前言

其實(shí)，智能集成并非像市場(chǎng)上那些宣傳的聲音那樣似乎很容易，事實(shí)上，將數據實(shí)現連接也非易事，基于A(yíng)PROL的數據平臺，我們邁向塑料工廠(chǎng)智能化的第一步。

從市場(chǎng)上的各種塵囂而上的概念、架構、平臺來(lái)看，似乎我們已經(jīng)離智能制造不遠了，仿佛就在明天，然而，這并非現實(shí)，當很多企業(yè)給我們鼓吹各種平臺的時(shí)候我們能否理性？事實(shí)上，我們第一步尚未完成，如何讓設備互聯(lián)？讓數據實(shí)現透明？我們該采集哪些數據？又該如何進(jìn)行基礎的顯示、報警這些基本功能實(shí)現？

圖1-典型的塑料工廠(chǎng)

我們仍然面對很多問(wèn)題：

通過(guò)對包括塑料、包裝等一些工廠(chǎng)的前期調研及項目實(shí)施，在中國很多工廠(chǎng)的數字化根基尚較弱，實(shí)現全局的智能制造需要較長(cháng)的過(guò)程，這些問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面：

數據無(wú)法打通，尤其對于老舊設備而言，甚至沒(méi)有數據接口

缺乏精益生產(chǎn)能力，無(wú)法對自身生產(chǎn)流程進(jìn)行量化，并制定標準作業(yè)等精益能力。

生產(chǎn)過(guò)程追溯依靠人工記錄，低附加值作業(yè)，可靠性不高

缺少實(shí)時(shí)的車(chē)間設備運營(yíng)數據，影響生產(chǎn)決策、客戶(hù)溝通成本高

車(chē)間信息孤島嚴重，ERP無(wú)法獲得車(chē)間實(shí)時(shí)數據

數據聯(lián)通是第一步

事實(shí)上，必須先做到第一點(diǎn)，將數據采集上來(lái)，優(yōu)化必須基于有效的、結構性、實(shí)時(shí)性的數據（帶有時(shí)間戳的數據），APROL是一個(gè)數據平臺，用于將機器狀態(tài)、能耗、基于狀態(tài)監測的維護、生產(chǎn)的數據進(jìn)行采集，并存儲于實(shí)時(shí)/歷史數據庫，供工廠(chǎng)報警、趨勢、報表，以及在未來(lái)大數據驅動(dòng)的質(zhì)量分析、客戶(hù)應用現場(chǎng)數據反饋與分析，這些優(yōu)化級的數據應用。

圖2-APROL實(shí)現數據采集第一步

信息化與自動(dòng)化世界的橋梁？

事實(shí)上，在OICT融合這一大的潮流下，我們討論今天的智能制造，必須考慮IT與OT的融合，而這個(gè)融合需要一個(gè)既懂IT又懂OT，也即，它像一個(gè)翻譯，為IT所需的數據分析提供各種數據類(lèi)型/方法的訪(fǎng)問(wèn)，又要懂得自動(dòng)化，去訪(fǎng)問(wèn)數字信號、總線(xiàn)以及在PLC中的變量與機器內部數據。

如何讓生產(chǎn)線(xiàn)與ERP能夠更好的協(xié)作，這并非簡(jiǎn)單的事情，很多時(shí)候，ERP主要擔任的是客戶(hù)、產(chǎn)品設計、供應鏈這些更傾向于管理組織任務(wù)的應用單元，具有復雜的數據交互關(guān)系，而生產(chǎn)系統則類(lèi)似于另一個(gè)世界，它強調實(shí)時(shí)性、穩定性，關(guān)注的數據是速度、扭矩、溫度這些信號，信號與信息并非是對等的，盡管他們都實(shí)現了物理意義上的“數字化”，但在數據信息的應用上，他們尚未真正有良好的集成，這也是為什么今天，“Smart Factory”這樣的概念能夠興起的原因—因為，他們之間的銜接需要協(xié)同，而協(xié)同卻是最難的。

圖3-貝加萊APROL塑料工廠(chǎng)集成方案案例

ERP若要有效的組織生產(chǎn)，制定生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品，并交由誰(shuí)來(lái)生產(chǎn)，以及如何生產(chǎn)這些問(wèn)題，必須借助于與機器、系統的互動(dòng)才能更為有效，并能及時(shí)動(dòng)態(tài)的進(jìn)行調整和優(yōu)化，但是，盡管很多企業(yè)有ERP系統，但是，管理系統與生產(chǎn)系統仍然是脫節的，生產(chǎn)計劃必須通過(guò)手動(dòng)報表下發(fā)到生產(chǎn)車(chē)間，再到產(chǎn)線(xiàn)，而對于產(chǎn)線(xiàn)而言，其生產(chǎn)數據也通過(guò)手動(dòng)報表反饋給管理中心。

產(chǎn)生這種現象的原因在于ERP的實(shí)施和自動(dòng)化系統的實(shí)施并非是同時(shí)進(jìn)行的，他們各自并為考慮對方系統對于數據的需求，以及如何實(shí)現這些數據的采集，如何解決這些問(wèn)題呢？

APROL PDA提供基礎數據采集

顯然，在ERP和產(chǎn)線(xiàn)設備之間，應該有一個(gè)理解兩者特點(diǎn)和需求的協(xié)調者，它必須具有兩者共性，即 ，要能像ERP那樣采用開(kāi)放的架構設計，例如：支持多種開(kāi)放的數據驅動(dòng)、支持各種訪(fǎng)問(wèn)機制、信息安全機制等，但另一方面，它還得擁有產(chǎn)線(xiàn)設備控制系統所具有的總線(xiàn)互聯(lián)能力、數據采集的實(shí)時(shí)性、并且支持各種開(kāi)放的應用標準，行業(yè)的標準能力。

圖4-APROL應用于塑料工廠(chǎng)（擠出工廠(chǎng)）

APROL PDA可以扮演這樣的角色，它是基于高可靠的工業(yè)數據采集設計，并具有Linux的開(kāi)放性平臺，支持IT技術(shù)支持的各種訪(fǎng)問(wèn)，因此，APROL PDA功能成為了基礎的功能來(lái)實(shí)現這些數據的采集。

（1）塑料工廠(chǎng)能源監測

塑料工廠(chǎng)是能耗大戶(hù)，注射熔膠都是需要動(dòng)力與加熱，因此，如何監控能源并優(yōu)化對于整體成本降低還是比較重要的，由于采用的是共享技術(shù)的平臺架構，APROL的EnMon可以由共同的數據訪(fǎng)問(wèn)來(lái)實(shí)現對PDA數據的應用，也可以獨立的運行針對能源數據的采集，另外，塑料擠出生產(chǎn)線(xiàn)也是一個(gè)功耗較大的行業(yè)，如何節能具有重大的意義，APROL EnMon為工廠(chǎng)能源管理提供了一個(gè)“眼睛”—可以將每個(gè)生產(chǎn)細節中的能耗問(wèn)題進(jìn)行分析，例如：對加熱時(shí)間的調用會(huì )讓系統發(fā)現，某個(gè)班次在產(chǎn)品更換訂單的過(guò)程中加熱裝置處于加熱狀態(tài)，或者過(guò)度的加熱對產(chǎn)品造成的質(zhì)量損失，這些都可以由系統的電子報表觀(guān)測到，并對生產(chǎn)的改善給予基礎數據支撐。

能源是一個(gè)工廠(chǎng)的生命之源。這里的EnMon能夠對每條生產(chǎn)線(xiàn)的電壓、電流等參數實(shí)時(shí)監控，并且還提供了個(gè)性化的月度報表。報表是EnMon的核心。目前提供了每條生產(chǎn)線(xiàn)，每一班，每一個(gè)訂單的能耗產(chǎn)量報表，能夠讓客戶(hù)充分了解到目前的設備能耗如何，并且做好生產(chǎn)計劃調整。

圖5-能源消耗報表

（2）生產(chǎn)派工與產(chǎn)線(xiàn)報工功能

由管理系統向產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)計劃指令也可以通過(guò)APROL平臺分發(fā)到現場(chǎng)的產(chǎn)線(xiàn)上現場(chǎng)HMI可以為生產(chǎn)線(xiàn)提供一個(gè)類(lèi)似于看板的終端，這些派工信息將從這里提供給現場(chǎng)操作人員來(lái)接受任務(wù)，并且，通過(guò)這個(gè)終端的采集，來(lái)自于產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)狀態(tài)也會(huì )反饋給管理系統。

（3）質(zhì)量監控

質(zhì)量控制是聯(lián)塑提供的系統非常重要的功能，如何讓質(zhì)量信息更為及時(shí)的發(fā)送給管理系統，以便及時(shí)的工藝調整或者設備的調整，這些都會(huì )由產(chǎn)線(xiàn)設備來(lái)提供參數支持，在確定的批次、班組、設備、確定的時(shí)間上相關(guān)的參數如加熱溫度、電流等參數都會(huì )為生產(chǎn)工藝人員提供清晰的支持。

結合主機的稱(chēng)重裝置，當“米重”超出預定的偏差時(shí)，自動(dòng)報警，并與噴碼機所噴條碼信息關(guān)聯(lián)，以便不良品的追溯；

對于“首檢”和“巡檢”的不良情況，則只能由品管人員“復位確認”，有必要時(shí)發(fā)送通知短信到相關(guān)人員。

（4）產(chǎn)能分析報表

對于工廠(chǎng)經(jīng)理可以從產(chǎn)能分析報表這個(gè)功能里對整個(gè)產(chǎn)線(xiàn)的設備以及其狀態(tài)進(jìn)行一個(gè)全局的了解，以便在制定生產(chǎn)計劃時(shí)候合理的分配產(chǎn)能以及對設備本身的生產(chǎn)能力進(jìn)行評估，對生產(chǎn)負荷進(jìn)行平衡，這對于原來(lái)閱讀報表的工廠(chǎng)經(jīng)理而言，大大的方便了他們的工作。

（5）APROL實(shí)現IIoT邊緣節點(diǎn)

APROL借助其開(kāi)放性能力，可以成為一個(gè)IIoT應用的邊緣計算的節點(diǎn)，所謂邊緣計算即通過(guò)數據連接實(shí)現工廠(chǎng)現場(chǎng)側的實(shí)時(shí)任務(wù)處理與計算單元，邊緣計算主要聚焦于“優(yōu)化”、“規劃”、“分析決策”這一類(lèi)基于“信息”的策略規劃應用，例如：當注塑機后道組裝速度下降時(shí)，整個(gè)注塑機的生產(chǎn)周期以及任務(wù)負載需要根據這個(gè)變化進(jìn)行調整，這是邊緣側計算所需要完成的。

要實(shí)現邊緣節點(diǎn)的計算能力，APROL具備了很多針對注塑機的集成技術(shù)：

OPC UA/MQTT/AMQP等通信集成

Euromap的集成（基于OPC UA的注塑機行業(yè)信息連接）

與IT系統的溝通能力，包括文件報表系統、財務(wù)系統、生產(chǎn)計劃的，基于Web或者移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應用接口集成。

圖6-塑料工廠(chǎng)IIoT集成架構

要了解更多

歡迎到CHINAPLAS 2017貝加萊展臺

廣州琶洲館 3.1館-T41

2017.5.16-19