1. 建设内容介绍1.1 平台简述ASUN工业互联网平台是以中天互联与信通院等国内知名研究机构合作过程中产生的经验和技术作为基础,采用先进的分布式云计算技术,并且基于工业互联网标识解析体系,搭建中天互联自主研发的物联网IoT平台和工业大数据平台,实现制造行业从研发设计、生产制造、质量管控、物流运输以及市场营销等全流程的平台服务。平台根据行业的特点,聚合多种类型的制造设备、智能仪表、DCS控制系统的数据接入能力,并根据行业需求建立相应的数据模型和算法,通过工业互联网平台让行业的相关资源能够广泛连接,实现数据集成分析,并不断通过工业互联网平台衍生更多的创新性的工业应用。平台解决企业在实现智能生产、智能检测、智能服务、智能产品等数字化转型模式过程中遇到的共性基础技术难题,为行业开发者提供工业应用创新合作的生态共赢环境。通过对工业领域的人、机、物进行唯一身份标识和解析,可以实现信息采集、信息关联、信息共享,实现万物互联。具体包括产品追溯、全生命周期管理、供应链管理、设备健康管理与故障预测等典型应用,同时可实现智能化生产、网络化协同、规模化定制、服务化延伸等拓展应用。同时平台提供智能工厂技术解决方案,智能工厂建设咨询规划服务,帮助中小型企业建立智能化水平评估模型,拥有自主可控的核心及配套产品,同步带动相关行业智能制造标准体系的建立健全,加强产业链的协同制造,并将上下游的中小企业纳入平台,形成工业互联网生态体系。1.2 系统架构Asun工业互联网平台采用先进的四层架构,分别是边缘层、IaaS层、平台层(工业PaaS)和应用层(工业SaaS)。第一层是边缘,通过大范围、深层次的数据采集,以及异构数据的协议转换与边缘处理,构建中天科技线缆行业Asun工业互联网平台的数据基础。第二层是IaaS层为平台的基础设施层,主要包括各类服务器、网络、存储等基础设施服务设计,采用云服务搭建IaaS各类基础服务。第三层是平台(工业PaaS),包括物联网平台、工业大数据平台、开发者社区平台,基于线缆行业沉淀的工业机理模型,构建可扩展的开发式云操作系统。第四层是应用层,形成满足线缆行业、不同场景的工业SaaS和工业APP,形成该平台的最终价值。架构图如下:图 工业互联网平台架构(1)边缘层使用中天科技自主研发的ZTT-IBOX实现边缘层数据接入。(2)IaaS层使用国内主流的云平台来建设(华为或者阿里)。(3)PaaS层使用中天科技自主研发的物联网IOT平台和工业大数据平台。(4)Saas层应用,一期是先将我们已有的平台系统接入(例如智能制造、智慧能源、智慧光伏、智慧海洋等应用),后期将根据运营过程产生的需求进行开发或由开发者进行开发,共建生态。1.3 核心技术n 边缘层核心技术:通过大范围、深层次的数据采集,以及异构数据的协议转换与边缘处理,构建工业互联网平台的数据基础。一是自主研发了智能边缘终端Ibox以及智能穿戴设备IMWatch。二是实现多协议转换技术,目前能够实现300多种协议转换识别。三是实现多源异构数据的归一化和边缘数据汇集处理。ZTT-IBox:图 边缘智慧终端IBox• 基于Linux系统,可以对设备数据实现更高效地实时采集,功耗更低。• 支持三百多种协议,兼容市面上主流的设备控制系统。• 用于智能车间项目总体架构的最底层,直接与设备进行通信,通讯非常方便,传输速度和可靠性更高。• 很多复杂的通讯任务可以在ZTT-IBOX的系统内完成,减轻了远程服务器的通讯压力,远程服务器以Modbus-TCP相对简单的协议进行通讯,减少了通讯异常和出错的情况。IMWatch:图 边缘智慧终端IMWatch• 通过添加移动40006字段,配置APN为CMMTM等参数,兼容移动物联网卡,企业统一办理,统一缴费管理,解决传统SIM卡注册麻烦的问题,流量不够用的问题;所有设备可以共享流量池,节省流量成本。• 通过修改系统驱动,选择删除底层自带APP,安装自主研发APP,可以根据需要定制cROM,修改开机画面,固化APP等功能。• 采用最新Android waer SDK,retrofit2网络请求框架,集成JPush实时推送框架,实现实时接收报修信息,不间断提醒功能,多条信息并发处理等功能;便携式穿戴,可实时震动提醒。• 即时通信功能,在工厂内进行流程,清晰的视频交流。• 与ERP产品、MES产品、IM即时通讯产品、室内定位产品无缝集成。n Paas层核心技术:• 高并发、亚秒级的数据接入。• 实时多场景结合的数据治理和质量巡检。• 丰富的开发平台工具集,降低开发成本。• 可视化、流程化、配置化的数据分析模型开发与模型持续优化。• 多种AI技术融合应用。• 行业级工业标准,平台灵活开放,标准化、插件化扩充。• 海量的行业数据模型。• 具有行业特点的工业大数据工具套件。• 图形化,配置化,流程化的分析模型开发平台。n Saas层核心技术:• 能够快速搭建企业级的工业APP。• 将线缆行业业务系统进行有效整合,多维度对生产过程管理进行优化。• 总体架构表现高度灵活的可配置性,能适用于JIT/精益生产,支持个性化和快速变化的生产模式。• 基于微服务架构,提供多类开发语言、开发框架和开发工具,提供通用建模分析算法。1.4 平台应用1.4.1 设备数据接入采集Asun工业互联网平台在设备接入方面包括:海量设备接入、数据开放能力、远程管理能力、安全管理能力、监控功能和数据分析六大功能。各功能及面向的工业场景具体如下:• 海量设备接入:设备接入能力可横向扩展,远优于传统SCADA软件。• 数据开放能力:可以通过连接平台将数据推送到第三方平台。• 远程管理能力:通过Web的方式即可远程管理所有的工业网关、不用到现场。• 安全管理能力:数据加密、证书管理保证数据传输安全,防止黑客攻击。• 监控功能:平台具备监控功能,包括地图、设备组态(工艺流程)、项目组态、视频监控等。• 数据分析:包括设备能耗分析、效率分析、历史曲线分析、故障分析等,通过各类图表展示数据等其他图表管理功能:包括服务管理、设备管理等。1.4.2 工业码云平台1.4.2.1 工业码云平台简介工业码云平台解决方案是立足于制造业,聚焦产品在生产、流通环节中存在的出入库流程繁琐、信息流通困难、窜货假货层出不穷等问题,应运而生的解决方案。该方案与工业互联网二级节点对接,利用物联网、大数据、区块链、人工智能等新兴信息技术,通过条形码、二维码、无线射频识别标签等方式对物品赋予唯一防窜可信的“身份证”——追溯码,给予物品身份标识。系统可以将分散在各个业务系统中的环境、工艺、设备、能源、原料等各类有价值数据抽取出来,进行统计分析、决策利用,实现产品在原材料进场、半成品加工、产成品出入库、物流运输等全生产过程精细化管理。改善产品质量,提升市场信誉和竞争力。1.4.2.2 平台架构及功能工业码云平台产品总体架构如下图所示:图 工业码云平台总体架构工业码云平台提供30+个功能。可以实现防伪、防窜货、全流程追溯、售后质保、红包促销、积分营销等功能;可以直链 官方网站、商城、小程序、公众号、一键拨打、即时通讯等。目前工业码云平台的功能根据应用场景来划分,平台贯穿工业互联网标识的生产制造、商贸流通、数据营销三大应用场景,包含标识管理、产品管理、电子质保、防窜管理、溯源管理、物流管理、统计分析、营销管理、商城管理九个功能模块,对标识数据、产品信息等进行集成化统一管理。各公司可根据产品情况和实际需求有针对的应用各功能模块。1.4.3 设备云平台1.4.3.1 设备云平台简介基于标识解析和工业互联网标识体系基础系统,支持行业关键生产设备管理,助力企业建立健全设备台账,实现设备管理的信息化,无纸化,模块化,对设备的基础数据、备品备件、设备检修记录和维护记录等进行综合管理。设备管理服务能消除设备台账和设备基础数据不完善及易丢失等问题。同时,实时监控设备状态,支持周期性设备保养维护,理性设备点检巡检,在线等急设备异常,提高生产效能,降低设备故障率,提高生产稳定性。对采集到的设备数据进行工业互联网标识分析,为船舶制造企业提供零配件生命周期分析及设备维修预警,对于可能出现问题的设备零件进行预警报告,提前进行设备的检测与维修,提高生产效率,降低因为突发的设备故障导致的损失。通过工业互联网标识解析技术解决设备互联问题,为每一台设备赋予唯一对应的工业互联网标识码,通过对标识码的解析,实现了每一台生产设备实时监控、报警和设备远程巡检、维护等功能。当设备出现警报时,管理人员通过智能远程监控运维App解析设备的标识码,查询设备位置和当前装备,进行快速及时的维保处理。并且,智能远程监控运维App支持市面上绝大多数PLC、DCS、智能仪表、CNC、手持终端等设备的接入。1.4.3.2 平台功能设备全生命周期管理平台包含以下功能模块。图 设备管理云平台功能架构l 设备台账设备台账模块是对设备资产状况的具体反映,显示各种类型设备的拥有量、设备分布和变动情况等信息,包括设备列表和设备折旧两个子功能点。设备相关人员使用移动端应用,扫描光纤材料生产设备上的金属标识二维码,二维码信息被上传到工业互联网标识解析二级节点进行解析并返回设备台账信息。设备相关人员可以在在设备列表中可以查看设备的设备基础信息和设备参数、设备文档的管理;可处理各种设备变动业务,包括原值变动、部门转移、设备状态变动、安装位置调整等变动,实现设备信息的共享。l 集中监控集中监控模块是对设备云平台上所有设备的实时监控,包括设备地图监控、设备状态监控和设备数据监控。地图监控可以实时展示设备的实时位置信息;设备状态监控可查询设备的基本信息,测点历史曲线和测点历史数据,一旦设备发生异常,管理人员可在手机收到报警信息,到达现场后可使用手机或其他终端进行扫码,扫描信息被上传到工业互联网标识解析二级节点,节点返回当前的设备状态,设备相关人员便可查看当前异常数据和报警状态;设备数据监控则可以看板形式对所有设备的相关数据进行可视化监控,包括了统计指标,设备三率等信息。l 设备管理设备管理模块是对设备的具体管理,包括设备组合、设备转移、设备处置、设备盘点、设备租赁、设备借用和设备租赁归还七个子功能点。设备组合记录了设备与其他设备的组合关系和设备与其相关零件的组合关系,设备相关人员可以使用设备云平台根据设备组合关系,从其中某一设备或者零件查看与其有关联关系的设备。设备转移记录了设备的历史位置信息,从而达到对设备的全生命周期监控。设备盘点能有效掌握设备的流动情况,准确掌握设备的数量,包括实际数量和保管账上记录的数量,对于清楚了解设备的总体情况。l 维保管理维保管理模块是对设备进行定期维护保养以及报修维修的管理,包括维保计划、维保任务、报修单、维修工单和委外技改四个子功能点。当光纤材料生产设备出现损坏或异常时,设备操作人员可扫描设备上的标识,工业互联网标识解析二级节点的标识解析模块对标识进行解析,返回设备当前状态,之后设备操作人员可根据目前设备的状态通过设备云平台进入维保管理模块,在线申请维保任务,填写报修单。设备云平台依托工业互联网二级节点建立,因此设备云平台具有和工业互联网二级节点一样的数据同步能力,当设备操作人员申请维保任务后,工业互联网标识解析二级节点会主动向所有相关系统发送通知。当设备主管收到报修单后,可在设备云平台查看报修记录,并委派维修人员前往维修。维修完成后,维修人员使用终端扫描设备唯一设备标识并进入维保管理,填写维修结果。报修人检验设备恢复正常,在系统中确认维修完成,流程结束。整个维保流程都依托于工业互联网标识解析二级节点,二级节点通过对设备唯一标识的快速解析,准确定位到发生故障的设备,减少因为需要寻找故障设备而耽误的时间,通过二级节点数据的同步更新能力,不同角色用户通过移动端系统或后台管理系统,都能快速收到有关的通知,缩短无意义的工作传达交流时间,提升工作效率。基于工业互联网标识解析二级节点的设备云平台实现了不同角色在不同地点即可完成对设备的报修工作。l 工具管理工具管理块是对所有工具的统一管理,包括工具台账、工具借还、工具箱分类、工具箱台账、工具箱借用和工具箱归还六个子功能点。工具台账是对工具资产状况的具体反映,显示各种类型工具的拥有量、工具分布和变动情况等信息。工具借还记录了工具的租借历史,对工具的租借情况进行系统的管理。工具箱分类记录的工具所对应的工具箱情况以及工具箱的种类。工具箱台账是对工具箱资产状况的具体反映,显示各种类型工具箱的拥有量、工具箱分布和变动情况等信息。工具箱借用和工具箱归还记录了工具箱的租借历史,对工具箱的租借情况进行系统的管理。工具及工具箱都在工业互联网标识解析二级节点平台上注册了唯一的标识,每一个标识对应着一个工具或工具箱,二级节点存储了工具及工具箱的所有信息资料。工具管理模块是建立在工业互联网标识解析二级节点平台上的。不同于其他设备全生命周期管理,还提供的设备全生命周期管理的标识结合点较多,对标识的应用更深。①机台整体标识将工业互联网标识作为设备全生命周期管理的唯一入口。将设备的静态信息注册到标识解析体系,作为设备档案的解析依据。②控制器标识控制器中,可将PLC组件、IP地址、物联网卡等对象进行标识化。通过解析工业互联网标识对象的IP地址,可实现远程访问。物联网卡和模块等赋予标识做与机台做映射关联。③边缘端标识向每个边缘终端赋予标识,做映射关联。将测点实时数据上传至节点。所有实时数据均采用标识解析策略进行读取。④零部件标识零部件标识的作用主要是在备品备件,模具管理等模块追溯零部件、模具与机台的关系,出入库等功能,方便快速定位及更换。在未来可根据零部件标识做区域协同,在最近的供应商补货。⑤生产线标识流程型行业的生产线往往由多个设备组成,其生产线本身也是一种广义的设备。所以一些追溯流程,需要追溯到生产线,那就需要对生产线进行标识化。未来结合一些虚拟标识对象,如生产工艺,生产工序,排产计划等,可做相应扩展。1.4.4 能源管理平台• 摸清能源在输配使用过程中的详细信息,实现精益化管理;• 捋清用能损耗问题,给出合理优化建议;• 拟定节能降耗分步实施方案,帮您节能、降耗、省钱。• 让水、电、气等看不见、摸不着的用能信息可视化,并与生产运营相结合,形成单位制品能耗、日均网损、平均(水电气热)价格等指标,协助管理者精准掌控企业状况,客观科学分析,为企业精细化管理提供新的数据化纬度能源管理平台1.4.5 工业大脑建设集团数据湖,打造工业大脑。工业大脑是在现有的自动化化和信息化基础之上,以「数据」为核心,把产品的全生命周期( 研发、物资供应、生产、装配、包装、存储/物流、使用)的数据,传感器、机器、设备、设施、工厂等物理实体的数据,工业信息化应用的数据,人和流程的数据等等,进行融合加工处理,打通各个环节,形成工业的数字孪生,将人工智能和优化等算法相结合,提升工业能力,创造增量价值。所谓核心的数据可以是以下这些数据:生产类数据:包括MES中的工艺、计划、调度、库存、质量等生产过程中使用、产生的各类数据,也包括与ERP、PLM等上游信息化系统经过集成而来的数据,这是车间生产的主线。设备类数据:各类数字化设备的状态信息及制造参数等,通过设备物联网或SCADA等系统采集而来,这类数据具有密度大、实时性强等特征,是保证设备正常生产与产品质量的基础。外围数据:包括能耗数据、废水废气排放数据等,对这些数据进行深入挖掘,也将会对降本提质增效有很大的促进作用。工业大脑为集团融合了各个环节各类数据,在实体层面把数据打通,建立工业数据模型,形成集团的数据资源平台。然后,在工业数据模型之上,提供控制优化、排程排产、预测性维护、工业视觉、供应链、工业知识图谱等各种AI能力。其次,工业大脑提供强大的计算能力,能够处理海量实时的工业时序数据。工业大脑优化工业制造流程,为集团实现降本、增效、提质等目标。企业数据湖图 ASUN工业大脑1.4.6 产业链协同依托先进的互联网理念与技术路线为集团全价值链提供服务。图 产业链协同基于Asun工业互联网平台实现业务全流程管控,促进产业集群间的协作互利,实时共享的大数据及生产能力,优化价值链结构。“棒-纤-缆”智能协同平台整合产业链上下游的数据资源、形成数据资产,进行挖掘分析,打通产业链上下游运营活动,实现资源共享,设备集约使用,优化产品设计、生产安排和产品交付,进而提升产品竞争力。实现了生产数据的协同后,可以进行延伸通过工业互联网标识记录公司经营管理各个环节的数据,从销售、采购、生产、仓储、运输和服务等环节进行全面协同管控,不仅实现企业内数据打通,也实现了跨企业间的数据共享。2. 建设成效展示2.1 带动产业升级Asun工业互联网平台在深入研究制造行业的工业特点,其实现的工业设备联网技术、车间智能管理、线缆企业协同制造、产能共享等理念和功能将能够对现有产业进行变革性的升级。Asun工业互联网平台创新性技术和生态合作的模式改变传统企业单靠自身力量来发展的格局,由于很多中小型企业经营管理能力低、自身抗风险能力弱,很容易在市场竞争中被淘汰,通过平台的力量,各企业在平台中找到自身定位和适合自己经营发展的所需技术和模式,提升管理水平,提高产品质量,从而可以带动自身改变升级,避免被市场淘汰。对于中小型企业,通过工业互联网平台最直接的带动是提供组件化的信息化管理工具,提升企业的管理水平,从而可以实现管理出效益,升级企业的管控和制造水平。对于大型企业,主要通过高阶应用,如基于大数据建立的模型和算法,即使是大型企业也不会有平台上拥有的数据更全,因此这些基于大数据的模型算法和工业机理的优化可以带动企业的转型升级。另外平台提供的创新性运营模式,如基于工业电商的大宗采购、供应链金融、产能共享将会带来全新的行业资源整合思路,将会在这样的设计思路上诞生出更多的运营模式给企业带来实在的升级模式,使基于平台的运营的企业具有强大的生命力和竞争力。2.2 解决中小企业融资难目前中小企业存在一大问题就是企业融资问题,由于中小企业自身体量较小,一般很难从金融机构贷到足够的款项,特别是线缆行业,贵金属一般又需要现金取货,因此中小企业现金流问题在制造行业表现的更为迫切。Asun工业互联网平台具有供应链金融功能,供应链金融基于区块链技术,向银行等金融机构提供真实的企业供应数据,以供应链上数据作为担保解决中小企业融资问题。2.3 培养工业互联网人才当下我们正处于第四次工业革命时期,世界各国对第四次工业革命所需要的大数据、云计算、物联网、工业互联网复合性人才呈井喷模式,当前十分缺乏这样的人才,而这些人才是推动我国制造业升级转型的基础保障。这些人才在课堂上,办公室里是无法培养出来的,必须要能够真正参与到实践中才能锻炼出来。Asun工业互联网平台的建设,将从网络技术、平台架构、安全管理、IT新技术新业态应用方面培养一批人才,这些人才在工业互联网平台建设和运营过程中,将逐渐把自身所学的内容与工业领域紧密结合,从而形成了复合的工业互联网人才。平台的开发者社区培育了一批围绕工业互联网平台的开发者,既解决了大量就业问题,又能够通过平台的作用带动创业,从而可以形成一批具有工业互联网平台开发思维的工业互联网人才,另外工业互联网平台还需要大量的现场实施服务的工程技术团队,通过平台的影响可以促使这样的工程技术团队快速成长起来,为工业互联网发展奠定大量的基础信息工程服务人员和团队。通过以上可以看出,Asun工业互联网平台的建设,既可以通过自身的建设过程中培养一批工业互联网人才,又可以通过平台建成后自身的影响力带动更多人才和团队投身到工业互联网的建设中来。2.4 探索出创新的生态发展模式Asun工业互联网平台从产业协同、产能共享、供应链金融等领域打破了传统了工业互联平台只关注工业技术自身的局限,开创了新的生态发展模式。Asun工业互联网平台利用自身在行业的影响力,将行业的上下游、产供销全面集成起来,让各家在各自领域发挥优势,协同创新实现制造行业的共同发展新的业态组织模式。3. 建设经验分享Asun工业互联网平台根据不同企业规模和应用场景提供以下三大服务:面向中小型企业:提供基础的信息化管理套件,解决企业信息化的低成本及快速部署问题。面向大型企业:在企业基础数据完善的基础上利用平台提供的行业机理算法和模式提供高级别的大数据分析、预警预测工,帮助线缆企业运营的管理决策优化。面向模式创新:利用平台聚集了大量的行业及行业周边用户的优势,进行模式创新,如工业电商、供应链金融、协同制造和产能共享等。
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