編者按：

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等新技術(shù)的飛速發(fā)展，以及IT與OT技術(shù)的進(jìn)一步融合，工業(yè)制造、城市交通、電力能源、農業(yè)等各大行業(yè)領(lǐng)域的智慧化發(fā)展已成為必然趨勢。推進(jìn)各領(lǐng)域向智慧化發(fā)展是一項復雜而龐大的系統工程，既需要單一技術(shù)與裝備的突破應用，還需要系統化的集成創(chuàng )新。智慧系統解決方案是推廣普及智能化技術(shù)的關(guān)鍵手段，是促進(jìn)各行業(yè)智能化水平提升的核心。

為深化智慧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步提升智慧產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域系統解決方案應用水平，現由中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )、智能制造推進(jìn)合作創(chuàng )新聯(lián)盟、工業(yè)控制系統信息安全產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì )主辦，《自動(dòng)化博覽》雜志社&控制網(wǎng)（fcfhome.com）承辦的“2018智慧系統解決方案征集”活動(dòng)已正式啟動(dòng)，面向全行業(yè)公開(kāi)征集智慧系統解決方案。本刊特開(kāi)設智慧系統解決方案專(zhuān)欄，刊發(fā)其中優(yōu)秀的解決方案以饗讀者。

1　行業(yè)競爭與挑戰

喜利得是面向全球的一站式建筑服務(wù)供貨商。致力于為建筑行業(yè)研發(fā)及提供最尖端先進(jìn)的技術(shù)、軟件和服務(wù)，為客戶(hù)提供軟件設計、施工用產(chǎn)品和工具、培訓、維修、測試以及咨詢(xún)等服務(wù),全方位滿(mǎn)足顧客的需要。
隨著(zhù)業(yè)務(wù)和公司規模的發(fā)展擴大，逐漸顯現一些問(wèn)題：

·　加工周期長(cháng)    ·　工時(shí)浪費現象嚴重

·　紙質(zhì)化流程繁縟    ·　產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊

·　設備可靠性低    ·　數據錄入時(shí)間長(cháng)

企業(yè)對上述問(wèn)題的解決以及對產(chǎn)能和效率的要求也越來(lái)越高。生產(chǎn)模式，管理模式的升級與革新勢在必行，當前生產(chǎn)和管理工作中需要通過(guò)多種系統性的方法和工具去改善，以實(shí)現更高層次的工業(yè)制造能力。喜利得通過(guò)對比分析市場(chǎng)上智能制造解決方案的幾大供應商，最終確定使用凌犀——車(chē)間級無(wú)線(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，來(lái)解決公司所存在的問(wèn)題，以及實(shí)現低成本、高效率、質(zhì)量?jì)?yōu)等目標。

2　解決方案主要目標和總體概述

車(chē)間級無(wú)線(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案屬于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng )新應用，工業(yè)車(chē)間作為物聯(lián)網(wǎng)應用的重要領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)過(guò)程的深度融合，可大幅提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和能源消耗，將傳統工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。

該解決方案主要針對先進(jìn)制造業(yè)實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的智能化控制、自動(dòng)化操作、信息化指揮和精益化管理的車(chē)間物聯(lián)網(wǎng)工廠(chǎng)系統級解決方案。本項目將生產(chǎn)過(guò)程中的人、機、料、法、環(huán)、測（5M1E）幾大要素進(jìn)行數字化整合和互聯(lián)互通，實(shí)現人機互聯(lián)、智能調度、管理監控及整體設備效能最優(yōu)化。是以精益六西格瑪、持續改善、整體設備效能等生產(chǎn)管理思想為理論基礎，以無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、物聯(lián)網(wǎng)、制造執行系統及網(wǎng)絡(luò )安全為技術(shù)手段的生產(chǎn)制造管控一體化平臺。

本車(chē)間級邊緣計算無(wú)線(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺首要目標是：基于優(yōu)化、增強LoRaWan無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )，將更多的適用于終端設備處理的應用邏輯、功能模塊、維護診斷功能，優(yōu)化于終端設備里，以提高用戶(hù)的感知和實(shí)時(shí)響應體驗、提供更實(shí)時(shí)的處理效率，減輕云端的負荷，提升系統穩定性與可靠性。

第二個(gè)目標是：將長(cháng)期積累的車(chē)間工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理系統應用功能平臺化和接口標準化，滿(mǎn)足更開(kāi)放、系統更靈活、安全性和穩定性更健壯、服務(wù)性能可擴展和可編排性更易于操作。

通過(guò)多個(gè)實(shí)際案例樹(shù)立業(yè)界的樣板點(diǎn)，獲得產(chǎn)業(yè)認可，實(shí)現該新的平臺型解決方案從0到1的孵化，為后續規模復制打下基礎。

3　解決方案的系統架構

解決方案的系統架構如下（包含三個(gè)方面）：

（1）LPWAN ECN終端、網(wǎng)關(guān)等及入網(wǎng)設備：提供面向機器設備、人員操作、環(huán)境運行優(yōu)化的閉環(huán)，核心是基于對機器操作數據、生產(chǎn)環(huán)節數據的實(shí)時(shí)感知和邊緣計算，實(shí)現機器設備的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調整，構建智能機器和柔性產(chǎn)線(xiàn)

（2）車(chē)間級工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統邊緣應用和邊緣管理：提供面向生產(chǎn)運營(yíng)優(yōu)化的閉環(huán)，核心是基于信息系統數據、制造執行系統數據、控制系統數據的集成處理和大數據建模分析，實(shí)現生產(chǎn)運營(yíng)管理的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調整，形成各種場(chǎng)景下的智能生產(chǎn)模式；

（3）云PaaS/SaaS平臺邊緣儲存和邊緣接口：提供面向企業(yè)協(xié)同、用戶(hù)交互與產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化的閉環(huán)，核心是基于供應鏈數據、用戶(hù)需求數據、產(chǎn)品服務(wù)數據的綜合集成與分析， 實(shí)現企業(yè)資源組織和商業(yè)活動(dòng)的創(chuàng )新，形成網(wǎng)絡(luò )化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸等新模式。

4　邊緣硬件終端

（1）Super Andon主機（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基站）：控制著(zhù)整個(gè)系統的運行，其主要負責對外界輸入數據的接收、運算和分析，并根據不同的分析結果輸出不同的控制信息到系統的外圍設備。接收呼叫觸發(fā)信號，分類(lèi)信息分級上報及系統接口數據存儲。

·    與服務(wù)器采用以太網(wǎng)通訊；

·    有效無(wú)線(xiàn)通訊距離半徑200~500m，可通過(guò)中繼擴展通訊范圍；

·    可支持數百個(gè)外圍設備的同時(shí)并發(fā)控制。

（2）平板：觸發(fā)異常，解除、簽到——異常響應管理。

（3）腕表：震動(dòng)、信息顯示。

（4）電子看板：顯示企業(yè)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。

（5）短信推送：支持聯(lián)通，移動(dòng)及電信，可將異常信息分級推送到管理人員手機上，不受距離限制。

5　邊緣應用和管理

（1）凌犀制造流程控制系統（iMake）

為喜利得項目整體解決方案提供核心支撐。主要包括配置功能模塊、記錄功能模塊和簡(jiǎn)易報表分析系統。

（2）設備管理監控系統

實(shí)現人機互聯(lián)的關(guān)鍵部件，通過(guò)公司專(zhuān)業(yè)研發(fā)的通用設備管理控制器，實(shí)現對設備的連續監控，記錄設備的使用狀態(tài)，過(guò)程參數并將相關(guān)數據，結合設備管理維護規范，提供設備整體效能最優(yōu)化的基礎數據支撐，持續提高喜利得生產(chǎn)制造過(guò)程能源效率。

（3）Super Kanban系統

依據精益生產(chǎn)管理的拉動(dòng)原理，將生產(chǎn)任務(wù)智能分析各個(gè)子工序的工作任務(wù)，并通過(guò)崗位指令指示模塊將工作任務(wù)信息發(fā)送到實(shí)際工作車(chē)間的各個(gè)關(guān)鍵崗位上，同時(shí)實(shí)現人機互聯(lián)的實(shí)時(shí)反饋，追蹤執行情況。企業(yè)通過(guò)電子看板查看實(shí)時(shí)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。

（4）TPM OEE的精益生產(chǎn)管理系統

實(shí)現TPM OEE精益生產(chǎn)管理的數據庫管理軟件，主要包括配置功能模塊、記錄功能模塊和報表分析系統。配置功能模塊對系統中應用的事件觸發(fā)終端和顯示終端進(jìn)行配置和管理，形成對事件觸發(fā)終端、事件執行終端和事件響應終端進(jìn)行關(guān)系映射的事件編碼對應事件列表并保存到數據庫中，同時(shí)將該列表配置和更新到對應的系統主機中。記錄功能模塊將所有從系統主機發(fā)送來(lái)的編碼信息實(shí)時(shí)記錄并加上對應的時(shí)間戳，然后根據終端編碼對應事件列表形成對應的終端事件記錄，并將該記錄保存到數據庫中。報表分析系統是指基于精益生產(chǎn)管理規范，根據系統事件數據庫形成的各種管理功能的報表分析工具，該部分可以根據客戶(hù)需求進(jìn)行定制和裁剪。實(shí)時(shí)記錄生產(chǎn)過(guò)程、系統事件統計分析、OEE指標分析和豐富功能報表。

6　安全措施

本系統的傳輸安全通過(guò)在應用系統中增加身份認證、加密以及網(wǎng)絡(luò )隔離手段來(lái)保障數據傳輸的真實(shí)性、完整性和保密性。

（1）數據存儲的安全性

與核心數據源隔離，防止篡改。系統中涉及的關(guān)鍵數據根據具體情況加密存放，防止數據泄露。

（2）網(wǎng)絡(luò )的安全性

利用實(shí)時(shí)審計提高網(wǎng)絡(luò )安全性，采用確認查驗安全策略的正確實(shí)施及實(shí)時(shí)監測異?，F象和入侵檢測的機制，并使用正版網(wǎng)絡(luò )殺毒、防毒軟件和防火墻等。

（3）數據中心安全性

對數據源數據進(jìn)行嚴格保護，增刪改操作全部在系統工作表中進(jìn)行；對重要數據、敏感數據進(jìn)行加密，用密碼存儲數據，在存入時(shí)需加密，在查詢(xún)時(shí)需要解密。

系統采用密文形式進(jìn)行保存，且采取設置分級管理,不同級別的操作員，對應不同的操作權限，操作權限可以修改和收回。

7　方案價(jià)值

7.1　喜利得項目整體規劃

（1）各類(lèi)基礎信息維護工作，方便易操作，支持表格導入導出批量管理；

（2）排班管理和排產(chǎn)管理功能界面，支持表格導入導出批量操作，結合現場(chǎng)掃碼觸發(fā)訂單，形成數據聯(lián)動(dòng)；

（3）安排設備保養計劃周，定期提醒，對接設備維護工單系統，現場(chǎng)智能終端互動(dòng)；

（4）質(zhì)量巡檢內容與工單管理，崗位審核計劃管理，定期提醒功能，現場(chǎng)智能終端無(wú)紙化辦公；

（5）定制豐富的電子看板界面，實(shí)時(shí)顯示各類(lèi)生產(chǎn)狀態(tài)信息。

7.2　實(shí)際效果

（1）效率提升：促使各職能部門(mén)人員提高發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力效率；

（2）實(shí)時(shí)監督 ：信息實(shí)時(shí)、多通道傳遞，讓相關(guān)訂閱者實(shí)時(shí)地了解生產(chǎn)狀態(tài)；

（3）追蹤存儲：存儲事件處理過(guò)程的完整信息，如發(fā)生時(shí)間、解除時(shí)間、問(wèn)題處理、人員信息及響應時(shí)間等；

（4）品質(zhì)提升：通過(guò)實(shí)時(shí)的對每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節的質(zhì)量監控，有效的降低產(chǎn)品的不良率；還可找出質(zhì)量問(wèn)題關(guān)鍵所在，及時(shí)地調整加工工藝從而提高產(chǎn)品質(zhì)量；

（5）降低成本：通過(guò)數據分析和預警，實(shí)現對生產(chǎn)現場(chǎng)異常情況的實(shí)時(shí)處理，及時(shí)修正和調整，從而縮短生產(chǎn)周期，最大程度提高設備利用率；

（6）接口開(kāi)放：提供WEB API接口和各類(lèi)自主研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)智能硬件底層邏輯控制軟件以及數據庫。

7.3　價(jià)值闡述

（1）為喜利得企業(yè)提供針對性定向研發(fā)、智能維保等服務(wù)；

（2）喜利得設備出現故障的時(shí)間可提前告知，生產(chǎn)排程計劃可預先安排，并提供避免事故發(fā)生的解決方案，消除設備故障停機等給客戶(hù)帶來(lái)的損失；

（3）從客戶(hù)體驗度而言，喜利得通過(guò)企業(yè)建立的移動(dòng)端宣傳平臺，LED/LCD目視化界面以場(chǎng)景化的方式參與產(chǎn)品的認知，增加了品牌的傳播效果；

（4）從行業(yè)技術(shù)創(chuàng )新而言，制造企業(yè)可以借助平臺的專(zhuān)家經(jīng)驗共享、智能決策庫等內容，提高環(huán)保運維領(lǐng)域的裝備管理水平，降低喜利得企業(yè)運營(yíng)成本；

（5）更為重要的是，企業(yè)主可通過(guò)數據集的切分和規律查找到最優(yōu)化的數據集，以實(shí)現人員投入及控制過(guò)程的節能提效。

摘自《自動(dòng)化博覽》2018年8月刊