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2021-01-21

某机床企业具备较高的自动化产品生产能力,希望通过进一步的数字化改造,提升综合管理和决策能力,打通生产现场和管理人员的数据孤岛,通过对设备数据、生产工位装配数据、检测数据、环境数据的采集集成,搭建了数字化、透明化的现场看板和管理看板,实现了多数据源的融合,提升了生产监控能力和综合管理能力。           SMT产线成套设备应用案例 SMT设备的生产在中国已经比较形成了较为稳定的产业链,中国电子集团某研究所拥有多条SMT自动生产线,希望提升车间SMT设备的利用率,首先需要能够以透明化直观化地方式展示现场整条产线的设备状态,同时根据实际的设备状态和生产数据,自动分析设备状态,监控设备监控状态和效能,同时根据设备状态评估目前对生产的影响,是否和生产计划匹配。 凯德公司通过设备智能平台通过IOT智能网关,实时获取设备状态和生产信息,并利用三维模型,建立SMT产线三维模型,包括镭雕机模型、印刷机模型、SPI测试设备模型、贴片机模型、AOI测试设备模型、回流炉模型,形成产线数字模型。模型与数据实时贴合,展示目前的设备健康状态、目前的产量以及SPI、回流炉设备的工艺参数。 图 131 产线成套设备运维 平台根据实时采集的数据,统计每道工序的实际加工用时、设备利用率、设备故障率、平均无故障时间,同时与TCM工艺系统集成,实现不同产品型号在实际产线的加工用时,与产品生产计划结合,平台提供产线产能仿真功能,生产工位瓶颈报告,能够按照一定的时间间隔仿真,预测未来的产量,生产管理人员可以及时发现是否能达成生产目标,从而合理安排生产计划,也可以对几种生产计划进行对比,选择出相对最优的生产计划。 图 132 产线设备仿真   某养殖设备企业智慧饲喂平台案例 智慧饲喂平台通过IOT智能5G云网关采集风机数据、刮粪机、饲料机、猪场温湿度、视频画面数据,对各个栏舍的设备运行及环境情况进行清晰的呈现,养殖人员可以快速调整和处理出现的问题,同时系统平台对不同栏舍、不同设备的运行状态和能耗进行汇总和对比,总结设备的能耗趋势和省电空间,据此完善设备效能;同时利用手持饲养系统,自动识别猪只耳标,记录猪只特征,采集饲喂机饲喂数据,上传到饲喂大数据平台,大数据平台基于饲养、设备大数据,建立饲喂曲线模型,自动调节饲料量和环境参数,指导现场饲喂,实现精准智慧养殖,自动生成猪只管理和生成报表,统计养殖生产指标,辅助养殖管理和决策。 智慧饲喂平台架构 智慧饲喂平台架构分为四层,第一层为设备层,这一层连接了猪只养殖的各种设备,包括饲喂机、环控仪、刮粪机、液态料机、气送料机等设备;第二层为接入层,通过5G智能云网关实现数据的接入、协议转换、数据采集,经过边缘计算后发送到智慧饲喂云平台;第三层为数据管理层,是智慧饲喂平台的大脑,实现数据的处理、存储和饲喂大数据分析;第四层为应用层,包括栏舍运营、设备管理、饲喂指导、生产管理、决策支持等功能,支持PC端、移动端的应用。 图:饲喂平台架构 智慧饲喂流程 猪只饲喂形成了数据采集、数据分析、饲喂指导的闭环,以实际环境、设备、养殖数据为驱动,对养殖大数据进行分析,然后反馈到养殖现场,对环境进行调节,对饲喂进行指导。 首先平台对历史的养殖导入,同时实时采集环境数据、设备数据、养殖数据,形成饲喂大数据库。养殖人员在现场饲喂时,通过手持系统,识别猪只耳标,录入猪只特征,通过大数据的分析对比,给出现场的饲喂指导,饲喂人员根据饲喂指导对猪只进行饲喂,系统同时把猪只信息、饲养信息、饲喂机信息进行关联采集,添加到饲喂大数据库,平台基于新的数据库进行分析、更新饲喂曲线,形成数据驱动的闭环饲喂系统。   图:智慧饲喂流程   系统核心功能 基于5G的养殖物联和高性能传输、计算 基于IOT 5G智能云网关,通过5G网络,连接环境控制仪、刮粪机、饲料机、饲喂机,建立全国范围内的分布式猪场物联网,通过猪只耳标无线识别,集成猪只、饲喂机、养殖数据,实现猪场集设备、猪只的一体化物联。智能云网关通过5G网络,保证了分布式多猪场、多栏舍、多设备的数据传输性能,提升了饲喂数 据的实时收集、计算、下发性能,保证了猪只饲喂的及时性,准确性。 图:基于5G的养殖物联和高性能传输、计算   设备数字双胞胎 设备健康的管理和设备的效能模拟,使用了数据双胞胎的技术理念和手段,根据养殖设备的运行机理建立监控画面,对比不同类似栏舍的设备运行和效能消耗情况,丰富故障判断手段和报警方式,提升设备效能。         图:能耗对比 图:设备故障诊断                     养殖曲线智慧生成    根据猪只(分娩、配怀、育肥)特征和实时收集的饲养数据,建立饲养大数据库,建立数据分析模型,对历史、类似特征猪只数据进行分析,形成科学的养殖曲线。     图:养殖曲线智慧生成   智慧养殖指导 养殖现场通过手持饲喂系统,录入猪只特征,通过猪只特征对比,给出合理的饲养建议,科学指导现场饲养。 终端智慧精准饲喂 通过建立饲喂曲线,准确给出饲养料量和水量,通过智能网关边缘推送,饲喂机终端接收数据后,精准喂料喂水。         猪只指标监控和决策辅助 实时自动生成猪只生长指标和设备运行指标,及时分析设备运行和生产管理情况,辅助设备制造商设备改进和猪场管理决策。 图: 指标监控和决策支持

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2021-01-21

称重设备工业物联网平台应用案例 某水泥称重生厂商,称重设备质量稳定可靠,在国内外都有较好的设备销量,每年产品销售量超过一千台,一直希望提升对称重设备状态的掌控能力,。希望能够对称重设备的高速率数据能够及时采集,及时观察关键参数的趋势,从而发现设备是否运行正常,是否出现了称重偏差。 凯德公司通过自研的IOT网关,以1s一次的速率采集称重设备在作业过程中的数据,同时利用数据中间件快速获取数据,以曲线方式实时展示称重设备的皮重、扭矩、流量等参数,通过对参数趋势的观察,可以直接判断出称重设备是否出现了异常或者偏差,然后对应找到报警数据,预判产品故障,提前处理设备故障问题,及时调整设备偏差,减小由于称重不准而引起的纠纷。     图 133 称重设备运维       图 134 称重设备曲线 锅炉设备工业物联网平台应用案例 某锅炉设备制造商,大约有大约10个种类的锅炉设备,包括蒸汽锅炉、热水锅炉、真空锅炉等,对锅炉的实际运行工艺非常关注,工艺的正常运行决定锅炉的效能以及能耗影响很大,决定了锅炉是否效能高、能耗低,设备制造上非常希望能够收集和监控每种过滤的锅炉的工况数据,评估工艺的匹配性和耗能情况。 凯德设备智能运维平台通过web组态画面对每种类型的锅炉设备进行画面组态,同时实现和实时采集数据的绑定,通过画面方式模拟锅炉工况运行,通过数字和曲线方式展示锅炉工况参数,并进行预警,使的设备制造商,及时掌握每种锅炉的使用效能趋势和健康状态,同时通过对工况数据的采集,总结更好地工艺运行空间,后续准备利用平台的数据分析挖掘功能,自动生成工艺优化空间和运行模型,自动调节设备参数,实现设备的低功耗、高效能。     图 135 锅炉设备运维   烘干设备工业物联网平台应用案例 某烘干设备制造商,生产多种品种和类型的烘干设备 ,服务于国内外的水果、花叶类、肉类、根茎类作物的烘干,除了关心设备的运行状态是否正常,还非常关注不同的烘干设备在全国各地不同的气候环境中的适应性,例如西南地区和华中地区烘干设备就面临不同的温度、湿度、土壤成分,功能相同的烘干设备表现出不一样的适应性。     图 136 烘干设备运维 凯德设备智能运维平台通过IOT网关采集设备状态、环境数据(温湿度等环境),及时上传到平台,设备制造商可以及时查看每台设备烘房内的温湿度以及压缩机、主机、风机在工艺循环中的表现状态,结合设备的地理位置和环境信息,在平台中可以观察相同设备在不同地区的工艺运转情况,通过对烘干设备在每个地区适应性的评估,这家设备制造商就可以针对性地改善工艺或者针对不同地区推出新的产品,通过数据收集了产品需求,更加有目的地进行产品研发。 起重设备工业物联网平台应用案例 起重设备的安全运行至关重要,对驾驶人员的安全保障和实施现场的安全保障是起重设备首要关注的问题,对起重设备部件状态、运行状态、画面状态的需要实时收集和呈现,实时提醒状态和异常,以便及时处理故障,避免安全事故出现。 平台通过对起重机小车移动速度、升降高度、负载数据、视频数据的采集,以组态画面实时展示数据,并结合预警规则进行及时异常报警提醒,设备制造可以及时掌握每台起重设备的运行情况,并根据运行时间和负荷情况,判断部件的损耗程度,从而针对性的更换配件或者维修调试,预防事故的的发生。同时后续对起重机运行参数和负载状态进行总结分析,找出距离和负载的均衡,完善产品设计。     图 137 起重设备运维 矿井设备工业物联网平台应用案例 矿井操作的安全是整个国家层面关注的重大问题,对矿井设备在井下作业的实施监控是安全作业的保证,国内某矿井设备制造商提供井下提升设备的生产和服务,希望能够对井下设备的井下深度、运行速度、电枢等参数实时掌握,以判断设备运行和矿井的匹配性,最关键的预判设备的异常是否能造成人身安全。 平台对左右钩深度数据、钩的运行速度、载重量等参数进行集中采集,并通过总行程规则的限制,判断设备升降是否符合要求,并及时监控液压压力和电流的变化,配合远程控制功能,保证矿井设备的正常安全运行。后续计划通过数据分析实现设备参数的自适应调节。     图 138 矿井设备运维 水处理设备工业物联网平台应用案例 国内一家水处理设备的运营商,服务中国地市县的水质监测,设备基本上都是部署在比较偏僻、交通不便、水流交汇的地方,需要对水质参数进行准确的采集和呈现,水处理设备的正常运行至关重要,为了保证设备的正常运行,这家企业采用了人员在固定时间巡检的方式,但存在人力成本高,检修效果无法跟踪衡量的问题。     图 139 水处理设备运维 平台通过对水处理设备状态、运行参数、现场视频画面的收集,结合地市地图和设备位置,精确定位并实时呈现设备运行状态,是否存在异常,以及水处理设备现场是否有干扰,天气情况如何,实现了水处理设备的实时监控和故障准确定位,基础故障引起的设备停止,可以远程重新启动,对于真正需要去现场解决的故障,安排巡检人员到现场进行维修,最终保证了设备的正常运行,大大降低了维修成本,提升了维修质量。 养殖业设备应用案例 某企业是生猪养殖业设备制造和猪场运营的综合解决方案提供商,随着国家对食品安全管理要求的提高,对生猪养殖业提出了数字化转型和科学养猪的要求,这家企业希望借助物联网的技术手段,对自己制造的猪场配套设备以及猪场环境进行有效监控,一方面通过数据监控保证猪仔的健康成长,另一方面通过数据的收集分析,改善配套设备效能。 平台通过采集风机数据、刮粪机、饲料机、猪场温湿度、视频画面数据,对各个栏舍的设备运行及环境情况进行清晰的呈现,养殖人员可以快速调整和处理出现的问题,同时系统平台对不同栏舍、不同设备的运行状态和能耗进行汇总和对比,总接设备的能耗趋势和省电空间,据此完善设备效能。同时计划后续根据猪仔的成长速度和体重,自动调节饲料量和环境参数,实现精准智慧养殖。     图 1310 养殖设备运维

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2021-01-21

通过对试验现场控制系统、试验拖车设备、环境设备的综合集成,构成了一体化、实时的拖曳试验监控平台,从TDM平台接收任务后,实时展示试验的每个环节,并对试验数据进行保存,对多试验数据通过试验参数和视频画面提供对比功能,辅助试验人员和设计人员不断提升试验设计和试验监控能力。 建设背景和需求     组建试验网络,做到现场联网。此外,需要优化试验网络和涉密办公网络的数据交互。 目前的试验过程中需要多人、长时间在现场进行试验,有很大的效率提升空间。短期目标是实现少人化运行,长期目标是无人化运行。 试验数据能够采集并便于传输到试验工程师的电脑上,便于后期数据处理以及试验报告编写。  增加多个环境(气压/温度/湿度)以及水温检测,并实现联网自动采集,并能自动预警。 实现拖车和造波机自动化和手动两种控制方式。 试验实时状态监控视频数据展示,包含但不限于船头、船尾。 拖曳水池总体运行状态监控及展示,以三维模型和实时监控为基础,直观展示试验室运行状态,并做预警提示。 试验数据集中展示,包含但不限于试验任务委托信息、试验环境数据展示、试验采集数据、数据分析结果、实时或回放视频等。 解决方案     图:总体功能图       图:总体业务流程图       图:数据接口业务流程图             系统核心功能 总体监控 总体监控分为四个部分,试验室现场和三维展示的对应、试验实时展示部分、试验报告部分、试验信息部分。     图:总体监控 试验室总览 总览部分对试验室的总体情况进行介绍,是为了外部参观人员能够了解试验室,包括企业介绍、企业资质的展示、施工现场布局图、企业视频介绍。 图:试验室总览 试验实时展示 在试验进行过程中,对试验信息,拖车状态(拖车位移、拖车加速度、螺旋桨电流电压、集电弓功率、液压系统压力、电机温度、电机柜温度)、试验参数进行实时展示。     图:试验实时展示   试验对比 对不同次试验的历史数据进行同屏展示,包括不同词试验的视频数据、拖车状态、试验参数对比。在试验对比时,可以选择不同的试验编号,不同的车次号和通道号以及视频。在同一画面中展示不同试验的曲线、视频。     图:试验对比 建设收益     图:建设收益 某船舶噪声试验运维平台 建设背景和需求 试验智能运维平台是隐身试验数字化转型、智能试验应用尝试的重要支撑平台。集物联网数据采集、数据处理、数据分析对比、自动联动控制、数据展示为一体,连通试验管理的全生命周期,通过机组、泵组数据的实时采集、展示、监控、自动反馈控制,结合立体可视化的展示和控制手段,实现隐身试验的一体化控制执行。通过对控制数据、试验数据的统一导入管理,实现多试验、全数据的管理,利用数据分析手段,总结典型试验模式和数据,逐渐形成试验知识库。 解决方案 总体架构图 平台总体架构分为四层,第一层是接入层,通过PLC、网线、串口连接模拟和数据输出口,实现泵组、机组、仪器、摄像头的连接,对各种连接协议和数据流进行解析,对需要预处理的数据进行边缘处理,实现设备的接入和数据的采集;第二层是基础设施层,提供数据存储和计算需要的核心软硬件,主要包括各种服务器和数据库;第三层是平台层,平台层提供平台的核心功能逻辑处理和工具,包括数据管理、试验建模、试验组态、试验可视化的编排以及试验控制模式的总结分析;第四层是应用层,应用层提供直接的功能应用,包括试验的展示、试验实时监控、试验控制优化、试验分析对比。     图 总体架构图 业务架构图 业务架构图描述平台的总体操作流程,总体操作流程分为四步,第一步制作试验大纲,试验设计人员在平台中输入试验的基础信息以及关键的试验要求,并上传试验大纲文件,也可以通过TDM接口实现(须具备接口条件);第二步是配置试验工艺,在平台中集成了不同试验类型的试验工艺,试验技术人员可以选择并调整试验工艺,确认试验的执行步骤;第三步是试验执行,平台自动采集设备数据和测控数据,试验操作人员可以对试验进行远程基础控制,可以导入噪声和振动数据文件,系统也可以根据执行情况,自动调节阀门等的操作,同时在平台中可以实时查看试验设备状态、测控系统状态;第四步试验结束后的应用,包括向参观人员展示典型的试验,以及试验技术人员对多次试验的对比分析。     图 42 业务架构图               系统功能图       图  平台功能图   系统核心功能 试验室介绍向对外来访和参观人员展示试验室的能力,展示内容根据实际情况调整,包括试验室整体介绍、发展历程、奖项、能力、试验的执行指标、试验流程展示。     图 试验室展示 典型试验试验从历史试验中观察和选择出来的具有代表型的试验,体现良好的执行情况和代表性的试验数据,把试验的整个过程、状态、试验数据进行综合的展示,包括试验设备状态、设备控制的执行情况、环境仪表数据的变化、振动数据曲线、噪声数据曲线、仿真数据图片、仿真结果、试验报告。通过典型试验的展示呈现试验的科学过程和可信服的试验结果。     图 典型试验展示   试验实时监控提供在试验进行时的实时状态和执行过程展示,包括试验信息、试验执行阶段、环境数据、视频数据、仪表数据、阀门开合度等数据的实时展示。     图 试验实时监控 试验结束后,系统自动把所有数据按照试验编号的方式组织,可以从中挑选多个试验进行对比,对相同类型的试验的相同参数显示在同一窗口进行对比。     某航天试验运维平台 某航天智慧实验室项目基于三维地理信息平台,以工业物联网为基础,以工厂数字化业务为驱动,通过丰富的二维、三维表现形式,提供基于三维模型的可视化的数字化企业运维管理综合应用。具体功能: 1) 虚拟漫游巡检 2) 数字资产管理 3) 实验室监控管理 4) 视频监控集成 5) 实验计划监控 6) 设备维修维护集成 7) 数据统计分析 8) 与TDM系统集成     图:总体功能       图:综合展示屏幕       图:试验信息展示       图:试验信息展示

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