智慧工廠解決方案
一、方案概述
一)、項目背景
隨著物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,工業(yè)作為支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),正在被物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新科技技術(shù)進(jìn)行重構(gòu)和升級,智能制造已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用、發(fā)展的重要措施,推動著我國工業(yè)制造的發(fā)展和升級。
智慧工廠是通過數(shù)字化、自動化和智能化的方式來提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的工廠。在智慧工廠中,各種先進(jìn)的技術(shù)和系統(tǒng)被應(yīng)用于生產(chǎn)流程的各個環(huán)節(jié)。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特點的智能制造已成為未來發(fā)展趨勢。
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動工廠的生產(chǎn)監(jiān)控、安全生產(chǎn)、智能管理,優(yōu)化工廠生產(chǎn)流程、生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)效率,降低了成本,為現(xiàn)代工廠發(fā)展帶來重要意義。
二)、核心痛點
- 工廠網(wǎng)絡(luò)多樣化,協(xié)議眾多,層間集成度不高,難以融合互通;
- 設(shè)備入網(wǎng)接入困難。設(shè)備種類眾多,設(shè)備接入?yún)f(xié)議繁多,缺乏統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),很多設(shè)備缺乏協(xié)議支持無法入網(wǎng)。
- 現(xiàn)有云平臺解決方案對工廠高帶寬、低時延類應(yīng)用無法滿足要求;
- 數(shù)據(jù)采集不暢,控制多部署在現(xiàn)場,設(shè)備間協(xié)同不足,影響效率。
- 現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)云平臺接入設(shè)備方案是用戶設(shè)備數(shù)據(jù)需要經(jīng)過第三方和公網(wǎng),無法滿足工廠數(shù)據(jù)安全要求;
- 鏈路可配置能力差,應(yīng)用模式固化
二、智慧工廠建設(shè)方案
結(jié)合現(xiàn)代新興技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,針對工廠制造武漢宜聯(lián)科技提出了智慧工廠解決方案。該方案利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過視頻監(jiān)控、傳感器、智能控制設(shè)備和宜聯(lián)IOT中繼寶盒結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備與智慧工廠生產(chǎn)監(jiān)測管理平臺連接互通,實現(xiàn)對工廠生產(chǎn)管理的智能管理。
一)、綜合管理可視化
設(shè)備監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等多源物聯(lián)感知數(shù)據(jù)在三維空間場景真實位置直觀展示,多種監(jiān)測數(shù)據(jù)一張圖呈現(xiàn),做到一屏瀏覽一圖感知,打破了信息孤島,提升了數(shù)據(jù)應(yīng)用價值。幫助管理人員直觀便捷掌控工廠整體運(yùn)行狀態(tài),減輕工作壓力,提升工作效率,降低管理成本。
針對視頻的安裝及覆蓋場景的不同,匹配適合的視頻融合方式實現(xiàn)分散的視頻與三維場景的虛實融合應(yīng)用。通過工廠現(xiàn)場不同的點位安裝監(jiān)控攝像頭,現(xiàn)場視頻圖像通過宜聯(lián)IOT中繼寶盒傳輸?shù)街腔酃S生成運(yùn)營管理平臺,工廠管理人員可實時了解工廠生產(chǎn)車間、流水線、作業(yè)區(qū)情況、現(xiàn)場設(shè)備、設(shè)施工作情況,根據(jù)實際情況做出處理。
1、廠區(qū)可視化管理
通過全棧三維可視化技術(shù)來進(jìn)行精細(xì)化建模,打造整個廠區(qū)環(huán)境,從園區(qū)、車間、生產(chǎn)流水線、設(shè)備的逐級可視,還原工廠車間布局,生產(chǎn)設(shè)備模型,生產(chǎn)工藝等展示各類設(shè)備的空間位置,清晰完整地展現(xiàn)整個工廠環(huán)境。
按照從原料入廠到成品出倉(含檢驗)的實際工藝流水線仿真展示生產(chǎn)的整體流程,表現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備動作、物料流向、生產(chǎn)流程流暢程度等,對接工藝流程系統(tǒng),基于3D場景實時模擬工藝流水線的狀態(tài),如正常、故障、擁堵等。通過調(diào)節(jié)特定工藝流程參數(shù)模擬仿真工藝變化調(diào)試生產(chǎn)方案,發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線隱含問題,提高實際生產(chǎn)線工作效率。
2、倉儲管理可視化
以數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ),以可視化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化理念為目標(biāo),實現(xiàn)倉儲的庫區(qū)、倉庫、貨架、設(shè)備等的逐級可視以倉儲監(jiān)控為重點,集成視頻監(jiān)控、出入庫、庫存盤點、告警等各種管理系統(tǒng),構(gòu)建倉儲管理的監(jiān)控、預(yù)警、診斷、分析一體化的3D可視化平臺。
3、設(shè)備可視化管理
廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)在三維場景精準(zhǔn)位置直觀展示,360度直觀瀏覽精準(zhǔn)掌控廠區(qū)生產(chǎn)、應(yīng)急資產(chǎn)分布情況,賦能廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)的科學(xué)管理。
二)、工廠生產(chǎn)智能化
企業(yè)實現(xiàn)智能制造的核心,是建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車間的前提和基礎(chǔ),通過與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器、I/O等多種自動化工業(yè)設(shè)備聯(lián)機(jī),對車間的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析、處理,達(dá)到工廠生產(chǎn)智能化的目的。
1、生產(chǎn)流水智能化
通過宜聯(lián)IOT中繼寶盒(平臺)把工廠車間生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)流水線設(shè)備及生產(chǎn)監(jiān)控各環(huán)境傳感器設(shè)備物聯(lián)互通,由宜聯(lián)IOT中繼寶盒(平臺)把這些生產(chǎn)設(shè)備和傳感器實時采集數(shù)據(jù)推送到工廠生產(chǎn)運(yùn)營管理平臺進(jìn)行監(jiān)控、分析處理,根據(jù)數(shù)據(jù)處理分析結(jié)果通過宜聯(lián)IOT中繼寶盒(平臺)向接入設(shè)備發(fā)送調(diào)度運(yùn)行指令,從而實現(xiàn)工廠生產(chǎn)的自動化、智能化。
通過生產(chǎn)設(shè)備、傳感設(shè)備入網(wǎng),利用獲取的工廠車間/流水線生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù),由工廠生產(chǎn)運(yùn)營平臺分析處理,適時優(yōu)化生產(chǎn)流程,調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù),從而提高生產(chǎn)效率;監(jiān)控調(diào)整生產(chǎn)指標(biāo)從而保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量。
2、生產(chǎn)、設(shè)備巡檢智能化
基于數(shù)字孿生環(huán)境,可構(gòu)建工廠孿生可視化環(huán)境,根據(jù)需要靈活規(guī)劃巡檢業(yè)務(wù),支持主動與被動等多種巡檢方式,管理者可實時查看當(dāng)前工廠車間、流水線、作業(yè)區(qū)內(nèi)巡檢工作完成度及人員位置,或利用機(jī)器人技術(shù)模擬完成虛擬巡檢,大大提升實施效率和后期可維護(hù)性。
3、生產(chǎn)、設(shè)備監(jiān)測預(yù)警
基于實時設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)、各數(shù)據(jù)點位采集監(jiān)測的數(shù)據(jù)實時分析處理,通過智能化的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測,提前進(jìn)行設(shè)備預(yù)警、故障預(yù)警、生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)警和處理,避免停機(jī)和生產(chǎn)中斷的發(fā)生,提升設(shè)備運(yùn)行效率,減少維護(hù)成本和提高生產(chǎn)效率。
通過對設(shè)備運(yùn)行健康度指標(biāo)數(shù)據(jù)監(jiān)測分析,及時對設(shè)備維護(hù)保養(yǎng),提升生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量,延長工廠設(shè)備使用壽命。
三)、資產(chǎn)全生命周期管理
通過對生產(chǎn)設(shè)備的集中監(jiān)視,匯總生產(chǎn)過程中設(shè)備的實時狀況對設(shè)備運(yùn)行和管理情況數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,形成設(shè)備運(yùn)行情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、設(shè)備運(yùn)維知識庫,為合理安排設(shè)備運(yùn)行維護(hù),充分發(fā)揮設(shè)備的利用率,滿足設(shè)備操作、車間管理和廠級管理的多層需求提供依據(jù)。
四)、消防管理
工廠相關(guān)場所煙霧、聲光、電、水、燃?xì)獗O(jiān)測點監(jiān)測設(shè)備和傳感設(shè)備接入宜聯(lián)IOT中繼寶盒(平臺),宜聯(lián)IOT中繼寶盒把采集監(jiān)測的消防數(shù)據(jù)推送給工廠消防監(jiān)控平臺處理,通過監(jiān)測火災(zāi)報警點設(shè)備,監(jiān)測點設(shè)備狀態(tài),報管類別,歷史報警信息.通過對相關(guān)場所煙霧、聲光、電、水、燃?xì)庑孤┑冗M(jìn)行檢測報警和處理,提升工廠消防安全。
五)、安防管理
監(jiān)測安防相關(guān)設(shè)備視頻、入侵、門禁邀約。無線對講等,并獲取實時狀態(tài)。
六)、應(yīng)急救援
廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)在數(shù)字孿生精準(zhǔn)位置直觀展示,360”直觀瀏覽,精準(zhǔn)掌控廠區(qū)生產(chǎn)、應(yīng)急資產(chǎn)分布情況,賦能廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)的科學(xué)管理管理多種應(yīng)急預(yù)案,合理規(guī)劃救援與逃生路線,精準(zhǔn)仿真事件處理過程直觀感知現(xiàn)場狀況,幫助精準(zhǔn)指揮與科學(xué)決策,提升廠區(qū)應(yīng)急事件應(yīng)對效果,保障廠區(qū)生產(chǎn)安全。
三、方案價值
1).穩(wěn)定生產(chǎn) :
通過數(shù)據(jù)計算及后臺控制,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本,實現(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)。
2).降低成本 :
通過自動化和智能化的管理也減少了人工干預(yù)的需求,進(jìn)一步降低了運(yùn)營成本。
4).提高生產(chǎn)效率 :
通過智能化的管理,能夠?qū)崟r生產(chǎn)線的環(huán)境參數(shù),及時調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),從而提高生產(chǎn)效率。這有助于提高工廠的產(chǎn)出效益,滿足市場需求。
5).數(shù)據(jù)化:
實現(xiàn)設(shè)備間高效信息互聯(lián),及時掌握生產(chǎn)運(yùn)行情況,實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境與信息系統(tǒng)無縫對接。
6).集成化
建設(shè)企業(yè)信息集成平臺,實現(xiàn)上下游數(shù)據(jù)無縫連接,向上支撐企業(yè)經(jīng)營管理,向下與生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)高度集成,形成一條完整可靠的生產(chǎn)鏈。
7).可視化
設(shè)備生產(chǎn)過程實時受控,確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可控;同時可實現(xiàn)數(shù)據(jù)大屏,對異常問題及時預(yù)警,管理員第一時間發(fā)現(xiàn)問題,及時調(diào)整生產(chǎn)計劃,提升企業(yè)經(jīng)營管理決策。
8).低延遲、高可用
關(guān)鍵設(shè)備處理數(shù)據(jù)計算在設(shè)備邊緣,使得終端設(shè)備與平臺之間的數(shù)據(jù)交互更高效,數(shù)據(jù)傳輸高速度、超低時延。避免設(shè)備處理運(yùn)算依賴外部網(wǎng)絡(luò)云計算平臺,即使設(shè)備出現(xiàn)故障,影響也是局部單點,處理恢復(fù)容易。
8).高效安全
為遠(yuǎn)端平臺提供高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)接入,使得終端設(shè)備與平臺之間的數(shù)據(jù)交互更高效。設(shè)備數(shù)據(jù)在用戶側(cè),提供根本的數(shù)據(jù)安全保障。
9).易使用、易實施
提供modbus、串口、http、coap、websocket、mqtt等多種協(xié)議支持和服務(wù)后臺,方便設(shè)備接入,實現(xiàn)靈活適配,從而大大提高生產(chǎn)效率。
10).遠(yuǎn)程運(yùn)維
支持安全連接,實現(xiàn)遠(yuǎn)程穿透運(yùn)維;無需公網(wǎng)IP,基于分布式系統(tǒng),防掃描攻擊。
四、方案架構(gòu)
五、應(yīng)用部署
審核編輯 黃宇
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