智慧工厂解决方案--探讨宜联IOT中继宝盒在智慧工厂建设中的应用
智慧工厂解决方案
一、方案概述
一）、项目背景
随着物联网和现代科技的快速发展，工业作为支撑国民经济发展的支柱产业，正在被物联网、大数据、人工智能等新科技技术进行重构和升级，智能制造已经成为工业生产应用、发展的重要措施，推动着我国工业制造的发展和升级。
智慧工厂是通过数字化、自动化和智能化的方式来提高生产效率和产品质量的工厂。在智慧工厂中，各种先进的技术和系统被应用于生产流程的各个环节。在新一轮科技革命和产业变革的大背景下，以数字化、网络化、智能化为特点的智能制造已成为未来发展趋势。
通过物联网技术推动工厂的生产监控、安全生产、智能管理，优化工厂生产流程、生产工艺、提高产品质量、产量和生产效率，降低了成本，为现代工厂发展带来重要意义。
二）、核心痛点
- 工厂网络多样化，协议众多，层间集成度不高，难以融合互通；
- 设备入网接入困难。设备种类众多，设备接入协议繁多，缺乏统一规范标准，很多设备缺乏协议支持无法入网。
- 现有云平台解决方案对工厂高带宽、低时延类应用无法满足要求；
- 数据采集不畅，控制多部署在现场，设备间协同不足，影响效率。
- 现有物联网云平台接入设备方案是用户设备数据需要经过第三方和公网，无法满足工厂数据安全要求；
- 链路可配置能力差，应用模式固化
二、智慧工厂建设方案
结合现代新兴技术的发展和应用，针对工厂制造武汉宜联科技提出了智慧工厂解决方案。该方案利用物联网技术，通过视频监控、传感器、智能控制设备和宜联IOT中继宝盒结合现场生产作业设备与智慧工厂生产监测管理平台连接互通，实现对工厂生产管理的智能管理。
一）、综合管理可视化
设备监测、环境监测等多源物联感知数据在三维空间场景真实位置直观展示，多种监测数据一张图呈现，做到一屏浏览一图感知，打破了信息孤岛，提升了数据应用价值。帮助管理人员直观便捷掌控工厂整体运行状态，减轻工作压力，提升工作效率，降低管理成本。
针对视频的安装及覆盖场景的不同，匹配适合的视频融合方式实现分散的视频与三维场景的虚实融合应用。通过工厂现场不同的点位安装监控摄像头，现场视频图像通过宜联IOT中继宝盒传输到智慧工厂生成运营管理平台，工厂管理人员可实时了解工厂生产车间、流水线、作业区情况、现场设备、设施工作情况，根据实际情况做出处理。
1、厂区可视化管理
通过全栈三维可视化技术来进行精细化建模，打造整个厂区环境，从园区、车间、生产流水线、设备的逐级可视，还原工厂车间布局，生产设备模型，生产工艺等展示各类设备的空间位置，清晰完整地展现整个工厂环境。
按照从原料入厂到成品出仓(含检验)的实际工艺流水线仿真展示生产的整体流程，表现关键设备动作、物料流向、生产流程流畅程度等，对接工艺流程系统，基于3D场景实时模拟工艺流水线的状态，如正常、故障、拥堵等。通过调节特定工艺流程参数模拟仿真工艺变化调试生产方案，发现生产线隐含问题，提高实际生产线工作效率。
2、仓储管理可视化
以数字孪生技术为基础，以可视化、智能化、网络化、集成化理念为目标，实现仓储的库区、仓库、货架、设备等的逐级可视以仓储监控为重点，集成视频监控、出入库、库存盘点、告警等各种管理系统，构建仓储管理的监控、预警、诊断、分析一体化的3D可视化平台。
3、设备可视化管理
厂区设备资产数据在三维场景精准位置直观展示，360度直观浏览精准掌控厂区生产、应急资产分布情况，赋能厂区设备资产的科学管理。
二）、工厂生产智能化
企业实现智能制造的核心，是建设智能工厂/数字化车间的前提和基础，通过与物联网设备、传感器、I/O等多种自动化工业设备联机，对车间的生产设备进行实时数据采集、监控、分析、处理，达到工厂生产智能化的目的。
1、生产流水智能化
通过宜联IOT中继宝盒(平台)把工厂车间生产设备、生产流水线设备及生产监控各环境传感器设备物联互通，由宜联IOT中继宝盒(平台)把这些生产设备和传感器实时采集数据推送到工厂生产运营管理平台进行监控、分析处理，根据数据处理分析结果通过宜联IOT中继宝盒(平台)向接入设备发送调度运行指令，从而实现工厂生产的自动化、智能化。
通过生产设备、传感设备入网，利用获取的工厂车间/流水线生产作业数据、生产指标数据、监测数据，由工厂生产运营平台分析处理，适时优化生产流程，调节生产参数，从而提高生产效率；监控调整生产指标从而保证产品质量、生产质量。
2、生产、设备巡检智能化
基于数字孪生环境，可构建工厂孪生可视化环境，根据需要灵活规划巡检业务，支持主动与被动等多种巡检方式，管理者可实时查看当前工厂车间、流水线、作业区内巡检工作完成度及人员位置，或利用机器人技术vwin 完成虚拟巡检，大大提升实施效率和后期可维护性。
3、生产、设备监测预警
基于实时设备生产运营数据、各数据点位采集监测的数据实时分析处理，通过智能化的数据分析和预测，提前进行设备预警、故障预警、生产指标预警和处理，避免停机和生产中断的发生，提升设备运行效率，减少维护成本和提高生产效率。
通过对设备运行健康度指标数据监测分析，及时对设备维护保养，提升生产设备运行质量，延长工厂设备使用寿命。
三）、资产全生命周期管理
通过对生产设备的集中监视，汇总生产过程中设备的实时状况对设备运行和管理情况数据进行统计，形成设备运行情况统计数据库、设备运维知识库，为合理安排设备运行维护，充分发挥设备的利用率，满足设备操作、车间管理和厂级管理的多层需求提供依据。
四）、消防管理
工厂相关场所烟雾、声光、电、水、燃气监测点监测设备和传感设备接入宜联IOT中继宝盒(平台)，宜联IOT中继宝盒把采集监测的消防数据推送给工厂消防监控平台处理，通过监测火灾报警点设备，监测点设备状态，报管类别，历史报警信息.通过对相关场所烟雾、声光、电、水、燃气泄漏等进行检测报警和处理，提升工厂消防安全。
五）、安防管理
监测安防相关设备视频、入侵、门禁邀约。无线对讲等，并获取实时状态。
六）、应急救援
厂区设备资产数据在数字孪生精准位置直观展示，360”直观浏览，精准掌控厂区生产、应急资产分布情况，赋能厂区设备资产的科学管理管理多种应急预案，合理规划救援与逃生路线，精准仿真事件处理过程直观感知现场状况，帮助精准指挥与科学决策，提升厂区应急事件应对效果，保障厂区生产安全。
三、方案价值
1）.稳定生产 ：
通过数据计算及后台控制，提高产品的质量和产量，降低生产成本，实现稳定的生产。
2）.降低成本 ：
通过自动化和智能化的管理也减少了人工干预的需求，进一步降低了运营成本。
4）.提高生产效率 ：
通过智能化的管理，能够实时生产线的环境参数，及时调整设备运行状态，从而提高生产效率。这有助于提高工厂的产出效益，满足市场需求。
5）.数据化：
实现设备间高效信息互联，及时掌握生产运行情况，实现生产环境与信息系统无缝对接。
6）.集成化
建设企业信息集成平台，实现上下游数据无缝连接，向上支撑企业经营管理，向下与生产过程的实时数据高度集成，形成一条完整可靠的生产链。
7）.可视化
设备生产过程实时受控，确保产品质量稳定可控;同时可实现数据大屏，对异常问题及时预警，管理员第一时间发现问题，及时调整生产计划，提升企业经营管理决策。
8）.低延迟、高可用
关键设备处理数据计算在设备边缘，使得终端设备与平台之间的数据交互更高效，数据传输高速度、超低时延。避免设备处理运算依赖外部网络云计算平台，即使设备出现故障，影响也是局部单点，处理恢复容易。
8）.高效安全
为远端平台提供高速、稳定的网络接入，使得终端设备与平台之间的数据交互更高效。设备数据在用户侧，提供根本的数据安全保障。
9）.易使用、易实施
提供modbus、串口、http、coap、websocket、mqtt等多种协议支持和服务后台，方便设备接入，实现灵活适配，从而大大提高生产效率。
10）.远程运维
支持安全连接，实现远程穿透运维；无需公网IP，基于分布式系统，防扫描攻击。
四、方案架构
五、应用部署
审核编辑 黄宇
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