智慧工廠解決方案

一、方案概述

一）、項目背景

隨著物聯網和現代科技的快速發展，工業作為支撐國民經濟發展的支柱產業，正在被物聯網、大數據、人工智能等新科技技術進行重構和升級，智能制造已經成為工業生產應用、發展的重要措施，推動著我國工業制造的發展和升級。

智慧工廠是通過數字化、自動化和智能化的方式來提高生產效率和產品質量的工廠。在智慧工廠中，各種先進的技術和系統被應用于生產流程的各個環節。在新一輪科技革命和產業變革的大背景下，以數字化、網絡化、智能化為特點的智能制造已成為未來發展趨勢。

通過物聯網技術推動工廠的生產監控、安全生產、智能管理，優化工廠生產流程、生產工藝、提高產品質量、產量和生產效率，降低了成本，為現代工廠發展帶來重要意義。

二）、核心痛點

1. 工廠網絡多樣化，協議眾多，層間集成度不高，難以融合互通；
2. 設備入網接入困難。設備種類眾多，設備接入協議繁多，缺乏統一規范標準，很多設備缺乏協議支持無法入網。
3. 現有云平臺解決方案對工廠高帶寬、低時延類應用無法滿足要求；
4. 數據采集不暢，控制多部署在現場，設備間協同不足，影響效率。
5. 現有物聯網云平臺接入設備方案是用戶設備數據需要經過第三方和公網，無法滿足工廠數據安全要求；
6. 鏈路可配置能力差，應用模式固化

二、智慧工廠建設方案

結合現代新興技術的發展和應用，針對工廠制造武漢宜聯科技提出了智慧工廠解決方案。該方案利用物聯網技術，通過視頻監控、傳感器、智能控制設備和宜聯IOT中繼寶盒結合現場生產作業設備與智慧工廠生產監測管理平臺連接互通，實現對工廠生產管理的智能管理。

一）、綜合管理可視化

設備監測、環境監測等多源物聯感知數據在三維空間場景真實位置直觀展示，多種監測數據一張圖呈現，做到一屏瀏覽一圖感知，打破了信息孤島，提升了數據應用價值。幫助管理人員直觀便捷掌控工廠整體運行狀態，減輕工作壓力，提升工作效率，降低管理成本。

針對視頻的安裝及覆蓋場景的不同，匹配適合的視頻融合方式實現分散的視頻與三維場景的虛實融合應用。通過工廠現場不同的點位安裝監控攝像頭，現場視頻圖像通過宜聯IOT中繼寶盒傳輸到智慧工廠生成運營管理平臺，工廠管理人員可實時了解工廠生產車間、流水線、作業區情況、現場設備、設施工作情況，根據實際情況做出處理。

1、廠區可視化管理

通過全棧三維可視化技術來進行精細化建模，打造整個廠區環境，從園區、車間、生產流水線、設備的逐級可視，還原工廠車間布局，生產設備模型，生產工藝等展示各類設備的空間位置，清晰完整地展現整個工廠環境。

按照從原料入廠到成品出倉(含檢驗)的實際工藝流水線仿真展示生產的整體流程，表現關鍵設備動作、物料流向、生產流程流暢程度等，對接工藝流程系統，基于3D場景實時模擬工藝流水線的狀態，如正常、故障、擁堵等。通過調節特定工藝流程參數模擬仿真工藝變化調試生產方案，發現生產線隱含問題，提高實際生產線工作效率。

2、倉儲管理可視化

以數字孿生技術為基礎，以可視化、智能化、網絡化、集成化理念為目標，實現倉儲的庫區、倉庫、貨架、設備等的逐級可視以倉儲監控為重點，集成視頻監控、出入庫、庫存盤點、告警等各種管理系統，構建倉儲管理的監控、預警、診斷、分析一體化的3D可視化平臺。

3、設備可視化管理

廠區設備資產數據在三維場景精準位置直觀展示，360度直觀瀏覽精準掌控廠區生產、應急資產分布情況，賦能廠區設備資產的科學管理。

二）、工廠生產智能化

企業實現智能制造的核心，是建設智能工廠/數字化車間的前提和基礎，通過與物聯網設備、傳感器、I/O等多種自動化工業設備聯機，對車間的生產設備進行實時數據采集、監控、分析、處理，達到工廠生產智能化的目的。

1、生產流水智能化

通過宜聯IOT中繼寶盒(平臺)把工廠車間生產設備、生產流水線設備及生產監控各環境傳感器設備物聯互通，由宜聯IOT中繼寶盒(平臺)把這些生產設備和傳感器實時采集數據推送到工廠生產運營管理平臺進行監控、分析處理，根據數據處理分析結果通過宜聯IOT中繼寶盒(平臺)向接入設備發送調度運行指令，從而實現工廠生產的自動化、智能化。

通過生產設備、傳感設備入網，利用獲取的工廠車間/流水線生產作業數據、生產指標數據、監測數據，由工廠生產運營平臺分析處理，適時優化生產流程，調節生產參數，從而提高生產效率；監控調整生產指標從而保證產品質量、生產質量。

2、生產、設備巡檢智能化

基于數字孿生環境，可構建工廠孿生可視化環境，根據需要靈活規劃巡檢業務，支持主動與被動等多種巡檢方式，管理者可實時查看當前工廠車間、流水線、作業區內巡檢工作完成度及人員位置，或利用機器人技術模擬完成虛擬巡檢，大大提升實施效率和后期可維護性。

3、生產、設備監測預警

基于實時設備生產運營數據、各數據點位采集監測的數據實時分析處理，通過智能化的數據分析和預測，提前進行設備預警、故障預警、生產指標預警和處理，避免停機和生產中斷的發生，提升設備運行效率，減少維護成本和提高生產效率。

通過對設備運行健康度指標數據監測分析，及時對設備維護保養，提升生產設備運行質量，延長工廠設備使用壽命。

三）、資產全生命周期管理

通過對生產設備的集中監視，匯總生產過程中設備的實時狀況對設備運行和管理情況數據進行統計，形成設備運行情況統計數據庫、設備運維知識庫，為合理安排設備運行維護，充分發揮設備的利用率，滿足設備操作、車間管理和廠級管理的多層需求提供依據。

四）、消防管理

工廠相關場所煙霧、聲光、電、水、燃氣監測點監測設備和傳感設備接入宜聯IOT中繼寶盒(平臺)，宜聯IOT中繼寶盒把采集監測的消防數據推送給工廠消防監控平臺處理，通過監測火災報警點設備，監測點設備狀態，報管類別，歷史報警信息.通過對相關場所煙霧、聲光、電、水、燃氣泄漏等進行檢測報警和處理，提升工廠消防安全。

五）、安防管理

監測安防相關設備視頻、入侵、門禁邀約。無線對講等，并獲取實時狀態。

六）、應急救援

廠區設備資產數據在數字孿生精準位置直觀展示，360”直觀瀏覽，精準掌控廠區生產、應急資產分布情況，賦能廠區設備資產的科學管理管理多種應急預案，合理規劃救援與逃生路線，精準仿真事件處理過程直觀感知現場狀況，幫助精準指揮與科學決策，提升廠區應急事件應對效果，保障廠區生產安全。

三、方案價值

1）.穩定生產 ：

通過數據計算及后臺控制，提高產品的質量和產量，降低生產成本，實現穩定的生產。

2）.降低成本 ：

通過自動化和智能化的管理也減少了人工干預的需求，進一步降低了運營成本。

4）.提高生產效率 ：

通過智能化的管理，能夠實時生產線的環境參數，及時調整設備運行狀態，從而提高生產效率。這有助于提高工廠的產出效益，滿足市場需求。

5）.數據化：

實現設備間高效信息互聯，及時掌握生產運行情況，實現生產環境與信息系統無縫對接。

6）.集成化

建設企業信息集成平臺，實現上下游數據無縫連接，向上支撐企業經營管理，向下與生產過程的實時數據高度集成，形成一條完整可靠的生產鏈。

7）.可視化

設備生產過程實時受控，確保產品質量穩定可控;同時可實現數據大屏，對異常問題及時預警，管理員第一時間發現問題，及時調整生產計劃，提升企業經營管理決策。

8）.低延遲、高可用

關鍵設備處理數據計算在設備邊緣，使得終端設備與平臺之間的數據交互更高效，數據傳輸高速度、超低時延。避免設備處理運算依賴外部網絡云計算平臺，即使設備出現故障，影響也是局部單點，處理恢復容易。

8）.高效安全

為遠端平臺提供高速、穩定的網絡接入，使得終端設備與平臺之間的數據交互更高效。設備數據在用戶側，提供根本的數據安全保障。

9）.易使用、易實施

提供modbus、串口、http、coap、websocket、mqtt等多種協議支持和服務后臺，方便設備接入，實現靈活適配，從而大大提高生產效率。

10）.遠程運維

支持安全連接，實現遠程穿透運維；無需公網IP，基于分布式系統，防掃描攻擊。

四、方案架構

五、應用部署

審核編輯 黃宇