車間級無線工業物聯網解決方案

1  行業競爭與挑戰

喜利得是面向全球的一站式建築服務供貨商☁◕│·。致力於為建築行業研發及提供最尖端先進的技術│•、軟體和服務▩↟•,為客戶提供軟體設計│•、施工用產品和工具│•、培訓│•、維修│•、測試以及諮詢等服務,全方位滿足顧客的需要☁◕│·。

隨著業務和公司規模的發展擴大▩↟•,逐漸顯現一些問題₪₪↟:

• 加工週期長             • 工時浪費現象嚴重

• 紙質化流程繁縟      • 產品質量參差不齊

• 裝置可靠性低          • 資料錄入時間長

企業對上述問題的解決以及對產能和效率的要求也越來越高☁◕│·。生產模式▩↟•,管理模式的升級與革新勢在必行▩↟•,當前生產和管理工作中需要透過多種系統性的方法和工具去改善▩↟•,以實現更高層次的工業製造能力☁◕│·。喜利得透過對比分析市場上智慧製造解決方案的幾大供應商▩↟•,最終確定使用凌犀——車間級無線工業物聯網解決方案▩↟•,包括安燈系統▩↟•,電子看板系統▩↟•,工時系統等來解決公司所存在的問題▩↟•,以及實現低成本│•、高效率│•、質量優等目標☁◕│·。

2  解決方案主要目標和總體概述

車間級無線工業物聯網解決方案屬於工業物聯網領域的創新應用▩↟•,工業車間作為物聯網應用的重要領域▩↟•,物聯網技術與工業過程的深度融合▩↟•,可大幅提高生產效率▩↟•,改善產品質量▩↟•,降低產品成本和能源消耗▩↟•,將傳統工業提升到智慧工業的新階段☁◕│·。

該解決方案主要針對先進製造業實現生產過程的智慧化控制│•、自動化操作│•、資訊化指揮和精益化管理的車間物聯網工廠系統級解決方案☁◕│·。本專案將生產過程中的人│•、機│•、料│•、法│•、環│•、測(5M1E)幾大要素進行數字化整合和互聯互通▩↟•,實現人機互聯│•、智慧排程│•、管理監控及整體裝置效能最最佳化☁◕│·。是以精益六西格瑪│•、持續改善│•、整體裝置效能等生產管理思想為理論基礎▩↟•,以無線感測器網路│•、物聯網│•、製造執行系統及網路安全為技術手段的生產製造管控一體化平臺☁◕│·。

本車間級邊緣計算無線工業物聯網平臺首要目標是₪₪↟:基於最佳化│•、增強LoRaWan無線通訊網路▩↟•,將更多的適用於終端裝置處理的應用邏輯│•、功能模組│•、維護診斷功能▩↟•,最佳化於終端裝置裡▩↟•,以提高使用者的感知和實時響應體驗│•、提供更實時的處理效率▩↟•,減輕雲端的負荷☁◕│·。

第二個目標是₪₪↟:將長期積累的車間工業物聯網管理系統應用功能平臺化和介面標準化▩↟•,滿足更開放│•、系統更靈活│•、安全性和穩定性更健壯│•、服務效能可擴充套件和可編排性更易於操作☁◕│·。透過多個實際案例樹立業界的樣板點▩↟•,獲得產業認可▩↟•,實現該新的平臺型解決方案從0到1的孵化▩↟•,為後續規模複製打下基礎☁◕│·。

3  解決方案的系統架構

解決方案的系統架構如下(包含三個方面)₪₪↟:

安燈系統|andon|andon系統|安東系統|MES系統|物料拉動|電子揀貨系統|電子看板系統|全員維護管理系統|物料配送系統|工時及效率管理系統|車間物聯網

(1)LPWAN ECN終端│•、閘道器等及入網裝置₪₪↟:提供面向機器裝置│•、人員操作│•、環境執行最佳化的閉環▩↟•,核心是基於對機器操作資料│•、生產環節資料的實時感知和邊緣計算▩↟•,實現機器裝置的動態最佳化調整▩↟•,構建智慧機器和柔性產線

(2)車間級工業物聯網系統邊緣應用和邊緣管理₪₪↟:提供面向生產運營最佳化的閉環▩↟•,核心是基於資訊系統資料│•、製造執行系統資料│•、控制系統資料的整合處理和大資料建模分析▩↟•,實現生產運營管理的動態最佳化調整▩↟•,形成各種場景下的智慧生產模式;

(3)雲PaaS/SaaS平臺邊緣儲存和邊緣介面₪₪↟:提供面向企業協同│•、使用者互動與產品服務最佳化的閉環▩↟•,核心是基於供應鏈資料│•、使用者需求資料│•、產品服務資料的綜合整合與分析▩↟•, 實現企業資源組織和商業活動的創新▩↟•,形成網路化協同│•、個性化定製│•、服務化延伸等新模式☁◕│·。

 4 邊緣硬體終端
(1)Super Andon主機(工業物聯網基站)₪₪↟:控制著整個系統的執行▩↟•,其主要負責對外界輸入資料的接收│•、運算和分析▩↟•,並根據不同的分析結果輸出不同的控制資訊到系統的外圍裝置☁◕│·。接收呼叫觸發訊號▩↟•,分類資訊分級上報及系統介面資料儲存☁◕│·。
· 與伺服器採用乙太網通訊;
· 有效無線通訊距離半徑200~500m▩↟•,可透過中繼擴充套件通訊範圍;

· 可支援數百個外圍裝置的同時併發控制☁◕│·。

(2)平板₪₪↟:觸發異常▩↟•,解除│•、簽到——異常響應管理☁◕│·。

(3)腕錶₪₪↟:震動│•、資訊顯示☁◕│·。

(4)電子看板₪₪↟:顯示企業實時狀態資訊☁◕│·。

(5)簡訊推送₪₪↟:支援聯通▩↟•,移動及電信▩↟•,可將異常資訊分級推送到管理人員手機上▩↟•,不受距離限制☁◕│·。

5 邊緣應用和管理

(1)凌犀製造流程控制系統(iMake)

為喜利得專案整體解決方案提供核心支撐☁◕│·。主要包括配置功能模組│•、記錄功能模組和簡易報表分析系統☁◕│·。

(2)裝置管理監控系統

實現人機互聯的關鍵部件▩↟•,透過公司專業研發的通用裝置管理控制器▩↟•,實現對裝置的連續監控▩↟•,記錄裝置的使用狀態▩↟•,過程引數並將相關資料▩↟•,結合裝置管理維護規範▩↟•,提供裝置整體效能最最佳化的基礎資料支撐▩↟•,持續提高喜利得生產製造過程能源效率☁◕│·。

(3)Super Kanban系統

依據精益生產管理的拉動原理▩↟•,將生產任務智慧分析各個子工序的工作任務▩↟•,並透過崗位指令指示模組將工作任務資訊傳送到實際工作車間的各個關鍵崗位上▩↟•,同時實現人機互聯的實時反饋▩↟•,追蹤執行情況☁◕│·。企業透過電子看板檢視實時生產動態☁◕│·。

(4)TPM OEE的精益生產管理系統

實現TPM OEE精益生產管理的資料庫管理軟體▩↟•,主要包括配置功能模組│•、記錄功能模組和報表分析系統☁◕│·。配置功能模組對系統中應用的事件觸發終端和顯示終端進行配置和管理▩↟•,形成對事件觸發終端│•、事件執行終端和事件響應終端進行關係對映的事件編碼對應事件列表並儲存到資料庫中▩↟•,同時將該列表配置和更新到對應的系統主機中☁◕│·。記錄功能模組將所有從系統主機發送來的編碼資訊實時記錄並加上對應的時間戳▩↟•,然後根據終端編碼對應事件列表形成對應的終端事
件記錄▩↟•,並將該記錄儲存到資料庫中☁◕│·。報表分析系統是指基於精益生產管理規範▩↟•,根據系統事件資料庫形成的各種管理功能的報表分析工具▩↟•,該部分可以根據客戶需求進行定製和裁剪☁◕│·。實時記錄生產過程│•、系統事件統計分析│•、OEE指標分析和豐富功能報表☁◕│·。

6 安全措施

本系統的傳輸安全透過在應用系統中增加身份認證│•、加密以及網路隔離手段來保障資料傳輸的真實性│•、完整性和保密性☁◕│·。

(1)資料儲存的安全性

與核心資料來源隔離▩↟•,防止篡改☁◕│·。系統中涉及的關鍵資料根據具體情況加密存放▩↟•,防止資料洩露☁◕│·。

(2)網路的安全性

利用實時審計提高網路安全性▩↟•,採用確認查驗安全策略的正確實施及實時監測異常現象和入侵檢測的機制▩↟•,並使用正版網路防毒│•、防毒軟體和防火牆等☁◕│·。

(3)資料中心安全性

對資料來源資料進行嚴格保護▩↟•,增刪改操作全部在系統工作表中進行;對重要資料│•、敏感資料進行加密▩↟•,用密碼儲存資料▩↟•,在存入時需加密▩↟•,在查詢時需要解密☁◕│·。系統採用密文形式進行儲存▩↟•,且採取設定分級管理,不同級別的操作員▩↟•,對應不同的操作許可權▩↟•,操作許可權可以修改和收回☁◕│·。

7 方案價值

7.1 喜利得專案整體規劃

安燈系統|andon|andon系統|安東系統|MES系統|物料拉動|電子揀貨系統|電子看板系統|全員維護管理系統|物料配送系統|工時及效率管理系統|車間物聯網

(1)各類基礎資訊維護工作▩↟•,方便易操作▩↟•,支援表格匯入匯出批次管理;

(2)排班管理和排產管理功能介面▩↟•,支援表格匯入匯出批次操作▩↟•,結合現場掃碼觸發訂單▩↟•,形成資料聯動;

(3)安排裝置保養計劃周▩↟•,定期提醒▩↟•,對接裝置維護工單系統▩↟•,現場智慧終端互動;

(4)質量巡檢內容與工單管理▩↟•,崗位稽核計劃管理▩↟•,定期提醒功能▩↟•,現場智慧終端無紙化辦公;

(5)定製豐富的電子看板介面▩↟•,實時顯示各類生產狀態資訊☁◕│·。

7.2 實際效果

(1)效率提升₪₪↟:促使各職能部門人員提高發現問題│•、解決問題的能力效率;

(2)實時監督 ₪₪↟:資訊實時│•、多通道傳遞▩↟•,讓相關訂閱者實時地瞭解生產狀態;

(3)追蹤儲存₪₪↟:儲存事件處理過程的完整資訊▩↟•,如發生時間│•、解除時間│•、問題處理│•、人員資訊及響應時間等;

(4)品質提升₪₪↟:透過實時的對每個生產環節的質量監控▩↟•,有效的降低產品的不良率;還可找出質量問題關鍵所在▩↟•,及時地調整加工工藝從而提高產品質量;

(5)降低成本₪₪↟:透過資料分析和預警▩↟•,實現對生產現場異常情況的實時處理▩↟•,及時修正和調整▩↟•,從而縮短生產週期▩↟•,最大程度提高裝置利用率;

(6)介面開放₪₪↟:提供WEB API介面和各類自主研發物聯網智慧硬體底層邏輯控制軟體以及資料庫☁◕│·。

安燈系統|andon|andon系統|安東系統|MES系統|物料拉動|電子揀貨系統|電子看板系統|全員維護管理系統|物料配送系統|工時及效率管理系統|車間物聯網



7.3 價值闡述

(1)為喜利得企業提供針對性定向研發│•、智慧維保等服務;

(2)喜利得裝置出現故障的時間可提前告知▩↟•,生產排程計劃可預先安排▩↟•,並提供避免事故發生的解決方案▩↟•,消除裝置故障停機等給客戶帶來的損失;

(3)從客戶體驗度而言▩↟•,喜利得透過企業建立的移動端宣傳平臺▩↟•,LED/LCD目視化介面以場景化的方式參與產品的認知▩↟•,增加了品牌的傳播效果;

(4)從行業技術創新而言▩↟•,製造企業可以藉助平臺的專家經驗共享│•、智慧決策庫等內容▩↟•,提高環保運維領域的裝備管理水平▩↟•,降低喜利得企業運營成本;

(5)更為重要的是▩↟•,企業主可透過資料集的切分和規律查詢到最最佳化的資料集▩↟•,以實現人員投入及控制過程的節能提效☁◕│·。





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