本文來(lái)自微信公眾號(hào)“工聯(lián)網(wǎng)iitime”。
近日，習(xí)近平總書記就推進(jìn)新型工業(yè)化作出重要指示，指出“新時(shí)代新征程，以中國(guó)式現(xiàn)代化全面推進(jìn)強(qiáng)國(guó)建設(shè)、民族復(fù)興偉業(yè)，實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化是關(guān)鍵任務(wù)”；提出“要把高質(zhì)量發(fā)展的要求貫穿新型工業(yè)化全過(guò)程，把建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)同發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)信息化等有機(jī)結(jié)合，為中國(guó)式現(xiàn)代化構(gòu)筑強(qiáng)大物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)”。
面對(duì)新時(shí)代、新使命、新定位，行業(yè)如何把握發(fā)展大勢(shì)、推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、走新型工業(yè)化發(fā)展道路？作為通信領(lǐng)域的權(quán)威媒體，通信世界全媒體特推出“加快推進(jìn)新型工業(yè)化”系列報(bào)道，通過(guò)匯聚ICT和工業(yè)領(lǐng)域的專家、學(xué)者聲音，深入探討新型工業(yè)化的發(fā)展模式，推動(dòng)新型工業(yè)化實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，進(jìn)而賦能中國(guó)式現(xiàn)代化征程。
本溪工具：5G全連接工廠引領(lǐng)制造智變新發(fā)展
本溪工具廠股份有限公司自2020年起攜手中國(guó)移動(dòng)、中興通訊打造5G+智慧工廠項(xiàng)目。該項(xiàng)目主要通過(guò)建設(shè)一張5G企業(yè)虛擬專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，UPF分流至園區(qū)內(nèi)新建機(jī)房并打通移動(dòng)云遼寧節(jié)點(diǎn)，將既有應(yīng)用和系統(tǒng)進(jìn)行遷移。
同時(shí)，在業(yè)務(wù)層面，該項(xiàng)目使用5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)與生產(chǎn)線控制系統(tǒng)PLC機(jī)柜互聯(lián)并進(jìn)行協(xié)議解析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線數(shù)據(jù)的全面感知，落地iWMS和5G無(wú)人叉車、5G AGV設(shè)備實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)物料周轉(zhuǎn)的無(wú)人化搬運(yùn)和透明化管理，部署機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用對(duì)齒條等進(jìn)行檢測(cè)以提升產(chǎn)品品質(zhì)。
本溪工具廠利用5G加快企業(yè)內(nèi)網(wǎng)改造，優(yōu)化企業(yè)私有云，組建云邊協(xié)同新IT架構(gòu)，構(gòu)建企業(yè)數(shù)字化平臺(tái)，引入建設(shè)園區(qū)智能運(yùn)營(yíng)中心IOC。通過(guò)統(tǒng)一流程、統(tǒng)一系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合分析與共享交換，強(qiáng)化生產(chǎn)和營(yíng)銷業(yè)務(wù)場(chǎng)景數(shù)據(jù)建模，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，提升數(shù)據(jù)洞察能力。
本溪工具應(yīng)用5G+AGV/無(wú)人叉車、機(jī)械臂及配套的軟件系統(tǒng)，將物料轉(zhuǎn)運(yùn)重復(fù)性工作90%以上自動(dòng)化的同時(shí)，通過(guò)AGV調(diào)度系統(tǒng)、WMS、RFID物料記錄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物料周轉(zhuǎn)的全透明化，產(chǎn)成品可以使用二維碼及箱碼錄入至質(zhì)檢追溯模塊內(nèi)進(jìn)行回溯，從原材料到產(chǎn)成品流程內(nèi)生產(chǎn)批次等信息全部可查可驗(yàn)，產(chǎn)品可追溯率達(dá)到100%。
5G無(wú)人叉車及物料轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景
本溪工具利用中興通訊為本工定制化研制的5G機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)高清工業(yè)相機(jī)拍攝加工中的產(chǎn)品，讓機(jī)器代替人眼、在線替代抽檢。使用部署于5G MEC上的數(shù)字星云平臺(tái)進(jìn)行AI算法質(zhì)檢比對(duì)，實(shí)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制，及時(shí)報(bào)警并停機(jī)銑床，避免材料和銑刀浪費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)出產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量提升，鋸齒條產(chǎn)品不良率的下降率超10%。最終數(shù)據(jù)匯總形成指控報(bào)表、用以進(jìn)行輔助研發(fā)。
5G機(jī)器視覺(jué)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景
以企業(yè)5G專網(wǎng)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通道，融合5G，工業(yè)PON、RFID、WIFI、NB-IOT等各種通訊技術(shù)，打通車間生產(chǎn)和MES、ERP、DCS、SCM、PLM等內(nèi)部各種系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全連接工廠的可視化運(yùn)營(yíng)管理。通過(guò)建設(shè)廠區(qū)智能運(yùn)營(yíng)中心IOC，從生產(chǎn)至經(jīng)營(yíng)，一手掌握，讓工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)變得可感、可知、可管、可控，為管理者提供統(tǒng)一工廠運(yùn)行視圖，實(shí)現(xiàn)5G+全連接工廠的價(jià)值重塑。
中天科技5G全連接數(shù)字孿生工廠：打造電纜產(chǎn)業(yè)工業(yè)4.0范例
作為傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型制造行業(yè)，電線電纜行業(yè)的產(chǎn)線自動(dòng)化水平相對(duì)較低，企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提升仍停留在對(duì)設(shè)備自動(dòng)化的局部?jī)?yōu)化以及信息化的初步推行階段。且電纜行業(yè)一般屬于老舊企業(yè)，廠房布置及設(shè)備基礎(chǔ)處于布局陳舊、密集性大、自動(dòng)化水平相對(duì)較低的狀態(tài)。因此，電纜產(chǎn)業(yè)要在原有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的提升難度很大。為規(guī)避行業(yè)存在的弊病，中天裝備電纜按照工業(yè)4.0的要求，從設(shè)備基礎(chǔ)、廠房布局、自動(dòng)化和信息化技術(shù)等方面，對(duì)5G全連接數(shù)字孿生工廠建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，以夯實(shí)智能制造的基礎(chǔ)，更好地實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的目標(biāo)。
在5G全連接數(shù)字孿生工廠項(xiàng)目中，中天科技裝備電纜建成了5G企業(yè)專網(wǎng)（SA架構(gòu)），布局3套MEC邊緣計(jì)算平臺(tái)，應(yīng)用近百個(gè)5G終端模組，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋；基于中天互聯(lián)的愛(ài)尚（ASUN)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新五大應(yīng)用場(chǎng)景（14個(gè)子場(chǎng)景）。在建設(shè)過(guò)程中，與中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通三大運(yùn)營(yíng)商以及中天華宇、智能裝備合力打造場(chǎng)景合作示范，實(shí)現(xiàn)人工智能、邊緣計(jì)算、機(jī)器視覺(jué)等“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”關(guān)鍵技術(shù)的落地，最終實(shí)現(xiàn)100%的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)集成整合率、100%的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率。
項(xiàng)目?jī)?nèi)容
1.面向工廠設(shè)備智能化多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集與融合
基于智能數(shù)采終端合理規(guī)劃設(shè)備智能體的數(shù)據(jù)采集路徑與采樣頻率。利用傳感網(wǎng)、智能機(jī)器人、無(wú)人車等智能體進(jìn)行三維協(xié)同采樣，探索多源數(shù)據(jù)分布特征，研究利用趨勢(shì)分析、觸發(fā)器、生產(chǎn)業(yè)務(wù)邏輯確定設(shè)備模型?；诙嘀悄荏w之間的完全合作關(guān)系，使用頻率最大Q值、聯(lián)合數(shù)據(jù)分析等方案，研究實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的協(xié)作機(jī)制，提出協(xié)同感知與交互協(xié)作的核心方法。研究工廠設(shè)備畫像的深層潛在聯(lián)系，提升工廠多源數(shù)據(jù)協(xié)同感知與融合準(zhǔn)確性，助力獲得精確的設(shè)備多模態(tài)模型。
2．面向工廠生產(chǎn)過(guò)程魯棒保性能動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度
對(duì)工廠堆料、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)線各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中、實(shí)時(shí)、綜合統(tǒng)計(jì)和分析，借助3D可視化技術(shù)清晰呈現(xiàn)數(shù)據(jù)背后規(guī)律，對(duì)工廠生產(chǎn)進(jìn)行推斷和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最優(yōu)化。
當(dāng)檢測(cè)到生產(chǎn)異常、作業(yè)異常及設(shè)備能耗過(guò)大時(shí)，數(shù)字孿生智慧工廠向后臺(tái)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)出預(yù)警，管理人員通過(guò)系統(tǒng)及時(shí)遠(yuǎn)程查看、核實(shí)和處理，避免延誤生產(chǎn)。
將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用到智慧工廠，有利于管理者對(duì)工廠的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)全域感知，提升管理者和決策者的實(shí)時(shí)調(diào)度和管控能力水平。
3．面向工廠整合基于數(shù)字孿生的智能化信息管理系統(tǒng)
企業(yè)對(duì)于工廠活動(dòng)的一切細(xì)節(jié)都是通過(guò)MES等業(yè)務(wù)信息化管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)施管理的。這些業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)可以映射出工廠的數(shù)字化虛擬生產(chǎn)過(guò)程，將其整體數(shù)據(jù)進(jìn)行體系化集成，整合成以工廠為對(duì)象的信息化平臺(tái)。以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為存儲(chǔ)層，以成熟開(kāi)源軟件框架為計(jì)算層，以Java等多種科學(xué)數(shù)據(jù)處理軟件為支撐，在展現(xiàn)層通過(guò)三維可視化技術(shù)以美觀直接的可視化方式進(jìn)行呈現(xiàn)，形成完整的具備自主監(jiān)測(cè)功能的智能化信息管理平臺(tái)——數(shù)字孿生平臺(tái)。平臺(tái)以大腦的形式整合信息化數(shù)據(jù)，集中自身優(yōu)勢(shì)提升企業(yè)生產(chǎn)效率和效益，并使其最大化。
實(shí)施效果
智能生產(chǎn)：梳理裝備電纜MES系統(tǒng)，明確MES系統(tǒng)功能邊界和系統(tǒng)的主要功能模塊，打通“訂單-工藝-排產(chǎn)-生產(chǎn)-質(zhì)檢-包裝-入庫(kù)-發(fā)貨”整個(gè)流程，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，優(yōu)化流程，減少現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)報(bào)、誤報(bào)等現(xiàn)象；實(shí)時(shí)采集米重，降低生產(chǎn)偏差，有利于產(chǎn)品成本核算，優(yōu)化材料使用管理，穩(wěn)定產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)；利用集中供料系統(tǒng)降低設(shè)備能耗和維修成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率；啟動(dòng)設(shè)備云平臺(tái)，打造生產(chǎn)人員快速報(bào)修、機(jī)修人員快速響應(yīng)、管理人員精準(zhǔn)分析的主線業(yè)務(wù)流程。
智能倉(cāng)儲(chǔ)：根據(jù)流轉(zhuǎn)產(chǎn)品采用AGV轉(zhuǎn)運(yùn)方式，實(shí)現(xiàn)物料按指定路線的點(diǎn)到點(diǎn)流轉(zhuǎn)，保證物料流轉(zhuǎn)的精確性；通過(guò)AGV實(shí)現(xiàn)車間成品及半成品、原材料的智能轉(zhuǎn)運(yùn)；通過(guò)在盤具上搭配二維碼標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)盤具物料信息的追蹤及管理，有效減少盤具尋找時(shí)間，提高盤具管理和生產(chǎn)效率，減少了上千次人工作業(yè)的搬運(yùn)/班次。
智能檢測(cè)：將5G、人工智能、邊緣計(jì)算和機(jī)器視覺(jué)等新技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線的高精度檢測(cè)；通過(guò)工業(yè)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)模型的迭代和共享，提升產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高效率的過(guò)程追溯及故障排查。
智能展示：通過(guò)數(shù)字孿生+3D產(chǎn)品交互系統(tǒng)，在設(shè)備數(shù)據(jù)具備、可用的情況下，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的整體可視化及數(shù)據(jù)分析進(jìn)行展示；根據(jù)整體運(yùn)維需求，對(duì)單條生產(chǎn)線的生產(chǎn)分析（對(duì)接MES）、單個(gè)設(shè)備的運(yùn)行及故障狀態(tài)(對(duì)接EAM)進(jìn)行信息集成；對(duì)接WMS、能源、設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及智能安全系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流、能源、安全、設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)展示，進(jìn)一步提升品牌形象，加強(qiáng)公司對(duì)外宣傳展示。
集成管控：通過(guò)智能安全、能源云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全管控，有效減少安全員重復(fù)勞動(dòng)，效率提升達(dá)200%；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能耗趨勢(shì)，進(jìn)行能效分析，合理安排排產(chǎn)；搭建能源數(shù)據(jù)管理報(bào)表，與MES系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程的能源在線監(jiān)控。
