機(jī)床設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理解決方案CNC
一、企業(yè)簡(jiǎn)介
研華科技成立于1983年，以“智能地球的推手”作為企業(yè)品牌愿景，是物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)及嵌入式平臺(tái)產(chǎn)業(yè)的全球領(lǐng)導(dǎo)廠商。研華業(yè)務(wù)分布全球27個(gè)國(guó)家，擁有近8000名員工，以強(qiáng)大的技術(shù)服務(wù)及營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)為客戶提供本土化響應(yīng)的便捷服務(wù)。
2014年至今研華推進(jìn)產(chǎn)業(yè)伙伴共創(chuàng)，提供以邊緣智能和WISE-PaaS工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)為核心的軟硬件整合解決方案，加速AIoT生態(tài)圈的布建與發(fā)展。
二、工業(yè)APP簡(jiǎn)介
（一）、問(wèn)題定位
研華InsightAPM/CNC-設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理解決方案，旨在幫助設(shè)備商遠(yuǎn)程解決大量出廠設(shè)備的精細(xì)化管理，同時(shí)幫助終端工廠客戶度量和保障設(shè)備的投資利用率。
金屬加工行業(yè)的傳統(tǒng)管理方式要耗費(fèi)大量的巡檢人力、時(shí)間和溝通成本，實(shí)時(shí)獲知設(shè)備信息快速做出正確響應(yīng)，在多客戶間如何安全、高效的運(yùn)維管理是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。本方案從設(shè)備生命的全周期管理和維護(hù)出發(fā)，方案針對(duì)設(shè)備出貨后的客戶管理，提供了多租戶管理功能。針對(duì)投產(chǎn)監(jiān)控，提供了設(shè)備利用率異常報(bào)警監(jiān)控功能。針對(duì)維護(hù)保養(yǎng)，提供了故障報(bào)工單管理和維保管理功能。針對(duì)生產(chǎn)管理我們還提供備品備件管理功能。為設(shè)備商和終端客戶提供數(shù)字化轉(zhuǎn)型，指明改善方向，給出優(yōu)化建議。
（二）、創(chuàng)新點(diǎn)
1.集成豐富的服務(wù)板塊，方案集成多個(gè)服務(wù)板塊，多廠區(qū)設(shè)備管理與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理服務(wù)、設(shè)備故障報(bào)工單管理服務(wù)、設(shè)備報(bào)警管理服務(wù)、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)管理服務(wù)、多租戶管理服務(wù)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES服務(wù)、生產(chǎn)報(bào)表管理服務(wù)、刀具監(jiān)控與流轉(zhuǎn)管理服務(wù)。
2.采用多租戶機(jī)制的服務(wù)模式，一個(gè)空間可以支持100個(gè)租戶和1500臺(tái)數(shù)控機(jī)床，在一個(gè)空間內(nèi)可以服務(wù)多間工廠客戶，減少整體空間部署所需花費(fèi)的成本。
3.提供靈活的設(shè)備資產(chǎn)模型管理、參數(shù)配置、以及專業(yè)的工廠績(jī)效指標(biāo)算法。
4.提供靈活的數(shù)據(jù)可視化服務(wù)，支持工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備綜合效率（OEE）等相關(guān)數(shù)值統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
（三）、功能介紹
研華InsightAPM/CNC-設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理解決方案旨在賦能機(jī)床產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型再創(chuàng)營(yíng)利巔峰。這項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)解決方案主要包含以下主要功能服務(wù)：
1.遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)維管理服務(wù)
通過(guò)監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)和綜合效率OEE，精準(zhǔn)定位影響效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率。使用電子化報(bào)工系統(tǒng)及時(shí)監(jiān)控工單數(shù)據(jù)，透明監(jiān)管加工品質(zhì)，優(yōu)化生產(chǎn)管理機(jī)制。分析并管理設(shè)備警報(bào)信息，快速定位設(shè)備故障，優(yōu)化生產(chǎn)進(jìn)度。應(yīng)用云端平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程跨廠區(qū)管理，管理者可通過(guò)多設(shè)備端進(jìn)行監(jiān)控。
2.設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)管理系統(tǒng)
針對(duì)設(shè)備的維保歷程及預(yù)計(jì)保養(yǎng)日期采用數(shù)字化方式紀(jì)錄，便于維護(hù)人員清楚了解機(jī)臺(tái)的維保紀(jì)錄及維修成本，完成任務(wù)式點(diǎn)檢。
3.設(shè)備故障報(bào)修系統(tǒng)
為解決一線人員工作負(fù)荷過(guò)重、故障管理信息不透明無(wú)法進(jìn)行跟蹤、及時(shí)處理客戶故障工單等問(wèn)題。通過(guò)故障報(bào)修工作流管理和故障工單管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障報(bào)修流程以及人員的實(shí)現(xiàn)可查可跟蹤、信息透明，相關(guān)責(zé)任人能夠快速響應(yīng)。
4.生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）
聚焦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)工廠現(xiàn)場(chǎng)情況，采取多種采集策略(設(shè)備采集、二維碼采集、紅外線采集等)，監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)量、良率和設(shè)備異常情況。將提醒、預(yù)警、報(bào)警機(jī)制分類分級(jí)分角色，讓生產(chǎn)中信息傳遞通暢及時(shí)。
5.生產(chǎn)報(bào)表管理系統(tǒng)
整合開源的U-Report服務(wù)，針對(duì)改善傳統(tǒng)人工整理報(bào)表的模式，此功能為用戶提供自定義報(bào)表模板、數(shù)據(jù)源等便捷服務(wù)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)靈活的報(bào)表編輯和展示功能，能夠自動(dòng)、快速地通過(guò)多種方式獲取數(shù)據(jù)來(lái)源，展示豐富的報(bào)表，并導(dǎo)出為PDF，HTML或EXCEL格式。
6.CNC刀具與健康管理系統(tǒng)
基于精密加工行業(yè)特征，結(jié)合加工中心、車床等機(jī)械加工過(guò)程，構(gòu)建出刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)和壽命預(yù)測(cè)分析系統(tǒng)。通過(guò)采集主軸電流（負(fù)載）信號(hào)、位置信號(hào)、速度信號(hào)等結(jié)合大數(shù)據(jù)流式處理、自然語(yǔ)言處理等自學(xué)習(xí)處理算法和行業(yè)多年經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)沉淀，構(gòu)建的一套完整的刀具壽命預(yù)測(cè)和狀態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)100%斷刀和崩刃監(jiān)控，磨損監(jiān)控識(shí)別率達(dá)到99%以上
（四）、功能和技術(shù)指標(biāo)優(yōu)勢(shì)
指標(biāo)1：設(shè)備全生命周期精細(xì)化管理，相關(guān)描述：_方案關(guān)注設(shè)備商與終端客戶所關(guān)注的設(shè)備稼動(dòng)率、設(shè)備故障率、維保計(jì)劃等進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比。
指標(biāo)2：設(shè)備綜合稼動(dòng)率，相關(guān)描述：支持工業(yè)領(lǐng)域時(shí)間稼動(dòng)率、性能稼動(dòng)率、良品率以及綜合稼動(dòng)率OEE的統(tǒng)計(jì)、自定義計(jì)算和分析對(duì)比.
指標(biāo)3：大規(guī)模的數(shù)據(jù)擴(kuò)展，相關(guān)描述：使用微服務(wù)框架，高性能支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)展巨型量級(jí)數(shù)據(jù)接入。
三、技術(shù)方案說(shuō)明
（一）、工業(yè)APP架構(gòu)
方案支持了多項(xiàng)邊緣端的解決方案。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)源的簡(jiǎn)單配置就可以達(dá)成數(shù)據(jù)上云，通過(guò)使用PaaS層服務(wù)InsightAPM（資產(chǎn)績(jī)效管理）對(duì)多種接入設(shè)備進(jìn)行模型化管理、建立設(shè)備資產(chǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、編輯管理設(shè)備資產(chǎn)的屬性，實(shí)現(xiàn)從工廠-產(chǎn)線-機(jī)臺(tái)形成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，經(jīng)夠?qū)I(yè)的統(tǒng)計(jì)算法進(jìn)行運(yùn)算后，從邊緣段獲取的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算后配合可視化管理工具（Dashboard/SaaS Composer）實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。
InsightAPM/CNC-設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理解決方案的所有服務(wù)都是基于微服務(wù)架構(gòu)的，通過(guò)上述整體架構(gòu)設(shè)計(jì)，方案根據(jù)實(shí)際客戶應(yīng)用需求來(lái)開展研發(fā)，從設(shè)備生命的全周期管理和維護(hù)出發(fā)，方案針對(duì)設(shè)備出貨后的客戶管理，提供了多租戶管理功能。針對(duì)投產(chǎn)監(jiān)控，提供了設(shè)備利用率異常報(bào)警監(jiān)控功能。針對(duì)維護(hù)保養(yǎng)，提供了故障報(bào)工單管理和維保管理功能。針對(duì)生產(chǎn)管理我們還提供備品備件管理功能。另有加值功能：生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）服務(wù)、生產(chǎn)報(bào)表管理服務(wù)和CNC刀具健康管理服務(wù)。
產(chǎn)品架構(gòu)圖
（二）、工業(yè)APP關(guān)鍵技術(shù)
研華InsightAPM/CNC-設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理解決方案采用微服務(wù)架構(gòu)，同時(shí)支持cloudfoundry和kubenetes 平臺(tái)下的部署及運(yùn)行，以consul作為服務(wù)注冊(cè)于發(fā)現(xiàn)組件，在高并發(fā)場(chǎng)景下通過(guò)nginx實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，同時(shí)使用etcd實(shí)現(xiàn)分布式任務(wù)協(xié)同及調(diào)度，保證服務(wù)可靠性，準(zhǔn)確性。
基于前后端分離技術(shù)，前端采用WISE-PaaS可視化開發(fā)框架平臺(tái)中的Dashboard和SaaS Composer產(chǎn)品靈活展示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。后端采用spring，springboot框架，嚴(yán)格遵守restful API，搭建APM.CNC backend。
采集edge端通過(guò)消息中間件rabbitmq上傳的實(shí)時(shí)，可靠的數(shù)據(jù)，通過(guò)一系列的規(guī)則引擎配置，能實(shí)時(shí)產(chǎn)生告警事件，并通過(guò)多元化方式(email，line，wechat)通知用戶，
采用Spark框架進(jìn)行OEE，及自定義數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，幫助用戶實(shí)時(shí)，精確統(tǒng)計(jì)相關(guān)設(shè)備的績(jī)效，為管理人員的決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。
四、應(yīng)用情況描述
（一）、應(yīng)用場(chǎng)景描述
場(chǎng)景一：遠(yuǎn)程多廠區(qū)設(shè)備管理與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理
方案針對(duì)設(shè)備商和終端工廠客戶提供可視化看板，讓管理者可以通過(guò)使用多設(shè)備端監(jiān)控設(shè)備投產(chǎn)后的狀態(tài)，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)（包括運(yùn)行、空轉(zhuǎn)、報(bào)警和停機(jī)等信息），整體把控整廠的加工進(jìn)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備效率的提升和工作流程的優(yōu)化。
產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)使用圖（戰(zhàn)情室、移動(dòng)端與Web端功能頁(yè)面）
產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景二：設(shè)備利用率的統(tǒng)計(jì)分析與可視化
方案通過(guò)對(duì)設(shè)備時(shí)間稼動(dòng)率（Availability） 的統(tǒng)計(jì)，開展對(duì)設(shè)備利用率的評(píng)估，精準(zhǔn)定位生產(chǎn)管理的問(wèn)題所在，提高整廠效率，幫助客戶接入更多訂單。
產(chǎn)品功能圖（自定義統(tǒng)計(jì)表達(dá)式）
產(chǎn)品功能圖（設(shè)備利用率的統(tǒng)計(jì)分析）
產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景三：設(shè)備報(bào)警管理
針對(duì)設(shè)備報(bào)警信息采用數(shù)字化方式紀(jì)錄和統(tǒng)計(jì)分析，便于管理人員清晰掌握整場(chǎng)設(shè)備故障發(fā)生周期、次數(shù)、時(shí)間。為維修人員提供精準(zhǔn)的故障信息，加速為故障診斷。
產(chǎn)品功能圖（設(shè)備警報(bào)分析管理功能）
產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景四：設(shè)備故障報(bào)工單管理的功能應(yīng)用
為了加速設(shè)備商的對(duì)故障工單的響應(yīng)，客戶的車間人員可以電子化提報(bào)故障工單，并實(shí)時(shí)追蹤故障工單的處理狀態(tài)。設(shè)備原廠可以指派維修人員進(jìn)行處理，監(jiān)控維修人員在現(xiàn)場(chǎng)處理的進(jìn)度和狀態(tài)。
產(chǎn)品功能圖（設(shè)備故障報(bào)修管理功能）
產(chǎn)品功能圖（產(chǎn)線工單跟蹤管理功能）
產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景五：報(bào)表管理服務(wù)的功能應(yīng)用
在金屬加工行業(yè)，為方便客戶了解目前訂單生產(chǎn)進(jìn)度、為協(xié)助生管人員精準(zhǔn)評(píng)估訂單承接的能力，工廠管理人員會(huì)定期產(chǎn)出日/周生產(chǎn)報(bào)表和產(chǎn)能報(bào)表，以提供客戶及生管人員了解整體的工單進(jìn)程與產(chǎn)量。
報(bào)表服務(wù)功能主要為節(jié)省報(bào)表人員的負(fù)荷，改善傳統(tǒng)人工整理報(bào)表的模式。同時(shí)，對(duì)于已使用機(jī)聯(lián)網(wǎng)和MES的客戶可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)來(lái)源對(duì)報(bào)表進(jìn)行快速編輯。對(duì)于尚未開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型的業(yè)者，產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，通過(guò)excel文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)，編輯報(bào)表，并依照眾多客戶所需模板快速導(dǎo)出報(bào)表。
產(chǎn)品功能圖（報(bào)表模板管理功能）
產(chǎn)品功能圖（報(bào)表預(yù)覽與下載功能）
（二）商業(yè)化情況
客戶一：江蘇亞威機(jī)床股份有限公司
臺(tái)灣工具機(jī)大廠，成立于1954年，主要經(jīng)營(yíng)CNC、銑床等機(jī)械設(shè)備。
客戶痛點(diǎn)：
出廠機(jī)臺(tái)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)無(wú)從得知，傳統(tǒng)多客戶運(yùn)維耗費(fèi)大量巡檢人力和溝通成本。
設(shè)備投產(chǎn)后，對(duì)設(shè)備投資利用率無(wú)法實(shí)時(shí)度量和保障。
維保歷程無(wú)準(zhǔn)確記錄，養(yǎng)護(hù)計(jì)劃無(wú)法詳細(xì)規(guī)劃形成后續(xù)自動(dòng)提醒。
設(shè)備異常報(bào)警信息的通知滯后，缺乏統(tǒng)計(jì)分析，影響客戶整廠的生產(chǎn)效率。
設(shè)備維修工單未數(shù)字化，處理緩慢、信息不透明，難以降低其對(duì)客戶效益的影響。
方案價(jià)值：
一個(gè)部署空間可接入2000臺(tái)機(jī)床，100位租戶。
設(shè)備稼動(dòng)率提高26%(6個(gè)月)。
設(shè)備故障等待時(shí)間降低47%。
工單準(zhǔn)交率提升13%。
縮短交期回復(fù)時(shí)間。
人員報(bào)工時(shí)間縮短50%。
提高設(shè)備數(shù)據(jù)的可靠度。
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