智能制造体系中的工业互联解决方案PPT课件.pptx

工业物联网在智能制造中的应用,目录,能效&设备管理-智能工厂工业物联网实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,智能制造系统架构国家智能制造标准体系建设指南,工业4.0与中国制造2025，异曲同工；工业4.0的三个集成：纵向整合；横向整合端到端整合中国制造2025系统架构三维度：系统层级，企业内信息集成生命周期，企业间信息集成；智能功能，从制造到服务的转型，新业态（B2CC2B）,面向企业内信息集成的架构,系统层级,智能功能,协同,企业,设备,传感器、仪器仪表、射频识别、机器、机械和装置,面向工厂/车间的生产管理，包括MES,面向企业的经营管理，包括ERP、PLM、SCM和CRM,协同研发、智能生产、精准物流和智能服务,车间,控制,PLC、SCADA、DCS等过程控制,西门子/工业4.0的数字化工厂架构,中国制造2025的企业内信息集成系统层级,企业信息化系统IT,工厂或车间的工业环境OT,“工业物联网”贯穿智能制造体系三个维度的各个环节,工业物联网：位于智能制造系统架构生命周期的所有环节；实现系统层级的设备、控制、工厂、企业和协同五个层级，以及智能功能的互联互通；工业物联网实现了OT与IT的融合的基础。,互联互通,Enterprise(InternetProtocol),IndustrialNetwork(Industrialprotocols),企业信息化系统/IT,工厂或车间的工业环境/OT,制造执行系统MES,控制系统,物流执行系统LES,企业运营系统(ERP,CRM,SCM),决策支撑系统,传感器仪器仪表,机械和装置,监控系统,以工业物联网实现OT与IT融合,制造型企业信息化框架,基于物联网的OT/IT融合：全面集成的制造业信息化五层系统及专业服务：实现制造管控一体的两化融合，实现物联网在制造业的实际应用,控制过程OT,管理过程IT,企业运营过程,企业层业务运营与决策支持,管理层车间生产计划调度和执行,操作层,控制层,PLC,DCS,HMI,设备及工序相关的行业化过程控制系统（如：炉机等控制系统、数控机床、柔性生产线、工业机械人等）SCADA,制造执行系统MES,生产执行,管控对接,能源管控,现场成本,设备运行,现场仓储,物流执行系统LES,通过RFID/监控设备等技术和设备实现物料流动以及物流相关的人、设备、工具、位置的管理,协同办公,门户,采购平台,产品设计系统,ERP,供应链管理,生产管理,财务管理,人力资源,设备管理,CRM,PLM,电子商务,战略规划,业务优化,绩效管理,商业智能,管理驾驶仓,信息化部署,信息化技术支撑,服务支撑,物联网工业适配,CPU/内存/文件,计算、存储、网络、安全,实时数据库：实现系统化底层数据收集；关系型数据库：实现执行层次的管理,统一平台先进的集成工具,关系型数据库/OLTP,大数据/OLAP,专业IT规划和管理咨询标准化的管理体系全面应用集成及有效落地专业的团队建设实施、培训、运营服务全生命周期管理,仪器/仪表,传感器,机械和装置,现场层,传感器工业适配,质检,计量,数据采集,数据传输,数据计算,工业物联网采、传、算技术架构,工厂IntranetFactory,PDA,RFID,LoRA,Camera,HMI,PLC,LoRA基站,工业交换机,物联网关,【生产执行网络】多种联接方式并存多种协议并存物联网络,传感网,工厂数据中心FactoryDataCenter,集团数据中心GroupDataCenter,协同研发智能服务,工厂生产办公网FactoryOfficeNetwork,集团办公网GroupOfficeNetwork,研发中心/分支Dev.Group,管理驾驶舱,目录,智能工厂工业物联网最佳实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,传：低功耗传广域无线传输方案采：配套仪表与模组算：能效管理与设备管理方案,承载应用数据处理运维管理,连接平台发挥芯片能力本地实时处理,物联网发展趋势平台侧&终端侧,应用管理,设备管理,注册鉴权,寻址转发,资产管理,链接管理,数据管理,群组管理,规则引擎,行业预集成,API开放,业务编排,计费,发放,Portal,Agent接入,多协议（宽/窄带，远距、近距等）,IoT中间件和框架,数据获取,设备管理,安全鉴权,网关/设备/gent,各类行业应用,SDKAPI,通过Agent软件支持第三方IoT终端和网关接入，简化集成,物联网平台,工业物联网物联网的“传感回传场景”,物联网的三种应用场景：场景1：WLAN无线覆盖场景支撑业务：监控视频回传、PDA巡检、流程电子化、办公数字化；场景2：人员、资产管理场景支撑业务：库房管理、两票电子化、安全围栏、人员门禁、健康监测、消费；场景3：传感回传场景支撑业务：远程抄表、移动生产、生产数字化、工业智能化、环境监测；,复杂多样的物联网连接通信协议,近距无线,广域无线,802.11af/ah,LTE-M,有线通信协议：,GEM,Ethernet,无线通信协议：,各种物联网无线协议特征对比LoRA的优势,物联网主要无线标准协议对比,10m,100m,1km,10km,100km,100bps,10Kbps,100Kbps,1Mbps,10Mbps,100Mbps,1Gbps,Blueteeth,Zigbee,WiFi802.11ac,Sigfox,2GGPRS,NB-IoT,Weightless,LoRaWAN,802.11ah,功耗增加,LTE-M,3G,4GLTE,长距传感回传场景组网说明LoRA的场景优势,IP网络,场景关键技术：LoRa,温湿度传感器（总线接口）,水位监测仪（Zigbee接口）,LoRa温湿度传感终端,LoRaWAN,智慧电表（支持LoRaWAN）,水位监测仪（总线接口）,RS232/485,Zigbee,LoRaWAN,场景优势：LoRaN101终端提供多种下行接入方式，灵活组网；LoRaN101本身支持温湿度传感采集，节约成本,LoRa技术特点：传输距离极远，建筑群内可达3-5KM穿透能力极强，楼宇内垂直方向可传输近20层楼功耗极低，用于功耗敏感场所，可数年更换一次电池,目录,智能工厂工业物联网最佳实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,传：低功耗传广域无线传输方案采：配套仪表与模组算：能效管理与设备管理方案,数据采集工业表计与传感器的LoRa适配,LoRa被集成模块,在省电模式下，终端功耗极低，可工作2-5年时间无需更换电池。模块形态根据集成方式又分为多种：miniPCIE插卡式；邮票孔式等；也支持定制化开发。终端包含多种形态：既有可独立工作的Tracker终端，也有嵌入式的LoRa通信模块。其中模块可用于集成产品LoRA的各种表计：,目录,智能工厂工业物联网最佳实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,传：低功耗传广域无线传输方案采：配套仪表与模组算：能耗&设备管理系统,能源管理与智能制造体系,MES能耗&设备管理系统,ERP经营决策,LoRa基站,LoRa表计,LoRa表计,LoRa表计,数据采集点,物联网能耗&设备管理系统的架构,数据库服务器,工程师站,交换机,公司办公网络其他系统（ERP系统，MIS系统等）,以太网,LoRa基站数据回传,能源中心系统,管理人员能源管理IE（报表及分析）,Internet,LoRa模组表计,物联网能源管理系统的主要功能简介,1,2,3,4,5,6,7,大数据技术的应用能源趋势分析,未来趋势预测根据历史数据，建立模型，预测未来能源消耗量。可作为需求管理、采购预算。根据预测值，可发现某些时刻能源利用率的异常点，分析可能的故障。需求侧管理利用能源预测功能，根据用电规律，合理安排生产负荷和检修时间，充分利用电价的峰谷平差异提高谷时电价的用电量，降低电价峰时的用电量。能源采购预算通过企业的财务或ERP系统获取实时能源价格及费率信息，分析不同车间、不同产品、不同时段、不同工段的能源需求，制定能源采购预算。,早期征兆,设备缺陷,设备故障,生产事故,设备状态管理（健康状态拐点判断）特点：现象隐蔽，难发现；判断周期长，偏差易处理；,设备缺陷管理（健康劣化极限控制）特点：迹象明显，易发现；处理周期短，过程难控制；影响范围大。,物联网实现设备管理的“可预测性维护”,发现异常点,找出离散规律,可预测性维护，多点采样确保分析全面,可预测性维护，预测建模,目录,智能工厂工业物联网最佳实践设备管理,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,能耗管理实践案例-微电子企业FMCS项目,能源管理系统为独立的子系统，监控所有管路中流量计的流量，各类电表电能的采集，设监控站对各类能源进行监控分析统计，能自动生日报、周报、月报、年报。并能实时将数据传送到FMCS系统的数据库中。建立全厂能源计量网络图，实现对主要生产过程参数、水、电、煤、蒸汽等相关数据的监测和分析；系统主要功能包括数据采集、处理分析、实时监控、指标管理、班组考核、自定义报表服务和能效管理等。,设备管理实践案例通信企业实现关键部件寿命预测分析,回流炉热风马达磨损，生产PCB隐性故障，难检测传感器+LoRa/网关+大数据平台，预测建模，预测马达故障时间点残次品率下降，节约物料成本,、能源管理、节能,、运行管理,、异常检测,、生产、生