实时数据是设备运行过程中产生的数据, 生产实时数据 (人员、任务、产昂、数量等) 包括设备运行状态、故障代码、核心参数等,由系 图10数据架构图 统通过设备协议自动采集,采集频率高,数据量大。所以我们在采集终端进行了 预处理和格式化,并用做缓存控制,减少通信中断对数据采集造成的影响。 数据按照格式转发到服务器端后,服务器会对数据进行二次清洗,将业务相 关数据存入业务数据库,为生产管理和协同提供攴持。业务数据库使用用开源数 据库 搭建,轻量化、低成木,完全满足生产需要。 其他设备数据将会被实吋转存到非关系型数据库中,进行持久化存储,为大 数据分析建立基础。此数据库用 进行管理, 也是开源数据 库技术,支持高并发写入和分布式存储,性能优越。 下一步实施计划 2017 2018 2019 数宇化协同制造 智慧供应雏+产品服务智能化 智能工厂圻行业大数据平绀运曹 迈向卓越 设备联网数 产品生命吉数字化管堐 机器换 材料研发设计数据禾集 智慧仓储系統 运营全数字化集成 数字工位系 智能供应管理系统 特科会金料行业检测评 订单办同管理系统 大数据干台 智慧化产品(如智能螺栓) DG数宇化车问管理 ■核电高端装备零部件运维 监控中心 设备数字化管理 智能提程系统 品质制三追浏管理 智能工厂+行业太数据平合 工业撒应FAPP 智慧供应黄+产品智能化 数字化协同制造 图11项目远期规划 1.智能化产品 rial interne 特种合金材料零部件的使用环境要耐高温、耐高压、耐腐蚀,产品的使用寿 命、产品的附加值高,零部件本身的损耗对大型装备的运行性能影响大,如核电 设备对零部件的使用状态要求较高,但缺乏必要的监控手段。后续会针对一部分 高端产品进行物联网技术应用和智能化改造,如高端合金材料智能螺栓,通过耐 高温特种传感器技术进行远程数据监测与控制,实时对零部件的运行状况数据进 行预警,提髙维保的效率与整休设备的稳定性。 2.智慧供应链

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