“互联网+智能烟机”应用案例

2019-05-16 14:07:18 文/精智工厂 作者/ 精智工厂

新一代信息技术与制造业的深度融合,将促进制造模式、生产组织方式和产业形态的深刻变革,智能化服务化成为制造业发展新趋势。

一、客户介绍

某大型烟草机械有限责任公司是中国烟草机械集团有限责任公司控股的国家大二型企业,主要从事烟草机械生产经营。企业创建于1969年,是中国最早从事烟草机械产品研发和生产制造的企业之一。现有资产总额12亿元,员工1000余人,其中专业技术人员400余人。ERP、CAD/CAPP/CAM/PDM信息技术在公司得到广泛应用。1998年,公司被国家烟草专卖局确定为首批技术创新试点企业,1999年通过ISO9001国际质量体系认证。2005年获得CE安全认证。2007年获得国家一级安全质量标准化认证、“全国五一劳动奖状”和“全国机械行业文明单位”。2008年通过环境和职业健康安全管理体系认证,并被认定为湖南省首批高新技术企业。2009年和2010年,连续两年入围湖南省企业100强和制造业企业50强。2010年荣膺“全国企业文化建设优秀单位奖”。2011年获得机械行业“全国售后服务十佳单位”荣誉称号。2012年,再次入围 “2012湖南制造业50强”。

公司目前的主要产品有ZJ17(7000支/分钟)、ZJ112(10000支/分钟)型卷接机组,YF171A型滤棒储存输送装置、ZL26A型纤维滤棒成型机组、YF27B型滤棒气力输送装置等。公司为客户提供优质的烟机大、项修和零配件服务,主导产品的质量可靠性达到国际同类产品先进水平,产品畅销全国。

二、主要内容

1.项目背景

新一代信息技术与制造业的深度融合,将促进制造模式、生产组织方式和产业形态的深刻变革,智能化服务化成为制造业发展新趋势。我国烟机集团公司 “十三五”规划中强调打造中国烟机品牌,力争形成“创新机制健全、质量水平领先、产品系列丰富、系统服务完善、保障能力全面”的中国烟机。烟机企业有其特殊性。一方面,烟机企业是传统的机械制造企业,其生产模式和管理方式与机械装备生产企业类同。二是烟机企业是烟草行业的一个重要组成部分,肩负着振兴行业装备的责任,包括提升我国烟草加工工艺水平和生产质量,形成我国自主可控的行业安全体系等。在《中国制造2025》中规划的智能制造的体系中,相对烟机企业而方,智能产品更具有现实的意义。一方面通过打造智能化的产品,实现智能制造所要求的设计、制造、服务的价值协同,另一方面智能化产品促进烟机企业构建经客户为中心的组织经营模式。常德烟机希望通过互联网+智能烟机项目的建设,促进企业达到如下转变:

(一)由低附加值产品向高附加值产品转变

传统上,烟机产品的价值主要取决于硬件的价值。在智能制造时代,这一点不同了,必须采用软件+硬件,共同创新产品的新附加值。这个主要表现在如何实现将硬件功能的软件定义化,如何增加产品的软件附加服务,例如运维和备件服务等方面。

(二)由单纯制造向制造服务化转变

我国企业普遍存在的问题是服务在制造业的比例很低。因此,我们制造业的发展的蓝海和前景也就是明确的,由单纯的制造企业向制造服务企业转变。当然这个转变不仅是推出几个服务来收费这么简单,应该是从企业战略、组织结构、生产模式、售后服务都要随之而调整。

图:“互联网+”做为主要创新

2.建设内容

项目融合物联网技术(传感器、物联网协议、网关技术)、IT技术(实时数据采集、传输技术、实时数据管理技术、云平台技术、大数据分析技术、移动互联技术)、专业技术(设备故障模型数据、设备虚拟仿真技术、专业运维知识),建立基于工业互联网的设备性能监测及服务云平台和现场应用。

通过项目的建设及应用,以智能烟机为载体,打通烟机厂与卷烟工厂的信息化通道,将烟机数字化模型推送到烟机终端,支持卷烟工厂的精细化管理;支持卷烟操作现场与烟机厂后台运维专家的远程协作与互动,提升烟机的服务水平;支持烟机厂汇总烟机操作、培训、运维等方面的专家,并及时发布到烟机终端,提升设备的价值;借助智能感知传感装置采集设备运行状态数据,通过工业互联网上传至云平台,形成设备的实时状态数据和运行历史大数据;以工业大数据为基础,结合设备故障模型,深入分析挖掘数据价值,帮助卷烟企业实现关键设备远程性能监测与故障诊断,提高企业预知性维修水平,加强设备全生命周期管理,提高设备总体运营效率,促进卷烟企业效益增长。

图:互联网+智能烟机体系框架

通过上述云、管、端在内的技术架构,支持烟机企业快速实现设备的远程支持与服务提供,为单一的制造设备插上了互联网+的“翅膀”。互联网+智能烟机的功能主要如下图所示。

图:互联网+智能烟机的功能体系

1)设备全生命周期管理

目前各企业客户对于设备的资料不够齐全,在需要保养和维修环节在需要查找相关资料时,如果缺失这部分资料就有点束手无策;另外也因为缺少设备的全生命周期管理,同时对于烟机厂商而言,对客户进行技术支持时,也因为缺失该设备的维修历史记录等资料,无法掌握实际的设备运行情况,有可能对设备的诊断带来一定难度。

对此,我们给出了一机一档的解决方案,其中收集了该设备的全套的档案资料,烟机出厂时随机附带(也可通过互联网在线更新),并且提供给客户方便快捷的查找方式,使客户在需要时,最短的时间内就可以得到需要的信息,提高设备的运维效率。同时该一机一档也会对设备运维记录进行收集,设备厂商的技术支持人员也可以进行方便检索。

2)状态监测

对于状态监测问题,我们提供设备实时状态可以通过互联网远程监测的解决方案,可以通过多种终端,实时接收设备传感器的采集数据,显示相关参数的实时状态,为设备远程诊断提供了数据支撑,可以让运维人员足不出户就可以了解到设备的实时运行状态。

图:互联网+智能烟机

3)故障分析

对于故障分析我们提供两种方式对设备的故障进行分析,提前发现问题。一个维度是通过对采集参数的历史和实时数据直接进行分析,对可能出现的异常值,进行预警;另一个维度是对产品的质量进行分析,通过质量问题判断设备的可能出现的故障原因。

4)复杂设备的维护策略

针对这个问题,我们通过大数据平台,对设备的采集数据进行建模分析,得到可能的设备运维策略,为设备的运维服务提供策略支持。

5)突破传统运维诊断模式

我们通过提供诊断服务的方式解决运维经验的问题,设备的故障主要分为两类,一类是发生次数相对较多的常见问题,一类是偶尔出现的疑难杂症。针对前者我们可以建立一个专家经验库,其中针对每个常见问题,相关参数都会有一些特征码,可以通过程序对经验库中的特征码进行匹配,能够匹配到的即可自动得到故障解决方案。对于后者,可以通过服务平台,让厂商的技术专家远程通过设备的参数等数据进行人工诊断。

3.关键技术

1)工业物联网技术

智能烟机中包含了大量的传感器,首先这些传感器上的数据如何采集,并且如何传送到统一的服务平台?这要用到物联网相关的技术,在机台现场按照不同采集频度,不同传感器上的数据来源,将其收集、简单加工、打包,传送回服务器上。

2)实时数据处理

因为我们每台烟机的传感器数量很多,而且采集频度也很频繁,这就意味着机器运行过程中会产生大量的实时参数数据,相应的数据如何存储、检索、后期分析利用,就需要有一个统一的数据平台作为支撑。

3)远程诊断

在烟机现场出现故障需要厂家专家支持的情景下,需要进行报修,需要远程诊断,这其中就必须有一个沟通的通道,所以我们需要远程能进行文字、语音、视频集中形式的即时通讯以便于反馈、解决问题。

4)移动应用

近几年传统互联网在向移动互联网进行快速的迁移,基本上每一个互联网应用都有相应的移动平台,这得益于移动终端得天独厚的便捷优势。所以这里我们也要考虑让用户如何更方面的使用我们的服务,有些业务功能我们要考虑移动终端上能够进行办公。这涉及到移动应用的开发。

5)工业云平台

智能烟机将收集设备运行的数据存入到统一云平台之上,智能烟机提供的增值服务也采用SAAS的形式提供给客户,这要求烟机厂建立一个统一的云平台环境。

6)安全技术

智能烟机安装在工厂现场,并与生产现场的自动化系统连接。如何确保智能烟机的安全,包括烟机网络安全、烟机数据安全?以及如何确保智能烟机与云平台对接过程中的网络安全、数据安全?如何确保云平台环境下的数据安全、系统安全、网络安全?

7)信息集成技术

智能烟机的核心理念之一是建立烟机数字模型。这一数字模型将贯穿烟机研发、烟机生产、烟机使用全生命周期。如何实现这个生命周期的信息集成是一个关键技术。即如何将研发系统的产品模型,通过集成技术,生成生产过程中的生产要求,再通过集成技术,生成生产跟踪模型,最后开成统一的服务模型。

三、经验效果

互联网+智能烟机对企业竞争力有着深远的影响。通过系统建设及应用,以智能烟机为载体,打通烟机厂与卷烟工厂的信息化通道,将烟机数字化模型推送到烟机终端,支持卷烟工厂的精细化管理;支持卷烟操作现场与烟机厂后台运维专家的远程协作与互动,提升烟机的服务水平;支持烟机厂汇总烟机操作、培训、运维等方面的专家,并及时发布到烟机终端,提升设备的价值。

通过系统建设及应用,借助智能感知传感装置采集设备运行状态数据,通过工业互联网上传至云平台,形成设备的实时状态数据和运行历史大数据;以工业大数据为基础,结合设备故障模型,深入分析挖掘数据价值,帮助卷烟企业实现关键设备远程性能监测与故障诊断,提高企业预知性维修水平,加强设备全生命周期管理,提高设备总体运营效率,促进卷烟企业效益增长。

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