工業(yè)4.0的時(shí)代已來(lái)臨，面對(duì)智能工廠及智能制造的強(qiáng)勁市場(chǎng)需求，研華用物聯(lián)網(wǎng)思維推動(dòng)工業(yè)4.0實(shí)踐。將工業(yè)4.0的實(shí)踐分為三個(gè)階段，第一階段是針對(duì)設(shè)備領(lǐng)域，做到全面的設(shè)備感知與聯(lián)網(wǎng)，以達(dá)到數(shù)據(jù)透明化及生產(chǎn)信息可視化；第二階段是做設(shè)備數(shù)據(jù)與生產(chǎn)訊息的整合及信息分析，以提供第三階段智能設(shè)備與大數(shù)據(jù)分析所形成的智慧服務(wù)。研華通過(guò)智能設(shè)備與信息整合，助力智能制造進(jìn)一步發(fā)展，以整合的自動(dòng)化系統(tǒng)與云端創(chuàng)新技術(shù)邁向工業(yè)4.0。
一、案例概況
隨著工廠面對(duì)越來(lái)越多的客單化生產(chǎn)及快速交貨需求，對(duì)信息數(shù)字化及管理實(shí)時(shí)化的重視度日趨高漲。借由物聯(lián)網(wǎng)讓設(shè)備聯(lián)網(wǎng)“落地”，將原設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，讓生產(chǎn)對(duì)策更精準(zhǔn)，讓現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)變得有價(jià)值，已成為大部分工廠管理者的需求共識(shí)。
1. 項(xiàng)目背景
勤昆科技（昆山）有限公司，于2006年9月12日成立。注冊(cè)資本1000萬(wàn)美元，經(jīng)營(yíng)范圍為設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)非金屬制品模具；精沖模、精密型腔模；電腦用、通訊用、刀片式與機(jī)架式服務(wù)器用連接器、接插件等新型電子元器件；大中型電子計(jì)算機(jī)、便攜式微型計(jì)算機(jī)、高檔服務(wù)器制造；電腦用機(jī)箱、外殼等五金件開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)；銷(xiāo)售自產(chǎn)產(chǎn)品，從事貨物進(jìn)出口業(yè)務(wù)，是一家外商獨(dú)資的企業(yè)。
應(yīng)用企業(yè)概況：
勤昆科技現(xiàn)有的沖床車(chē)間和NCT車(chē)間，設(shè)備間獨(dú)立運(yùn)行，設(shè)備狀態(tài)和人員信息無(wú)法及時(shí)獲取，信息化基礎(chǔ)幾乎為零，管理層無(wú)法做出快速準(zhǔn)確的決策。
表1 車(chē)間現(xiàn)況描述
2. 預(yù)期目標(biāo)
結(jié)合研華iFactory SRP（Solution-Ready Packages解決方案包）標(biāo)桿化KPI管理看板及后臺(tái)數(shù)據(jù)分析，找到數(shù)據(jù)可視化方法，對(duì)設(shè)備生產(chǎn)進(jìn)行有序化管理，可實(shí)現(xiàn)資訊即時(shí)到達(dá)、目標(biāo)自動(dòng)檢核，同時(shí)具備預(yù)警通知及協(xié)調(diào)資源功能，將人員作業(yè)步驟電子化、資訊化，讓生產(chǎn)更具備彈性。管理者可隨時(shí)隨地掌控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信息及管理績(jī)效指標(biāo)，進(jìn)而達(dá)成：產(chǎn)能提升、效益提升、人力下降、管理成本下降等成果，全面優(yōu)化生產(chǎn)效率。管理者亦可通過(guò)云平臺(tái)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程同步，使維運(yùn)更加方便快捷。
二、項(xiàng)目實(shí)施
該智慧工廠設(shè)備聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)施，須充分考慮勤昆科技的實(shí)際需求，全面實(shí)現(xiàn)沖壓車(chē)間、NCT車(chē)間機(jī)臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。
1. 場(chǎng)景特征
（1）設(shè)備利用低下
勤昆科技生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控機(jī)臺(tái)部分均為單站式作業(yè)，機(jī)臺(tái)需有人看守作業(yè)，通過(guò)人工登記，做區(qū)域看板管控、刀具人工管理等，設(shè)備產(chǎn)能產(chǎn)量低，大部分并未將性能發(fā)揮到最大化。
（2）信息化程度不高
雖然已經(jīng)實(shí)施了部門(mén)級(jí)的軟件方案，如PDM系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)、物流系統(tǒng)等，但其信息采集仍為人工作業(yè)：如人工操機(jī)紙單作業(yè)、機(jī)修、領(lǐng)班、QC人工巡檢，使得各部門(mén)間信息交流不暢，大大制約著企業(yè)的生產(chǎn)及發(fā)展。
2 模式路徑
根據(jù)勤昆現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)際調(diào)研和溝通：
對(duì)勤昆科技現(xiàn)有制造管理模式進(jìn)行溝通與了解
對(duì)勤昆科技IT系統(tǒng)信息進(jìn)行溝通與了解
對(duì)勤昆科技現(xiàn)場(chǎng)建置，設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)研了解
參考《智能制造能力成熟度模型白皮書(shū)》（1.0版）對(duì)勤昆進(jìn)行制造維度和智能維度評(píng)估，得出如下智慧工廠建制重點(diǎn)策略方案：
表2 智能制造能力成熟度評(píng)估
3. 技術(shù)實(shí)現(xiàn)
（1）方案概述
本方案整合了靈活的架構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)放的系統(tǒng)平臺(tái)、良好的通訊連接性、組態(tài)的方便性、系統(tǒng)高可靠性以及維護(hù)的便捷性，依托于研華WISE-PaaS智能工廠物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)iFactory SRP解決方案，搭建極具特色的智慧工廠解決方案。
（2）方案整體規(guī)劃
分步分階段實(shí)施。根據(jù)勤昆科技的實(shí)際需求初步擬定以沖壓車(chē)間、NCT車(chē)間智能化改造為一期工程，構(gòu)建開(kāi)放式系統(tǒng)平臺(tái),在一期工程完成后，借助研華方案強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，后期在該系統(tǒng)架構(gòu)上可便捷實(shí)現(xiàn)其他廠區(qū)車(chē)間的系統(tǒng)實(shí)施。
（3） 整體方案架構(gòu)
戰(zhàn)情室系統(tǒng)
戰(zhàn)情室平臺(tái)可以整合設(shè)備、產(chǎn)線、工廠廠區(qū)及集團(tuán)等KPI信息操盤(pán)管理，經(jīng)由多維度數(shù)據(jù)分析，讓工廠管理人員從中挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，搭配WISE-PaaS Dashboard可視化系統(tǒng)，可有效管理設(shè)備狀態(tài)、稼動(dòng)率、設(shè)備產(chǎn)能產(chǎn)量、工時(shí)、單位成本及能源成本分析等。此系統(tǒng)深度統(tǒng)計(jì)分析，協(xié)助管理者發(fā)現(xiàn)異常，持續(xù)優(yōu)化人機(jī)料法環(huán)各項(xiàng)環(huán)節(jié)。
沖壓智能化解決方案
在智能沖壓設(shè)備監(jiān)測(cè)客戶端電腦軟件界面輸入員工號(hào),系統(tǒng)隨機(jī)監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程,包含當(dāng)前人員信息、機(jī)臺(tái)狀態(tài)、模具狀態(tài)、輸入當(dāng)前條碼/工單，系統(tǒng)將自動(dòng)串聯(lián)后臺(tái)系統(tǒng)并按照對(duì)應(yīng)狀態(tài)切換不同監(jiān)控功能。
NCT+鐳射智能化解決方案：
在智能NCT+鐳射設(shè)備監(jiān)測(cè)客戶端電腦軟件界面輸入員工號(hào),系統(tǒng)隨機(jī)開(kāi)始監(jiān)控機(jī)臺(tái)信息以及整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程,包含當(dāng)前人員信息,機(jī)臺(tái)狀態(tài),輸入當(dāng)前條碼/工單，系統(tǒng)將自動(dòng)串聯(lián)后臺(tái)系統(tǒng)并按照對(duì)應(yīng)狀態(tài)切換不同監(jiān)控功能。
ESOP系統(tǒng)解決方案
在ESOP客戶端電腦軟件界面輸入當(dāng)前條碼/工單，從ESOP管理后臺(tái)獲取對(duì)應(yīng)料號(hào)和SOP名稱，通過(guò)軟件下載對(duì)應(yīng)SOP到本地，隨即通過(guò)PDF軟件打開(kāi)呈現(xiàn)。ESOP搭建有消息廣播機(jī)制，推送廣播消息至全部客戶端ESOP系統(tǒng)。
系統(tǒng)架構(gòu)圖：
4. 項(xiàng)目亮點(diǎn)
1、系統(tǒng)特性
本系統(tǒng)采用分布式部署，兼容性非常好，充分發(fā)揮各構(gòu)件的運(yùn)算能力，將系統(tǒng)效能、處理速度發(fā)揮到極致，優(yōu)點(diǎn)與效益表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）穩(wěn)定性與開(kāi)放性兼顧
（2）各子系統(tǒng)間相互獨(dú)立相關(guān)性弱
（3）項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)低，實(shí)施周期短
（4）系統(tǒng)投資回報(bào)率高
2、面向未來(lái)的解決方案
針對(duì)勤昆科技實(shí)施方案我們采用開(kāi)放與易擴(kuò)展的設(shè)計(jì)思路，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、硬件配置、通訊方式的選擇還是軟件組態(tài)編程均考慮了系統(tǒng)擴(kuò)展的問(wèn)題。系統(tǒng)擴(kuò)展具有簡(jiǎn)易、向上兼容、節(jié)約、模塊化等特性。用戶后續(xù)可通過(guò)模塊化方式，輕松實(shí)現(xiàn)其他功能拓展，如智能樓宇及其系統(tǒng)集成、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES等。
三、價(jià)值成效
1. 平臺(tái)價(jià)值
加速轉(zhuǎn)換企業(yè)專業(yè)知識(shí)為軟件服務(wù)
維運(yùn)泛用性平臺(tái)
平臺(tái)中心邊緣模塊的鏈接模塊方案
對(duì)資料隱私極度重視的企業(yè)
IP 或網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)需特定管控的企業(yè)
2. 應(yīng)用成效
打通部門(mén)與不同系統(tǒng)間的溝通壁壘。iFactory SRP解決方案充分考慮了“智能+制造”兩個(gè)核心，以智能制造能力成熟度為考慮，將各種制造資源要素（人、機(jī)器、能源等）與制造過(guò)程（設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售和服務(wù)）等數(shù)字化，通過(guò)系統(tǒng)集成，對(duì)信息融合中的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘利用，并反饋優(yōu)化制造過(guò)程和資源要素，推動(dòng)組織最終達(dá)到個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維與協(xié)同制造的新興業(yè)態(tài)。即我們常說(shuō)的在不同系統(tǒng)間獲取數(shù)據(jù)的價(jià)值。
以實(shí)際效益檢核方案及平臺(tái)有效性
四、下一步實(shí)施計(jì)劃
1. 組裝線車(chē)間智能化
制造業(yè)人工組裝線效率成為必修議題。通過(guò)研華組裝線效益監(jiān)控方案，精準(zhǔn)采集電批控制器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)并分析，通過(guò)可視化工單看板檢視組裝現(xiàn)場(chǎng)績(jī)效指標(biāo)，同時(shí)提供數(shù)字化智能防漏鎖浮鎖滑牙，提升品質(zhì)良率，助推全員品質(zhì)管理。
2. 加工車(chē)間智能化
在數(shù)控設(shè)備監(jiān)測(cè)客戶端電腦軟件界面輸入員工號(hào),系統(tǒng)隨即監(jiān)控機(jī)臺(tái)信息及整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程,如當(dāng)前人員信息、機(jī)臺(tái)狀態(tài)、輸入當(dāng)前條碼/工單，系統(tǒng)將自動(dòng)串聯(lián)后臺(tái)系統(tǒng)并按對(duì)應(yīng)狀態(tài)切換不同監(jiān)控功能，通過(guò)直觀的界面獲取當(dāng)前生產(chǎn)資訊，包含指導(dǎo)數(shù)資訊及品質(zhì)異常資訊。
通過(guò)其余項(xiàng)目的補(bǔ)充規(guī)劃，進(jìn)一步驗(yàn)證研華WISE-PaaS的開(kāi)放性及擴(kuò)展性，通過(guò)快速聯(lián)結(jié)機(jī)制，協(xié)助客戶迅速開(kāi)發(fā)、布署、營(yíng)運(yùn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)管理、大數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)及可視化等。平臺(tái)具備多租戶、彈性伸縮的功能，可以依據(jù)服務(wù)需求，隨時(shí)增減服務(wù)容量，亦可應(yīng)付反應(yīng)時(shí)間以秒計(jì)算服務(wù)需求，在使用量低時(shí)也能有效節(jié)省成本。
同時(shí)平臺(tái)提供機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)，提供多個(gè)流程分析模組，并結(jié)合業(yè)界專家合力打造不同領(lǐng)域解決方案，通過(guò)儀表板和機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將多種類(lèi)型機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)提供至用戶以直觀的分析及預(yù)測(cè)結(jié)果。