深圳市智物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )有限公司

1　項目目標和概述

本案例應用業(yè)主鐵騎力士集團（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：鐵騎力士）創(chuàng )建于1992年，經(jīng)過(guò)30余年的發(fā)展，已經(jīng)成為集飼料、牧業(yè)、食品、生物工程為一體的現代農牧食品企業(yè)，飼料產(chǎn)業(yè)是鐵騎力士全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的基礎保障，在全國建有30余家飼料分（子）公司，年生產(chǎn)能力400萬(wàn)噸。隨著(zhù)市場(chǎng)競爭加劇，原料成本高企，使得飼料行業(yè)整體利潤率都偏低。這使得鐵騎力士除了以量取勝外，千方百計地尋求降本增效的方法，從節能、減人、管理等多方位進(jìn)行著(zhù)嘗試。

從2021年開(kāi)始，深圳市智物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：智物聯(lián)）基于自主研發(fā)的智慧工業(yè)核心引擎MixIOT，以鐵騎力士的成都工廠(chǎng)為試點(diǎn)進(jìn)行飼料企業(yè)數智工廠(chǎng)建設，最終形成了獨有的飼料行業(yè)數字化轉型升級路徑，并從2022年4月開(kāi)始正式為鐵騎力士旗下的所有飼料工廠(chǎng)建設生產(chǎn)數字化管理平臺，通過(guò)智物聯(lián)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的邊緣計算技術(shù)，結合特定算法產(chǎn)品，反向控制關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節設備，幫助企業(yè)解決系統設備連接、數據采集及數據處理問(wèn)題，實(shí)現各車(chē)間設備聯(lián)控、智能調度，在設備監控、節能降耗、預測性維護、故障告警等實(shí)際應用中取得了良好的成效，而節能降耗也是其中重要的一個(gè)方面。

飼料生產(chǎn)中主要能耗為電耗，其中粉碎機、制粒機、膨化機等都是電耗很大的設備。尤其是粉碎機，根據不同的生產(chǎn)工藝，可占到整個(gè)生產(chǎn)流程所需能耗的30%~70%。提高粉碎機負載率（即降低運行空載率）能夠有效改善生產(chǎn)的噸能耗成本。每一臺粉碎機和每一種物料都有一個(gè)相對應的負載率最優(yōu)值，但是目前大多數飼料生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有高效簡(jiǎn)便的方式來(lái)收集相關(guān)數據并生成這一標準，進(jìn)而達到提升粉碎機負載率的目的。而智物聯(lián)農牧飼料生產(chǎn)數字化管理平臺，可以通過(guò)精細化管理和設備優(yōu)化控制兩種路徑來(lái)達到這一目的。

通過(guò)平臺的大屏看板和自動(dòng)報表功能，也能從數據的精細化管理角度加強能耗管控，實(shí)現節能降耗。目前已經(jīng)在鐵騎力士旗下的成都、重慶、昆明、廣元、綿陽(yáng)、西安、武威、攀枝花、夾江等工廠(chǎng)完成實(shí)施交付。

2　案例介紹

2.1　系統架構

采用云端+本地部署的方式提供工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案，以智物聯(lián)智慧工業(yè)核心引擎MixIOT作為基礎數據平臺，以適應系統不斷變化的需求?；A平臺支持泛工業(yè)設備接入，整個(gè)系統平臺分為采集層（邊緣計算）、數據處理層（數智化云端）、數據應用層（工業(yè)APP），具體如圖1所示。

運用安全大數據架構，將數據和設備原始數據本地化存儲并抽象計算后上云，既實(shí)現了系統全部工藝的大數據的高效處理，對各個(gè)工藝信息的處理，又從根本上保護了用戶(hù)的數據安全，同時(shí)可更好實(shí)現生產(chǎn)工藝的追溯與定則。

圖1 系統架構圖

2.2　組網(wǎng)圖

本案例將商業(yè)數據和設備原始數據本地化存儲并抽象計算后上云，既實(shí)現了系統全部工藝的大數據的高效處理，對各個(gè)工藝信息的處理，又從根本上保護了用戶(hù)的數據安全，同時(shí)可更好實(shí)現生產(chǎn)工藝的追溯與定則，為后期的規劃打好了基礎。

層級的架構設計可實(shí)現不同層級管理不同類(lèi)型和范圍的數據，支持向下跳轉查閱數據。在工廠(chǎng)端（邊緣端）可實(shí)現數據的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)統計、計算、分析，支持后續的實(shí)時(shí)追溯。同時(shí)該架構也降低了總部服務(wù)端壓力。組網(wǎng)圖如圖2所示。

圖2 組網(wǎng)圖

2.3　數據的權限管理

智物聯(lián)農牧飼料企業(yè)生產(chǎn)數字化管理平臺在消除了子業(yè)務(wù)系統的壁壘之后，便可以通過(guò)MixIOT角色分配和權限管理的功能，讓每一個(gè)層級、每一個(gè)角色只看到自己需要的數據，而大多數數據又是從下一層級調取的經(jīng)過(guò)統計計算等處理后的結果。也就是說(shuō)通過(guò)權限管理幫助企業(yè)建立一套整體的物聯(lián)網(wǎng)架構，同時(shí)又滿(mǎn)足它在不同的管理層級上能查看不同的數據結果。

圖3

2.4　主要功能

（1）實(shí)時(shí)監控

通過(guò)PC、APP、大屏實(shí)時(shí)監控工廠(chǎng)整體運行狀態(tài)。展示設備狀態(tài)、開(kāi)關(guān)機情況、地理位置、數據變化情況、綜合性管理工廠(chǎng)設備，實(shí)現閉環(huán)管理。

工廠(chǎng)管理：飼料工廠(chǎng)設備數據打通，從單臺設備到產(chǎn)線(xiàn)及工廠(chǎng)，所有設備、產(chǎn)線(xiàn)、工廠(chǎng)精細化管理。

產(chǎn)線(xiàn)管理：工藝參數，運行參數實(shí)時(shí)監控。

設備管理：設備臺賬，設備狀態(tài)實(shí)時(shí)監控，數據實(shí)時(shí)上報。單機設備的能耗、時(shí)間、空載時(shí)間、負載率的計算呈現，歷史數據查詢(xún)、導出。

（2）大屏看板

通過(guò)為車(chē)間整體生產(chǎn)、具體工藝流程、水電能耗等場(chǎng)景配置的大屏看板，將數據直接在監控大屏上呈現，對應當前的數據情況，更加清晰掌握現場(chǎng)的生產(chǎn)詳情。

（3）設備管理

全廠(chǎng)的設備臺賬及信息全部保存到系統中，對于設備的使用情況及管理情況進(jìn)行統計。

設備檔案：將工廠(chǎng)設備數據上傳系統，建立設備檔案，包括設備ID、設備名稱(chēng)、設備型號、設備位置、設備圖片等。

設備臺賬：產(chǎn)線(xiàn)數量、設備數量、關(guān)鍵配件等。

設備管理：以設備為單位對工廠(chǎng)設備進(jìn)行信息管理。

（4）故障告警

告警規則自定義，上下限閾值的設定可以及時(shí)告警。告警信息的編輯可自主選擇。

（5）維保管理

·設備維保檔案

根據設備的使用情況建立相應的設備維保檔案：包括設備類(lèi)型、生產(chǎn)廠(chǎng)商、所在工廠(chǎng)、設備類(lèi)型、設備名稱(chēng)等信息的維護與管理。

·設備定時(shí)維保

所有需要維護保養的設備和配件都建立相應的保養規則和日期，到期提醒相關(guān)的人員進(jìn)行保養，并觸發(fā)保養工單，維修保養人員進(jìn)行維護后，可以上傳相應的保養內容和照片，上級領(lǐng)導進(jìn)行驗收和評價(jià)后才算結束。使整個(gè)保養維修內容全部線(xiàn)上化，確保每一個(gè)部位都進(jìn)行了合格的維護，保持著(zhù)設備生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)安全。

（6）報表管理

報表內容自定義，報表可輸出統計計算的內容，可定時(shí)發(fā)送，按部門(mén)發(fā)送或按權限發(fā)送內容。

精細化報表：按各部門(mén)不同需求，自動(dòng)統計并輸出飼料工廠(chǎng)的日報表、周報表、月報表、年報表等。包括耗電量、開(kāi)機時(shí)長(cháng)、空載時(shí)長(cháng)、開(kāi)機率、空載率、耗電量、總產(chǎn)量等。

（7）信使服務(wù)

可通過(guò)短信、郵箱、微信公眾號進(jìn)行消息通知、報警信息、維保信息等。

（8）手機APP管理

電腦端的所有功能在手機端也可以全部實(shí)現，真正達到無(wú)論身處何地都可以實(shí)時(shí)地監控和處理整個(gè)工廠(chǎng)的生產(chǎn)和設備情況。

（9）角色分配和權限管理

根據用戶(hù)角色和業(yè)務(wù)內容的不同，分配不同的權限，真正做到計算出的結果數據推到最有用的人手中，使數據產(chǎn)生最大的價(jià)值。

2.5　安全措施

本案例利用邊緣計算技術(shù)增強其安全性，邊緣計算將數據處理任務(wù)分散到網(wǎng)絡(luò )邊緣，減少了集中式數據存儲庫的風(fēng)險，減少預測性維護等應用程序傳輸到云的數據流量，并將數據處理和響應計算轉移到云化通用邊緣計算平臺，且保持本地部署的可靠性。同時(shí)在邊緣進(jìn)行數據分析和決策可以限制敏感數據的傳輸范圍，降低網(wǎng)絡(luò )攻擊的風(fēng)險，邊緣設備可以實(shí)施額外的安全措施，如加密和身份驗證，加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全態(tài)勢。

3　代表性及推廣價(jià)值

3.1　應用情況及效果

本案例是MixIOT的核心能力與農牧行業(yè)的具體工藝流程、生產(chǎn)機理、管理需求相結合所形成的數字化生產(chǎn)管理平臺，由云服務(wù)、工業(yè)現場(chǎng)控制柜、數據采集終端等產(chǎn)品組成，能夠幫助農牧企業(yè)實(shí)現“有數據支撐的精細化管理”，實(shí)現“統一標準、協(xié)同制造”的目的。

本案例實(shí)現了企業(yè)內部資源（設備、人員、物料）相互關(guān)聯(lián)和集成，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)現場(chǎng)數據、能耗數據等，并通過(guò)看板實(shí)時(shí)呈現，改變“黑箱”生產(chǎn)，使生產(chǎn)過(guò)程透明化，實(shí)現數據互聯(lián)互通打破信息孤島，幫助企業(yè)由“制造”向“智造”轉變，加速數字化轉型。從“安全生產(chǎn)、節能減排、增產(chǎn)增效、精益管理”等方面為客戶(hù)創(chuàng )造價(jià)值，滿(mǎn)足客戶(hù)向數字化轉型的迫切需求。

3.2　經(jīng)濟價(jià)值

通過(guò)本案例，鐵騎力士集團打通了車(chē)間-工廠(chǎng)-集團的產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現關(guān)鍵設備選型與定制、車(chē)間網(wǎng)絡(luò )配置、數據格式、接口、故障檢測和可視化管理，在數據安全等方面進(jìn)行智能工廠(chǎng)整體設計，兼顧了飼料行業(yè)特性，讓分散在全國各地的數據資源實(shí)現集團端共享互通。平均噸耗電降低2-5kWh。按工廠(chǎng)平均年產(chǎn)10萬(wàn)噸計算，可節省電費12萬(wàn)元~30萬(wàn)元/年。全面采集工廠(chǎng)能耗數據，實(shí)時(shí)上報，工廠(chǎng)整體電子報表率提升95%，降低了能耗管理成本。

3.3　社會(huì )價(jià)值

（1）促進(jìn)飼料企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節的節能減排。

（2）該平臺能夠通過(guò)生產(chǎn)優(yōu)化、數據管理等途徑，為企業(yè)節省大量用電成本，在為企業(yè)創(chuàng )造經(jīng)濟價(jià)值的同時(shí)，也實(shí)現了節能減排的社會(huì )效益。

（3）保證安全生產(chǎn)，促進(jìn)飼料產(chǎn)品質(zhì)量的提升該平臺能夠通過(guò)數據的統計、分析、計算，為飼料企業(yè)建立各項業(yè)務(wù)的“標準”，按標準執行就能夠最大限度地消弭這些安全隱患。

（4）在飼料科技領(lǐng)域實(shí)現自主創(chuàng )新的突破

該平臺具有靈活性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，支持后續企業(yè)自主進(jìn)行擴展應用的開(kāi)發(fā)，實(shí)現創(chuàng )新突破。

3.4　創(chuàng )新性

（1）消除不同業(yè)務(wù)系統、不同來(lái)源之間的數據隔閡，形成統一整體

MixIOT通過(guò)獨有的映射表，可以將不同業(yè)務(wù)系統、不同來(lái)源的數據融合在一起進(jìn)行管理、處理和呈現，實(shí)現系統之間的數據高效協(xié)同。這些數據有從其他業(yè)務(wù)系統對接請求回來(lái)的，有通過(guò)網(wǎng)關(guān)適配器采集的，有通過(guò)統計計算分析得出的，甚至還有手工輸入的離線(xiàn)數據，這就為之后的數據應用打下了全面而堅實(shí)的基礎，相關(guān)報表的輸出也就有了統一的出口，無(wú)需再多頭對接、重復工作。

（2）通過(guò)對多源數據的分析和計算，產(chǎn)生新線(xiàn)索數據，驅動(dòng)業(yè)務(wù)運行和管理優(yōu)化

打破數據隔閡之后，能夠讓以往沒(méi)有關(guān)聯(lián)起來(lái)的數據通過(guò)分析計算產(chǎn)生新的結果和線(xiàn)索。比如在以前，用電的數據和中控的數據大多數是不通的，即使把用電的數據采集到中控上來(lái)，也并沒(méi)有和設備生產(chǎn)完全關(guān)聯(lián)起來(lái)，因為如果讓自動(dòng)化公司或者其他一些軟件公司去做這個(gè)工作會(huì )非常復雜，工作量會(huì )很大。而MixIOT系統是通過(guò)數據的觸發(fā)、配置，就可以將用電數據與設備運行結合起來(lái)，統計計算出設備的空載累計耗電，通過(guò)這個(gè)統計結果，企業(yè)就可以很直觀(guān)地知道每臺設備空載了多長(cháng)時(shí)間、空載率是多少、有多大的管理提升空間。

（3）降低農牧飼料企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中人為因素對于數據準確性的影響

目前，很多飼料企業(yè)生產(chǎn)管理和設備管理以流程紙質(zhì)表為主，數據都是人工采集、人工計算、人工錄入，十分容易出錯，有一些精細化的數據更是壓根就沒(méi)有記錄過(guò)。通過(guò)為企業(yè)搭建的生產(chǎn)數字化管理平臺，能將幾乎所有的數據納入管理，由系統進(jìn)行相關(guān)的處理，這就極大地減少了人為因素的影響，保證了數據的準確性。

（4）借助數據，為各項業(yè)務(wù)建立統一的標準

有了數據作為支撐，就可以在各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節建立所需的“標準”。比如對于生產(chǎn)設備來(lái)說(shuō)，每一臺設備在生產(chǎn)不同的飼料時(shí)都有一套操作參數，設備在接入平臺運行一段時(shí)間后，就可以建立起關(guān)于操作參數的標準。在生產(chǎn)時(shí)，員工按照系統提示的投料、參數等相關(guān)信息操作即可，減少了新員工的學(xué)習時(shí)間，也緩解了招工難的困境。

（5）系統開(kāi)放靈活，可隨業(yè)務(wù)或者流程變化進(jìn)行配置

開(kāi)放性和靈活性是MixIOT最大的優(yōu)勢，智物聯(lián)交付給飼料企業(yè)的生產(chǎn)數字化管理平臺是基于MixIOT的一套可配置系統，或者可以理解成一套工具型的產(chǎn)品?？蛻?hù)如果日后有新的需求，可以在它的基礎上去做靈活的改變。

3.5　推廣價(jià)值

（1）加快農牧飼料行業(yè)整體數字化轉型進(jìn)程

整體上我國農牧飼料行業(yè)數字化短板明顯，也缺乏真正專(zhuān)注于這一行業(yè)的服務(wù)提供商和產(chǎn)品。智物聯(lián)針對農牧飼料企業(yè)的生產(chǎn)數字化管理平臺能夠填補這一空白，有力推動(dòng)行業(yè)整體數字化轉型進(jìn)程。

（2）平臺靈活性強，適用范圍廣

我國農牧飼料企業(yè)的發(fā)展有很大差異，有的可能已經(jīng)具備了較高的自動(dòng)化水平，甚至已經(jīng)有了很好的數字化基礎，而有的還處在較為初級的生產(chǎn)階段。而智物聯(lián)的農牧飼料企業(yè)生產(chǎn)數字化管理平臺具有十分靈活的能力，能夠根據企業(yè)的不同情況采用不同的解決方案。比如在組網(wǎng)上，除了使用到方略柜的獨立部署，還可以采用MixIOT的SaaS化部署進(jìn)行組網(wǎng)，每個(gè)工廠(chǎng)可以視為SaaS平臺上的一個(gè)個(gè)賬號。這種方式實(shí)施周期較短，成本較低，能夠幫助飼料企業(yè)比較快速地找到數字化的突破口。

（3）提升農牧飼料產(chǎn)品質(zhì)量，增強企業(yè)競爭力

平臺通過(guò)對數據深入應用，建立起生產(chǎn)的業(yè)務(wù)標準，同時(shí)在不斷向智能化生產(chǎn)邁進(jìn)的過(guò)程中，也在不斷降低人工操作可能帶來(lái)的錯誤。比如智物聯(lián)已經(jīng)實(shí)現了生產(chǎn)數字化管理平臺與中控配料系統的對接，實(shí)現了配料環(huán)節數據的自動(dòng)流轉，不再需要人為錄入生產(chǎn)訂單數據，全部電子化，降低了人力可能造成的錄入數據錯誤和生產(chǎn)時(shí)配方引用錯誤。這就能夠促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升和穩定，增強企業(yè)的競爭力。

（4）幫助企業(yè)向上下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸

近年來(lái)，有實(shí)力的飼料企業(yè)紛紛布局養殖端，比如養豬、養雞，投入動(dòng)輒幾十甚至幾百億元。然而，做飼料和養殖是兩件不同的事，可以說(shuō)大部分飼料企業(yè)并沒(méi)有做好人才、技術(shù)等方面的充分準備。智物聯(lián)農牧飼料企業(yè)生產(chǎn)數字化管理平臺在與飼料企業(yè)合作的過(guò)程中，也在養殖業(yè)等上下游產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行試點(diǎn)拓展，相關(guān)的應用也會(huì )逐步充實(shí)平臺的功能模塊，這就可以為企業(yè)的業(yè)務(wù)板塊延伸提供相應的支持。

3.6　技術(shù)的示范效應

目前，該解決方案已在鐵騎集團全國眾多工廠(chǎng)實(shí)施落地并取得良好成效?；诎咐脚_的架構和技術(shù)路徑，還可向農牧行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行延伸擴展，將有力推動(dòng)農牧行業(yè)生產(chǎn)的數字化、智能化發(fā)展。同時(shí)，平臺解決方案在智能化生產(chǎn)方面也已經(jīng)取得一定成效，比如通過(guò)對粉碎機的優(yōu)化控制實(shí)現了明顯的節能降耗效果，與飼料企業(yè)中控系統對接進(jìn)行配料的自動(dòng)執行等。

本解決方案具有開(kāi)放性、易推廣性、復制性強的優(yōu)勢，其實(shí)踐經(jīng)驗也可為其他行業(yè)的數字工廠(chǎng)建設提供借鑒，能夠快速對新的行業(yè)實(shí)現突破。目前，智物聯(lián)在聚合生物材料、注塑、水泥等行業(yè)的數字化平臺建設方面也已有所成效，具有較好的示范推廣行業(yè)前景和價(jià)值空間。

摘自《自動(dòng)化博覽》2025年2月刊