案例分享 | 国产自主智能制造数字化车间
和利时公司(HollySys)始创于1993年电子部第六研究所,是中国领先的自动化与信息技术解决方案提供商。公司主要从事自动控制系统产品的研发、制造和服务,核心业务聚焦在工业自动化、轨道交通自动化和医疗自动化三大领域。公司以“用自动化改进人们的工作、生活和环境”为宗旨,致力于提升客户的生产效率和产品品质,并保障客户的生产安全和降低能耗及排放。
安全:采用工业智能视频分析系统(ICCTV)、室内精确定位系统(UWB),实现基于机器视觉和位置/轨迹的安全防护与监视。
图2 基于CPS的全互联架构
【强大的自动化系统综合集成平台】
HOLLiSCADA系统软件是和利时自主研发的自动化系统集成平台,定义为安全、可靠、开放的工业平台软件,支持异构系统集成,可以将各种不同的设备、软件和人无缝地集成为一个协同工作的系统,实现互联互通和互操作,平台主要包括工厂建模和应用开发工具、现场设备接入、工业数据服务、控制运算引擎、规则引擎、工作流引擎、大数据引擎和可视化展示等组件。
SCADA系统在工业控制领域传统的角色定位为数据的采集与监控、提供开放的协议与第三方系统互联、数据存储和分布式计算等,但是随着互联网等新技术的飞速发展,SCADA不再仅仅限制在做数据提供者上,其与Web、GIS、大数据、智能技术、云计算、移动应用、增强现实、物联网等技术结合,构建企业数字化综合运营平台。
HOLLiSCADA不仅支持生产过程实时数据、报警、事件和历史数据,还扩展了对产品数据、设备数据、设计数据、地理位置数据、音视频多媒体数据的支持,实现与多种类型子系统的集成融合。系统提供快速二次开发功能,通过扩展实现HOLLiMES生产执行系统,支持特定行业的应用功能定制开发;支持C/S和B/S方式的PC、移动设备、看板、大屏幕等多种图形化展示方式,可以实现在异构环境下的协同制造、生产监控、生产调度和生产管理,适合于制造业智能工厂和数字化车间自动化集成应用。
PLC制造数字车间项目主要目的是为了解决协同制造能力、提高信息可靠性、提高生产效率、柔性制造、提高自动化管理水平、提高产品质量,是一个集数据采集与监控、生产调度、生产排产、生产监控、产品生命周期管理、能源管理、库存管理、视频监控、人员管理等功能于一体的高度信息化、智能化系统。SCADA在其中起着承上启下的核心作用,对现场生产设备、产品、环境和人员进行实时监控;基于SCADA平台之上构建MES、WMS,实现车间生产集成管控;与CAD/PDM、ERP等系统进行对接,打通产品数据和企业经营信息。
图3 HOLLiSCADA综合集成平台
【全方位安全防御】
项目中综合运用了以下措施和设备进行安全防御:
防火墙:生产网与管理网之间、公司内网与外网之间
堡垒机:账号管理、身份认证、单点登录、访问控制、资源授权、操作审计等
企业级安全杀毒软件、安全漏洞升级
OPC UA :访问规范采用标准安全模型,通过数字证书进行安全认证
软件系统:采用用户权限、安全认证、数据加密传输和访问控制
LK PLC/MC控制器:具有抗网络攻击设计
自主创新,合作共赢
【推广中国自主智能制造解决方案】
本着开放合作共赢的目的,联合更多有自主产品的国内厂商,首先在3C、家电等行业形成适合中国企业特色的智能制造垂直解决方案,实现用中国自主的智能制造方案实施“中国制造2025”,提升国产装备制造业的竞争力。
【实施工业云服务】
针对广大中小型制造企业普遍欠缺实施智能制造的资金、技术和人力这一事实,引入物联网、云计算、大数据技术建设公共的工业云服务平台,采用多租户技术实现低成本线下实体工厂与线上虚拟工厂的双向映射与对接,提供公共资源租用、供应链对接、运维服务外包等服务,助力中小制造企业的转型升级。
图4 智能制造工业云服务
自主技术创新,高效柔性定制
【自主技术全面创新】
在自动化控制、生产工艺技术等操作技术(OT)之外,还大量采用物联网、互联网、移动互联网、云计算和大数据技术等新一代信息技术(IT),并实现两者的完美融合。
采用自主软硬件产品实现智能制造
高度自动化装备和生产流水线
高效率车间仓储与物流系统
有线、无线多种通信网络综合运用
综合数据集成和业务开发平台
灵活的对象建模与业务逻辑编排工具
信息流转自动化和调度智能化
多类型异构数据融合与综合数据分析
高效、柔性、协同制造
支持云端部署,拓展应用范围
移动手持应用,随时随地获取信息
【减员增效,柔性定制】
以PLC为代表的智能装备是我国制造业升级的关键设备,通过“PLC制造数字化车间”建设,可以有效降低PLC产品的制造成本、提升产品质量、降低库存,提升国产PLC产品的市场竞争力。
和利时通过实施PLC数字化车间带来的直接经济效益如下:
产品一次合格率达到98.5%
产品返修率低于0.4%
生产人员减少30%
生产效率提升50%
能耗降低10%
产量达到100万模块/年,增加值2亿元以上
定制产品从需求确定到样机制造完成时间小于2个月
支持按订单小批量经