12.企业调研与采集方案设计

主讲人：王超宁波城市职业技术学院工业互联网数据采集技术——企业调研与采集方案设计序言工业企业以生产为第一要务。其中，生产设备的数字化管理是工业互联网产业升级的基础，只有率先实现生产设备的智能化数据采集，才能更好的实现工业企业数字化转型与升级。目录CONTENTS工业设备数字化管理1工业现场调研2工业设备采集方案设计3工业设备数字化管理01PARTONE工业设备数字化管理01众所周知，生产企业的核心业务是生产，生产管理的重点之一则是设备。设备是工艺的体现，也是生产订单最基础的执行单元，同时，它也是产品质量的关键影响因素。在企业的生产经营活动中，设备管理的主要内容是设备资产及技术管理、设备缺陷及事故管理等，其核心是整合设备的各项信息数据，为企业提供优良的设备和更低的生产成本，使企业的生产经营活动建立在极佳的物质技术基础之上；提升设备管理水平，可确保企业在安全生产的前提下，提高生产效率。工业设备数字化管理01其中，装备制造企业作为“资产密集型”企业，尤为重视生产设备及其他制造资源的管理工作，通常把设备管理工作作为一切生产活动的重点。设备运行状态良好，生产的产品数量、质量就有保证，从而产值、成本以及利润才能顺利完成。传统的装备制造企业面对大量的高价值、高折旧、维护难度大的生产设备，管理项目多且复杂。于此同时，生产设备大多分布于密集且广阔的工作区域内，从资产管理的角度而言，对于如此庞大的实体资产，实现系统化的，全生命周期的过程管理并不容易。只有从资产投资到资产报废清理，管理好固定资产的全过程，才算管好了企业的生产资料，企业才能得到良好的发展。工业设备数字化管理01但在传统管理模式下，企业的生产保障部门需要投入大量的设备维护人员，从事生产设备的日常监控与巡检，比如进行设备运行纸质记录、全区域设备的巡检等，甚至需要7X24小时无间断的持续工作。不仅造成了大量人力资源的消耗，提高了企业生产运营的成本，同时人工监控必然存在一定的出错概率，而且人工巡检经验的高低也有所不同。问题工业设备数字化管理01随着我国工业互联网技术领域的不断发展，传统的手工作业方式已经明显不适合当今大数据量、快节奏的实际需求，越来越多的企业需要通过信息化手段来打造一个灵活高效、安全可靠的设备数字化管理系统，并连接企业内部各生产部门和运营部门，便于企业整体计划并分配合理资源、辅助企业提高故障预测、监控和处理能力、减少故障率，为设备管理人员和企业管理者提供决策依据，有效提升企业设备资产管理水平和质量，延长设备使用寿命，降低设备管理成本，提升设备运行效率，从而使企业获得更高经济效益，满足企业未来发展的需求。工业设备数字化管理01如图中所示，为智能制造业的设备能力成熟度模型标准中，关于设备管理应在不同阶段达到的不同智能化水平。比如，在一级阶段，应通过人工或手持仪器开展设备巡检，并依据人工经验实现检修维护过程管理和故障处理。在三级阶段，则应实现设备关键运行参数数据的实时采集、故障分析和远程诊断。建立设备故障知识库并与设备管理系统集成。能够依据设备运行状态，自动生成检修工单。到了第五级阶段，则应采用机器学习、神经网络等，实现设备运行模型的自学习和自优化。02PARTTWO工业现场调研工业现场调研02在进行数据采集之前，需要对工业现场的设备进行调研，调研内容应包括工业设备的设备类型、设备型号、通信协议、硬件信息情况、现有组网方式等信息，以便后续进行网络规划和物料准备。具体需调研记录的内容可包含如下信息：工业现场调研02设备名称：工业现场的设备名称，命名需按一定的规则，方便理解和记忆，例如几个车间都有同一类设备，命名则需进行区分，如加车间名作为前缀等。设备品牌、型号、数量：按实际情况填写，主要用于计算实施工作量或采购所需准备的网关数量及耗材等。工作站控制器型号：按实际情况填写，便于采购匹配的工业网关。通信协议：便于后续选型可匹配支持该通信协议的工业网关。是否组网（组网方式）：查看该设备是否与其他设备组网，并记录其组网方式及设备地址，便于后续网关的联网及地址配置。工业现场调研02设备名称品牌型号数量控制器型号通信协议是否组网（组网方式）接口是否有空余（网口、串口）硬件是否可扩展已有传感器类型及型号传感器作用PLC西门子S7-1200系列121212CS7否是是无无…………………………接口是否有空余：查看工业现场的网关口、串口是否有空余，如果没有则需要采购对应的拓展接口的配件，如交换机。硬件是否可拓展：例如哑设备是否可添加IO端口，PLC的IO端口是否可拓展等。有无源程序或数据点表：运行设备是否保留有源程序和数据点表，便于后续梳理采集点表。是否已有传感器类型及型号：按实际情况，主要是便于对采集的数据做业务分析。传感器作用：记录每个传感器的作用，如不同位置安装的光电传感器，起不同的作用，分别记录，以便理解采集的数据对应的业务信息。工业现场调研02设备网络情况调研表企业名称

地区/城市

行业/领域

项目负责人

联系电话

主要产品

车间位置示例：一分厂，二车间以下请根据现场设备网络情况，在对应的行中打√√网线已敷设到设备工位，并且网络通畅☐网线已敷设到部分设备工位，并且网络通畅☐没有敷设网线，但是预留网线布线槽☐网络需要重新敷设☐客户自己负责网络工程的费用和实施√客户要求我方提供网络工程的实施和报价☐客户已提供车间设备位置图√客户无法提供车间设备位置图，需现场调研其他说明

除了对生产设备情况进行调研外，还需要调研工业现场的网络覆盖状况，因为网络是数据采集传输的必要媒介。要根据应用业务需要及实际网络覆盖状况进行整体方案设计，才能满足客户需要。工业现场调研02移动焊接、仓库、货物自动搬运整理等石油、化工、钢铁、机械、电子等制造车间等移动设备调度/定位传感/表计采集连接数1000K每平方公里峰值速率1G+bps每用户高可靠99.999%3GPP

R16低时延0.5~1ms空口场景类别工业领域应用网络需求eMBB运维和巡检辅助下行带宽>50Mbps，时延<20msAR装配辅助下行带宽>50Mbps，时延<20ms工业图像处理上行带宽>100Mbps，时延<20ms云化AGV上行带宽>20Mbps，时延<20ms巡检机器人上行带宽>50Mbps，时延<20msmMTC物联网几千连接/百平方米室内定位几千连接/百平方米，亚米级精度uRLLC5G柔性机械臂时延<10ms，可靠性99.999%机械远程控制上行带宽>50Mbps，时延<20ms多台柔性机器人协作，边缘 操作员佩戴AR眼镜，操作柔云提供云端控制 性协作机器人进行生产装配实时控制工业穿戴及工业图像处理5G网络优势03PARTTWO工业设备采集方案设计工业设备采集方案设计03聚合网工厂/园区5G基站回传网核心网工厂/园区网业务服务器IT

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实时控制/决策支持 制造执行MES工厂/园区的终端设备（设备数据采集点）MEC........在明确了工业现场的设备情况和网络情况以后，结合客户实际应