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新美星以工业互联网平台打造云上数字工厂
3 月前
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近年,信息技术蓬勃兴起,产业模式深刻变革,工业互联网平台应运而生,为全球制造业转型升级提供全新模式,为我国制造业带来了跨越式发展的重要机遇。如今,工业互联网平台已构建成基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,成为企业发展必不可少的一环,有效支撑行业向高端化、智能化、绿色化发展,推动制造业迈上“云端”,并进一步汇聚起产业创新发展的强大动能。

 

新美星是液态产品包装机械行业龙头企业,在全球范围内有2200多条产线实时运转。设备分布广泛性、客户需求多样性、服务保障快捷性……驱动了企业数字化转型升级。经过不断研发创新和持续的投入,新美星不仅提供成熟卓越的智能产线解决方案,还提供先进的一站式云端解决方案,即通过VR/AR等技术,实现对客户现场的技术支持、远程同步、培训和诊断;虚拟仿真技术实现远程生产线云展示,客户如同亲临现场;虚拟调试技术提前发现问题并优化设计方案,缩短调试周期,实现快速交付。助力客户建设智慧工厂,快速准确掌握设备动态,对关键生产指标进行及时了解和分析,让设备以最佳状态运行,收获最大产出效益。及时诊断、分析设备状况,维护保养好设备,降低维护和运营成本。

 

 一、平台规划

图1.项目整体规划

 

工业互联网平台项目,复杂度比较高,覆盖面比较广,分成4个维度实施。
第一,数据是一切的基础。进行IOT平台构建,具备实时数据采集和时序数据的处理能力。
第二,打通内外部系统,使数据要素更丰富且能够聚合。整合客户产线数据,满足未来新常态业务发展。
第三,利用平台强大功能,为客户提供丰富的SASS化应用。
第四,数据积累同时,通过大数据及AI技术,构建预测性模式为业务赋能,加速推进业务转型和设计能力提升。

 

二、平台展示

图2. 平台整体功能框架

 

整个平台分为数据采集/IOT云平台、租户端、新美星管理端等三大部分。
数据采集/IOT云平台实现不同类型PLC数据的采集和数据的边缘计算,以及通过云平台的MQTT协议对接应用系统。
租户端分为Web端和APP端,实现了集团   >工厂   >车间  >产线的统一管理。具体功能包括内部权限分配、产线监控画面、单机监控画面、单机PLC数据明细、视频监控、巡检、维保、工单、维修经验、知识库等。
新美星管理端具体功能包括平台权限管理、租户权限管理、远程运维大屏、通过数采网关实现PLC程序远程上下载、租户PLC点位信息管理、租户SCADA展示画面配置,以及采集租户异常数据和租户对产线的巡检、维护、维修情况。

 

1.数据采集/IOT云平台


图3. 网关图

 

该工业智能网关有三个网口,支持5G/4G/WIFI等各种网络接入方式。支持各种工控协议解析、MQTT上行协议、网关信息采集管理、设备和变量的定义和远程部署,支持自定义数据采集、控制和防火墙等功能,是集上述功能为一体的嵌入式工业级智能网关。

 

图4. 网关内置管理平台

 

网关内置管理平台功能包括网络配置、设备状态查看、数采配置、网络测试、VPN、防火墙等。

 

图5. IOT云平台

 

进入云平台远程查看网关的在线状态以及设备分布,通过MQTT协议实现与应用系统数据对接。

 

2.租户系统

图6. 产线大屏

 

产线大屏根据生产计划实时更新生产情况,计算产线的性能开动率、时间开动率、合格率、OEE。同时实现产线的视频监控,实时更新整条产线运行状态,对故障情况实时预警。

 

图7. 单机大屏图

 

以吹瓶机为例,单机大屏实时刷新运行状态,计算单机的性能开动率、时间开动率、合格率、OEE,同时对电流、电压、有功功率、用电量、前炉温度、后炉温度、瓶坯温度、底模冷却温度、模具冷却温度、主吹压力、预吹压力、旋转低压等参数进行采集和预警。

 


图8. 租户APP图

 

租户APP实时监控了解产线的运行情况,方便对设备进行巡检、保养以及维修。总结维修经验,梳理形成组织过程资产。

 

3.管理平台

图9. 管理大屏

 

管理大屏:地图显示接入工厂的分布情况、接入的客户数、投入的设备数量、以及设备的在线率、预警情况。通过地图钻取查看工厂产线的运行情况,单机的运行情况。售后运维人员可以根据预警情况远程协助客户解决问题,提供规范维护保养指导,降低客户运维成本,延长设备使用寿命,增加企业产品竞争力。
权限体系:对内实现新美星不同角色的运维人员权限的分配,实现客户大屏的配置化。对外实现客户超级管理员身份开通,以及相应功能模块配置。
数据汇总:汇总所有客户的异常告警、维修工单、  保养工单、巡检工单、维修经验等有价值的信息。
知识管理:用于上传设备的知识文件并对其管理,同时可管理后台上传的文件,所有租户都能查阅并下载。

 

   三、平台安全   

为了确保平台的使用安全,新美星通过环节设置加强模块安全指数。
系统安全:防止SQL注入的入侵,加强应用功能授权,加强系统身份认证,加强对系统输入输出数据的验证,严格控制配置管理,加强会话创建和存活期的控制,加强系统异常以及审计日志功能。
网络安全:采用的技术手段有防火墙、入侵检测、VLAN、VPN等。
设备安全:采集设备配置必要的安全访问口令。主站通信前置,非法终端,系统将无法正常接入。
数据安全:采用数据访问权限控制、数据修改权限控制、数据备份机制等方案。

 

   四、平台展望   

新美星的工业互联网平台,为客户提供增值服务,提高客户满意度。并在一定程度上,支撑客户业务转型,如智能化改造、工厂托管服务等。同时降低服务成本,有利于形成新美星工业大数据,以支撑产品迭代改进。
未来,依托该平台的搭建,可进行上下游拓展,并形成行业生态链,推动企业数字化、网络化、智能化转型升级,实现高质量发展。
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