雷春銘:工業機器聯網助力智能制造升級

2019-10-21 13:43:26

來源:CIO時代網

  2019年10月19日,由遼寧省人民政府主辦,沈陽市人民政府、中國工業互聯網研究院承辦、沈陽市信息中心(沈陽市信用中心)、CIO時代學院與新華三集團聯合承辦的“2019工業互聯網全球峰會CIO會議”在沈陽成功舉辦。銳捷網絡股份有限公司企業系統部行業總監雷春銘在會上發表題為《工業機器聯網助力智能制造升級》的主題演講。以下為演講實錄:

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  各位領導,各位專家,大家下午好,我是銳捷網絡制造行業的負責人,首先非常得榮幸能夠受邀大會的主辦方給大家做一個匯報交流。今天我分享的主題是在工業互聯網支撐智能制造的一個具體應用,我也希望通過應用來帶動我們在工業互聯網相關工作的開展。這個主題是工業機器聯網助力智能制造升級。我們都知道數字化生產設備的網絡化是智能化的前提、也是基礎。那么今天我就用數控機床作為生產機器的代表,來聊一聊數控機床為什么要做智能管理,智能管理能夠解決什么樣的問題,為了滿足智能的管理,需要做怎樣的聯網設計。最后用案例跟大家分享下數控機床智能管理的效果。
 
  我們以3C加工企業來舉例,3C加工企業有很多的車間,車間里有很多的數控機床,在沒有做機床的智能管理之前,我們都知道為了滿足機床的數據過程管理,很多的制造企業單位都會用人工的方式收集機臺上相關的生產數據、運行數據,包括機臺的故障信息數據。通過人工收集的方式,一是效率非常得低,二是很難實時的把機臺數據采集上來,做更準確的主動性分析,包括機臺的預測性維護。所以現在我們可以看到,通過人工的收集方式,手工的收集方式,無法做到數據的加工過程監管,包括生產過程中的異常判斷,也無法對機臺的刀具進行運行狀態的實時監控,以及對刀具提前預測,對管理帶來很大的問題。
 
  為了解決上述問題,現在很多的制造企業會在這樣一個背景基礎之上做機臺的聯網,通過聯網把機臺的生產數據、過程數據以及運行數據,都集中的采集上來,通過數據中心把這些數據做集中的采集、分析、處理,然后做相關的智能管控和生產決策。這就帶來了生產機器聯網管控的智能管理需求。
 
  為了能夠實現機臺的數據采集分析,首先就要保證數據能夠實時采集上來。對于工廠車間里的機臺數據采集,過去會采用有線網絡方式,但是首先有線布線方式很煩瑣,因為車間里都有生產環境的質量管控要求,在現有車間環境里進行布線會對生產節拍帶來影響。其次布線方式對未來生產車間里機臺位置的調整和柔性生產的需要,它的支撐不夠,一旦調整布線就要重新做,甚至有些線長度不夠要重新鋪設。所以有線現在不能滿足我們在車間里生產設備的這種數據采集方式了,尤其是對于柔性生產的支撐。現在大部分生產企業都會選擇無線的部署方式,把生產設備進行聯網。工廠無線目前主流技術有4G/5G和WIFI,對于車間內部的生產機器聯網,我們比較推薦用WIFI方式,包括WIFI6的標準出來之后。5G更適合工廠整個園區范圍內的人和物的聯接。WIFI的特點第一是方便,不用布線,對柔性生產的調整支撐非常便利,同時無線環境不僅能夠連接機臺,還可以對生產掃碼終端、移動叉車、AGV小車等移動終端的聯接都可以用一張無線網來連接,提高效率、降低成本。
 
  因為生產業務的重要性,我們特別關心生產環境的無線聯接質量,它對無線通訊的可靠性和連續性都提出很高的要求,這是我們對車間無線環境的一個非常高的訴求。我們知道無線環境存在著射頻干擾,無線干擾通常來自于私架WIFI、運營商WIFI,或者是自建無線基站的內部干擾。為了避免這樣的無線干擾,通常要用人工調優的方式來優化。但是由于環境的變化,經常需要人工再做二次三次的調優,這就是無線干擾帶來的實際問題。
 
  另外,生產無線應用過程后,如果生產線上的一顆無線AP出現故障,則部分生產業務就會中斷,怎么保證每個AP覆蓋范圍內的生產設備的工作連續性,這也是我們在無線承載生產業務中非常關心的內容,即如何應對無線AP的單點故障、從而支撐生產業務的連續性。
 
  再有,在部署機臺聯網時,有的客戶會給機臺選配普通的無線網卡,但是普通無線網卡對生產環境的連接適用性和調優效果不一定能夠達到我們的聯網要求,導致機臺聯網后的數據采集質量低下,比如數據采集慢、丟數據等。
 
  以上就是我們在工業機器聯網智能管理背景下,可能看到的主要問題和需求。
 
  銳捷網絡提供了一整套機床無線智能管理方案來應對智能管理的需求。該方案架構包括三個大的部分,在數據中心我們會有一個機臺智能信息管理系統,它能夠對采集上來的數據進行存儲、提取、分析和輔助決策。第二個部分是無線網絡傳輸平臺,它包括無線AC/AP、交換機等數據傳輸設備。第三部分是我們給每個機臺放置一個工業無線網關,實現機臺到無線網絡傳輸平臺的連接,把機臺數據傳輸到數據中心。
 
  通過這樣的方案模型建設后,我們就可以實現機臺的單機監控、主軸負載監控、刀具監控、刀座維護等能力,通過對所有機臺實施遠程監控,就可以實現機臺數據的自動分析和處理。針對上述的整體方案架構,接下來我們對每個部分進行簡單的介紹。
 
  第一部分是機臺智能信息管理系統。這個平臺具備很多的功能,比如刀具負載判斷、刀具加工異常判斷等,比如機臺的運行狀態分析判斷,比如機臺管理程序的上載下傳,都可以通過這個平臺遠程來實現。這個平臺運用了人工智能、大數據、可視化等先進技術來開發。該平臺的功能模塊包括生產管理、刀具管理、告警分析、機臺管理等。
 
  我們來簡單看一下這個平臺的管理模塊,這個模塊是對全廠機臺實時的全程設備監控的功能界面,能夠做出智能判斷,并對廠內TPM做出分析和決策。這個模塊是對生產管理的實時統計分析,判斷生產過程中的一些損失異常,可以追溯到人、追溯到機臺以及參數。這個模塊是對刀具進行管控,機臺刀具也是非常貴的,同時也是磨損件,刀具的管理怎么區分不同的批次、刀具的損耗、提前識別刀具的生命周期、提前去做更換等等,這些都會在刀具管理模塊做詳細的刀具管理。這個模塊是告警管理,可以做全廠機臺的報警分析,統計出異常問題,對于比較大的設備和部件,可以提前做一些預防性、預測性的維護,提高我們機臺的工作時長。這個模塊是機臺管理,即對機臺的運行程序可以集中的更新下傳,包括機臺參數的配置。最后這個模塊可以對機臺生產過程中的品質進行檢測管理。以上簡單對機臺智能信息管理系統平臺進行了概括性的介紹,大致可以實現這些機臺管理能力。
 
  第二部分是無線網絡傳輸平臺。前面談過無線干擾是較為嚴重的問題,銳捷的無線方案能夠實現“零網優”技術,即無線設備可以自動的收集和分析整個無線射頻環境,自動實現信道、功率、頻寬等設備配置參數,從而把每一個無線基站參數都調到最優,自動提供一個最佳的無線連接,該過程不需要人工參與和處理,即擺脫了人工經驗的調優方法,這是一個非常特色的技術方式來解決無線干擾問題。另外,前面強調過無線是承載生產業務的,我們對無線的可靠性、穩定性和連續性有非常高的要求,對于前面說過的無線AP單點故障帶來的生產業務中斷影響,銳捷給出了真正可用的“自動補盲”技術,舉個例子,比如一條生產線上可能有6-8個無線AP,假如第4號AP出現故障,銳捷的無線系統會實時自動發現,自動把3號和5號的AP放大覆蓋功率,去覆蓋4號AP區域的生產設備連接,這樣我們的運維人員就可以不用那么手忙腳亂的去更換故障AP,且當運維人員恢復故障AP后,無線系統會自動把3號和5號的AP功率調優回來,通過這樣的技術方式提高我們的聯接能力。
 
  第三部分是工業無線網關。在我們的機臺端,每個機臺部署一臺工業無線網關設備,把機臺的數據轉換成無線數據上傳給數據中心。如圖示,通過這樣的連接方式把機臺聯網起來,將機臺數據傳輸給機臺智能信息管理系統。工業無線網關針對車間場景做了專門的設計和調教,使他的通訊能力更適合車間環境,相比普通的無線網卡具備更強的通訊能力。
 
  通過這樣的一整套機床無線智能管理方案,生產企業在以下幾個方面都會有一些受益。全廠機臺管理人力能夠減少30%到40%,刀具消耗減少10%左右,能夠延長機臺的使用生命周期,提升機臺稼動率,提高良品率和產能,從而提高工廠對機臺管理的決策精準度。
 
  最后我們來看一個例子,這是銳捷服務的一個手機配件生產企業,該企業是生產蘋果手機側面按鈕的,她有十多個生產車間,每個車間有六百多個發那科機臺,部署了銳捷網絡的機床無線智能管理方案。實施部署后,用戶可以從集團總覽分析到廠區總覽分析,再到機種總覽分析,不同管理級別都可以直觀的定位相應的產能,稼動信息。用戶可以從生產管理總覽到夾位分析,從夾位分析到cell分析,再從cell分析到單機臺分析,層層遞進,分析產能不達目標原因,現場不同職級看不同的分析界面,最終實現降本增效。
 
  這里有一個3分鐘左右的視頻,請工作人員幫我們播放一下,我們通過視頻的方式來進一步了解一下方案的情況。
 
  最后,我簡單介紹下銳捷網絡公司。銳捷已經持續19年服務中國各行業的IT信息化,是中國數據通信解決方案領導品牌,成立于2000年,始終堅持“自主創新”,扎根行業、深入場景應用進行解決方案設計和創新,并利用云計算、SDN、移動互聯、大數據、物聯網等新技術,助力企業行業用戶數字化轉型升級。作為國家首批“創新型企業”的代表,銳捷自主研發的產品涵蓋了交換機、路由器、無線、云桌面、安全、網關、IT管理、認證計費、智慧教室、微哨移動應用平臺10條產品線,并為用戶提供“看得見的好服務”。銳捷網絡在全球擁有5大研發中心,41個分支機構, 5000多家合作伙伴,業務范圍覆蓋了亞洲、歐洲、美洲、非洲等30多個國家和地區。在研發的投入上,銳捷一直處于業界同類公司的前列,我們每年都將15%的銷售收入、50%的人員投入研發,同時我們還和Broadcom、Intel、TI 等國際一流廠商建立深層次、全方位的技術合作。以匠人之心不急不躁做精品,以赤誠之心全心全意為用戶。
 
  我今天匯報的內容就些,希望銳捷能夠為企業客戶提供“有用、好用”的產品方案和服務,再次感謝各位領導和專家,謝謝各位。




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