第112期【智造+V课堂】“工业互联网”主题分享月***期，邀请智能工厂领域实战专家、江苏麦酷博信息科技有限公司研发总监徐余，徐总就“高度化设备联控、设备联控平台架构、 IIoT 数据采集 Module、EES(设备效率系统)、应用案例”等方面深度分享了基于工业互联网时代背景下的智能工厂设备互联解决方案探究。
分享嘉宾
江苏麦酷博信息科技有限公司研发总监 徐余
个人简介
(1)毕业于江南大学计算机科学与技术专业，现任江苏麦酷博信息科技有限公司研发总监。
规划设计公司战略发展，设计了工业物联网平台以及研发出了底层工业设备物联网模组产品，为从底层实现MES的数字化工厂打下坚实基础。
(2)2012.2-2014.4 任博世汽车电子有限公司工业4.0技术经理。
带领团队研发了适应汽车电子生产线的智能化生产执行系统，包括物料自动验证系统/整体自动化物流物料呼叫系统等。
(3)2007.7-2012.2 松下电器研究开发有限公司研发工程师。
松下电器研究所任职期间研发松下SMT贴片机高速贴片算法，贴片机吸嘴头优化。
二、分享主题
《工业互联网时代背景下的智能工厂设备互联解决方案探究》
三、分享大纲
1. 背景：高度化设备联控是智能工厂的基石
- 设备联控解决方案概貌
- 设备联控必须形成信息流闭环
- 高度化设备联控是智能工厂的基石
- 麦酷博设备联控平台架构
2. 设备联控方案
- 市场现状
- IIoT 数据采集 Module及IIoT Module 应用方向
- 设备效率系统(EES)
3. 应用案例
- 系统应用概貌
- 系统架构及系统界面
四、原文实录
原文实录context：
大家好，非常感谢能来到江苏省企业信息化协会的总群，给大家分享我们麦酷博公司关于在工业互联网底层设备联控方面的一些经验。接下来我会给大家分享我们麦酷博智能工厂设备联动联控解决方案。
首先我会在本次分享中给大家按照三个方向来进行一个分享。首先***块是背景，然后是设备联控的方案以及基于设备联控方案提供的一些应用的案例。
大家来看到我们这边背景栏，现在高度化的设备联控是智能工厂实现的一个基石。很多朋友会问：为什么现在高度化的设备联控才能是实现智能工厂的一个基石呢?这其中有涉及到几块的内容。
首先***块，据大家所知，现在很多不同的行业，不同的工厂自动化的水平参差不齐，有一些工厂已经实现了完全自动化的设备。但是有绝大部分的工厂还是停留在依靠人力以及半自动的设备生产状态。如果要打造智能工厂***步就是如何解决底层设备生产数据进行一个采集?
接下来请大家看整个设备联控的解决方案的概貌。在整个设备联控，在整个生产管理系统中的位置，它是面向于***层。***层是我们常说的这些物流设备、生产设备以及相应的检测、量测和操作人员方面。往上是指我们把这些设备所获得的数据统一进入到一个平台来进行数据的交互、分析。
通过设备联控应用的软件系统，对底层数据采集平台产生的数据进行分拆、分析到相应的不同子功能的模块，比如说MES生产执行系统、EES设备的综合效率管理系统，相应的设计管理体系系统，以及设备的保障系统等。
往上就是达到了整个工厂的智能化的分析，良率分析系统等。往左边大家可以看到，在整个工厂层次，有ERP系统以及SCM系统等。
对于设备联控，我们达到的作用是有六块主要的作用：
- ***块是指我们对数据以及生产状况的可追溯性。
- 第二块是指我们许多设备生产的配方管理。什么是配方管理呢?是指机器生产的参数，不同的生产参数对应于不同的生产型号。
- 第三块是指我们对所有的设备进行一个实时监控，确保生产在一个稳定可控的状态内。
- 第四块是指我们对认可生产线框设备机台等的变更需要有相应的管理控制体系。
- 第五块和第六块就相应的上升到自动化的分析以及报表层次。
真正的设备联控是必须要形成一个信息流的闭环。现在很多的设备，我们进行了一些数据采集之后，只是做了单方向的设备数据采集分析，但是没有真正形成对机台设备的分析结果的反馈机制。形成反馈体系之后，能达成的作用是什么呢?
首先***个就是前馈体系和反馈体系。前馈体系是指出我们对机台这边的控制、管理和分析，达到追踪、验证以及报表警报和一些数字统计分析。反馈是指我们把这些数据同时通过通讯手段给到机器，对它进行防错防呆、实时的质量管控、时效管控以及建模工程变更等。通过现场ICT技术对设备进行建模、联控才可以实现PDCA的闭环信息管理。
接下来请大家看我们麦酷博公司针对于智能工厂的一个评级标准。
首先我们按照整个智能工厂行业化的区分分了五个阶段，***的阶段是属于运营自动化的阶段，这块是属于智能工厂的最终目标。能够达成运营自动化的智能工厂，所属行业比较***，主要是集中在半导体、液晶面板等高度自动化生产的行业。
其实我想大家都清楚，很多公司，很多工厂现在都集中在***阶段向第二阶段过渡的一个过渡期。现在很多工厂在什么样的阶段呢?***阶段的情况主要是基于人工录入的一些数据，包括我的一些作业运营的数据，我的工单流转卡，我的报表品质等等事后分析统计，以及相应的设备的点检、保养、管理机制。
在这个阶段，大家都会发现，很多情况下实际上通过人工录入的数据不准确、不实时，甚至滞后性非常强。我们要实现一个机器这边过来的采集自动化的数据才能说，整个工厂运营实时性到底是达成什么样的情况?我的设备、我的车间是否有任何的异常情况?我的品质、设备保全是否需要强化等。
智能工厂的第二阶段是指采集的自动化。采集的自动化又代表了通过信息化的手段，可以从机器、设备以及手持的PDA等工具载体，自动化来处理获取机器、设备、PDA等实时的数据。通过这些实时数据我们才能进行实时的生产情况管理，设备实时的异常管理以及品质数据，SPC曲线以及设备保养、强化等。
为了达成由传统人工操作向智能工厂转型，接下来我会提到我们麦酷博设备联控的一个全貌结构。请大家仔细观看这张平台架构的标准，大家可以发现，其实自动化的数据采集不是简单的从设备机台这边采集到数据，给到上位的应用系统进行分析就结束了的。通过标准化的国际ISA 95等定义，我们把设备联控平台分为了几个区域：
***个区域是底层的设备控制系统的基础，相当于一些基础的服务。这些服务提供和确保我们可以跟PLC控制器、半导体协议的设备以及支持OPC驱动的设备进行联通。同时根据它所承载的消息服务机制，当然这些都是计算机化的语言，向上提供消息。基于这些服务之上，我们才完成了对设备效率服务、配方管理、FDC失效管理，以及防呆等服务。整体通过联控平台一个标准的架构可以对外扩展给工厂的其他系统进行数据的分析和逻辑处理。
接下来我会通过我们自主研发的互联网的模组，来给大家展示如何进行底层设备联控的一个解决方案。请大家仔细观看现在市场现况这张图示。可能在生产线上时间比较长的这些朋友会发现，在我们的生产线上有各种各样的设备以及底层的传感器，这些传感器很多都是直接跟设备的PLC或者是工控机等进行连接，然后把数据传递给人机交互界面。
在这种情况下，首先PLC厂家就有成百家之多，底层的这些数码设备仪表盘、通讯以及伺服电机等品牌又是多种多样。这些多种多样的设备，它的通讯协议和并行的驱动都是不同的。那么一个很现实的问题就来临了。在现在的市场上，对于工厂做智能功能软件系统等，最现实要解决的一个问题就是，我们要对底层这些设备进行数据采集、联通，然后把这些数据提供给我们的上位软件系统。可能现在这一块面临非常大的复杂和多种多样的问题。
在现在的市场上对于传统这些设备联控的方式也是多样化的。但是同样的面临有以下几点问题：
- ***，不透明以及高昂的设备联控采集费用。
- 第二，需要专业的人员，专业的技能才能对数据采集进行一个可操作性。
- 第三，就算完成了底层设备联控的方式，也是需要有一个长期维护的过程。
- 第四，整个工厂的几百台甚至上千台构筑的周期非常漫长。
大家的声音都是一致的，有没有一种采集设备、采集手段、采集工具可以针对不同的老旧设备进行一个合理化的改造，同时不需要额外的费用(多出来的费用)以及相应的教育(复杂的教育)，可以对生产设备运营的数据进行自动的采集以及控制，确保导入和灵活性、扩展性?
针对于以上现实的市场问题，我们研发的这款物联网的采集模组，这个模组可以连主流的PLC识别设备、视觉设备等拥有8路通道的模拟量和开关量，同时支持有接口R3232C接口支持老旧PLC信息化改造，另外也支持其他扩展电路板的接路。
与传统的采集方式相比，我们的物联网模组只需要一个物联网模组，就可以同时为多个机台接入提供便利性，它还可以同时接入相应那些仪表电机、模拟开关以及PLC接入。通过我们的模组和上位的系统进行一个通讯设置。传统的方式需要增加额外的PLC以及相应的改造成本。
我们现有的模组已经支持主流的PLC协议，比如三菱、西门子，松下、欧姆龙、横河等，我们还在持续增加其他品牌的PLC。
由于有了模组对于底层的工艺设备、测量设备等的数据通讯支持，鉴于模组之上，可以给工厂未来带来更多的相应的管理应用，比如监控管理。整个车间的所有设备的状态以及当前生产产品的情况等，整个设备的报警、综合效率分析系统等，设备报警管理系统等，以及配方管理。
再往上层就是针对整个工厂级别的生产管理以及实现工业互联网层次的应用。在模组的设备控制平台的结构上，我们也是进行了合理化、优化的设备结构，可以给不同的平台进行相应的建模与仿真测试，同时提供给外部其他系统标准化的接口。
对于未来实现工业互联网平台层次，我们也考虑到让许多工厂能够更智慧、更有效的达到它的一个目标绩效。我们的模组给未来工业互联网层次能带来的是一个产能共享智能制造超市。未来基于工业互联网平台的这些企业，统一行业的这些企业可以基于相应的数据进行一个产能共享，以及指导性的提高生产运营水平。
在我们的设备效率管理系统层次，我们提供了四块主要的模块：
***块缺陷监控分类管理FDC。在这个工作模块里面，我们需要实时地进行设备的参数监控以及异常参数的感知。
第二个模块是指配方管理模块RMS模块。在这个模块中，我们会对生产不同型号对机台进行配方集成管理，配方事故防止以及提升品质。当然对异常参数也会进行一个提前感知与预控。
第三个模块是设备效率追踪EPT模块。我们主要是对设备进行实时的监控和效率性能分析。
第四个模块是防呆中央管理系统CRMS。我们对机台进行一个集成化的建模与管理。
以上是我们通过物联网的模组，对设备获取的数据进行一个综合效率分析管理界面的，请大家可以观看一下。
接下来我简单对我们的一些应用案例给大家分享一下我们的经验。
我们针对S公司在全球很多个区域的工厂，将近4000台设备实现了一个整体的设备综合解决方案，把这些设备连到了一个统一的服务器上进行管理。
这个公司的4000多台设备，我们把它的这些数据(设备状态、事件报警参数、工艺、生产开始、结束、检测结果等数据)统一采集到我们的设备管理系统上。这是对我们的系统提出了一个非常高的要求，同时也印证了我们系统的稳定性。
以上是一些我们的系统在各个领域的一些应用界面。大家请看到***一张应用界面，S公司它的相机事业部、组装事业部构筑了我们的设备联控系统后，对瞬间设备的宕机下降和产线有效性提升的结果非常明显。从原来的10月份、11月份、12月份瞬间宕机的次数大家都可以看到，从10月份到12月是将近21.7%的降低，同时机率也有26.7%的降低，在有效性上改善上升了6%。
以上是针对我们公司在工业互联网智能工厂领域的一些经验分享，非常感谢大家。
