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新美星以工业互联网平台打造云上数字工厂

1 年前

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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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