1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)項目方案(硬軟整合,實(shí)虛結(jié)合)隨著中國制造 2025 和國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見的不斷推進(jìn)，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的腳步持續(xù)加快，富士康科技集團(tuán)在郭臺銘總裁“硬軟整合、實(shí)虛結(jié)合”的制造戰(zhàn)略思想指導(dǎo)下，積極投身以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的未來工業(yè)，將人從繁重的勞動中解放出來，去從事更具挑戰(zhàn)的工作，讓“機(jī)器換人”逐步推廣應(yīng)用到全集團(tuán)，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，同時借助工業(yè)化和信息化融合的東風(fēng)，以中國制造 2025 和集團(tuán)的“云、移、物、大、智、網(wǎng)+機(jī)器人”為指導(dǎo)，積極布局“人、機(jī)、料、法、環(huán)”的數(shù)字化和互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)各種制造數(shù)據(jù)的實(shí)時收集、整理、分析、呈現(xiàn)和可追溯，打

2、通制造企業(yè)的“信息孤島”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動企業(yè)生產(chǎn)和決策，使企業(yè)運(yùn)營和決策更科學(xué)、更合理，此外，借助大數(shù)據(jù)平臺和 BI 平臺，讓數(shù)據(jù)實(shí)時流動，突破設(shè)備層、車間管理層和企業(yè)運(yùn)營層的時間、空間和系統(tǒng)限制，真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各制造單元互聯(lián)互通的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的“關(guān)燈生產(chǎn)”模式。云智匯緊跟工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的步伐，致力將 20 多年的世界一流制造業(yè)的服務(wù)經(jīng)驗和信息化能力拓展到中國的制造企業(yè)，建立“軟硬整合、虛實(shí)結(jié)合” 的關(guān)燈智能工廠，助力制造業(yè)提質(zhì)增效；云智匯擁有最完善的 3C 離散制造行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造解決方案，包括精益生產(chǎn)的專業(yè)能力、軟件信息化平臺、完備的自動化技術(shù)等。我們的工業(yè)

3、互聯(lián)網(wǎng)和智能制造團(tuán)隊遵循國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系，搭建離散制造業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，打通設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、控制、車間、企業(yè)間的信息流和控制流，實(shí)現(xiàn)“關(guān)燈生產(chǎn)”和透明化管理。一、 項目概況富士康作為國際知名企業(yè)，其 IT 及代工產(chǎn)業(yè)在國際上享有舉足輕重的地位。為助力中國制造 2025，富士康決定在企業(yè)內(nèi)部建立具有富士康特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造系統(tǒng)。項目背景云智匯緊跟制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的步伐，擁有精益的生產(chǎn)專業(yè)能力，軟件信息化平臺，完備的自動化技術(shù)。而施耐德在全球能效管理領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，在工業(yè)、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域具有提供專業(yè)整體解決方案的能力。因此雙方確定就富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)開展合作。于 2015 年 6

4、 月 2 日確立合作協(xié)議，自 2015 年 7月 1 日起，由云智匯和施耐德建立項目團(tuán)隊派駐富士康武漢園區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場初步調(diào)研，為富士康研究并提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案。經(jīng)過 2 個月的調(diào)研工作及富士康業(yè)務(wù)團(tuán)隊的密切溝通，雙方確認(rèn)運(yùn)用精益思想、采用智能網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器人、建設(shè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化工廠、實(shí)現(xiàn)制造智能化、物流自動化、設(shè)備自動化，既滿足工廠“少樣多量”的生產(chǎn)模式，又滿足“多樣少量”、“柔性制造”的生產(chǎn)模式、信息互通互聯(lián)、上下一致透明的目標(biāo)，本著先頭腦+中樞，再四肢的建設(shè)思路，通過建設(shè)一條試驗線的模式來建立富有富士康特色的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，為富士康為了全面實(shí)現(xiàn)“智能生產(chǎn)”方面樹立示范。項

5、目簡介以精益生產(chǎn)引導(dǎo)無人化、無紙化、影像化、信息化、自動化，步入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。以優(yōu)化人力資源為首要任務(wù)，即在提升其產(chǎn)出效率的同時，大幅降低用工成本以保證其全球制造的競爭力。運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之工廠內(nèi)縱向（垂直）集成和集團(tuán)內(nèi)橫向集成， 打通工廠內(nèi)的數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)整個企業(yè)內(nèi)部靈活且可重新組合的網(wǎng)絡(luò)化制造體系，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要求的互聯(lián)互通。探究生產(chǎn)組織如何由當(dāng)前的“少樣多量”到未來的“多樣少量”。對 AP(I)事業(yè)處組裝車間 ENT15_SFF 產(chǎn)品線進(jìn)行半自動化精益設(shè)計，建設(shè)一條半自動化產(chǎn)線，匹配自動化線內(nèi)物料配送系統(tǒng)。項目目標(biāo)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線生產(chǎn)少人化；信息化系統(tǒng)無紙化；關(guān)鍵操作影像化；數(shù)據(jù)采集實(shí)時化

6、；復(fù)雜操作自動化。建設(shè)一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線重點(diǎn)崗位操作影像全記錄、智能化分析及影像聯(lián)動，達(dá)成產(chǎn)線無人值守的目的二、 項目實(shí)施概況根據(jù)武漢園區(qū)的現(xiàn)狀，決定富士康(武漢)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計，以精益管理為核心，以無紙化、數(shù)字化、自動化為手段，將生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)要求、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、生產(chǎn)結(jié)果、生產(chǎn)中的各種事件逐一記錄、分析、管理，將工業(yè)化與信息系統(tǒng)融合于制造過程。圖 1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)藍(lán)圖遵循“整合資源、信息共享、統(tǒng)一架構(gòu)、業(yè)務(wù)協(xié)同”的原則，具有可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、開放性、安全性等特點(diǎn)。硬件架構(gòu)利用了富士康(武漢)園區(qū)已有部分硬件設(shè)施，并按照系統(tǒng)需求增設(shè)新的硬件設(shè)施，軟件架構(gòu)整合了園

7、區(qū)現(xiàn)有 ERP 系統(tǒng)、品管系統(tǒng)、在制品管理系統(tǒng)等。項目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容：武漢智能工廠從智能設(shè)計，智能生產(chǎn)，智能服務(wù)三個維度進(jìn)行總體架構(gòu)設(shè)計， 最終實(shí)現(xiàn)智能決策，并打通產(chǎn)品到交付的核心流程，總體架構(gòu)如圖示:圖 2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計模型圖設(shè)計技術(shù)路線：完善管理制度，尤其是安全管理制度，明確管理流程，落實(shí)管理要求，確定設(shè)計基礎(chǔ)；成立組織機(jī)構(gòu)，明確管理內(nèi)容，落實(shí)管理職責(zé)，奠定建設(shè)基礎(chǔ)。 開展關(guān)鍵 KPI 辨識，制定管理方案，落實(shí)管控參數(shù)，確定控制核心。成熟度：平臺的開發(fā)、測試、維護(hù)、升級過程標(biāo)準(zhǔn)化；可靠性：標(biāo)準(zhǔn)的功能模塊，標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)模塊；擴(kuò)展性：靈活組態(tài)，面對需求定制化設(shè)計；可維護(hù)性：易于參與，

8、團(tuán)隊協(xié)作開放，組態(tài)代碼開放。從設(shè)計源頭、項目立項、設(shè)計、打樣、量試、量產(chǎn)到最后退市整個過程的管理，是產(chǎn)品從虛擬的系統(tǒng)中變成實(shí)物的過程，也是虛擬系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的結(jié)合。圖 3：虛實(shí)結(jié)合智能工廠圖 4 設(shè)計-制造一體化架構(gòu)圖先進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系建設(shè)：云智匯透過 Wondonware、Intouch、Avants 三大工業(yè)軟件技術(shù)，結(jié)合 PLC、傳感器、FOX 機(jī)器人等硬件設(shè)施和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用等，以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)和作業(yè)管理從流程規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、NPI、設(shè)備自動生產(chǎn)、自動檢測、機(jī)器人控制、數(shù)字化的質(zhì)量控制，到遠(yuǎn)程協(xié)作的無縫銜接的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)制造流程體系。圖 5 標(biāo)準(zhǔn)化管理信息系統(tǒng)建設(shè)先進(jìn)工業(yè)互聯(lián)

9、網(wǎng)架構(gòu)利用智能裝備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提升生產(chǎn)效率；同時搭建工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)連入機(jī)臺，實(shí)現(xiàn)機(jī)臺的生產(chǎn)信息自動采集、機(jī)臺互聯(lián)，以及自動控制與數(shù)據(jù)傳輸，使機(jī)臺稼動率最大化。從底層傳感器到最上層的大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)逐步收集收斂的過程。從最底層的設(shè)備級資料收集。到第二層的控制級可以將資料進(jìn)行初步的匯總整理并進(jìn)行運(yùn)用，以增進(jìn)對于設(shè)備間的控制，以及降低設(shè)備的故障。到第三層的運(yùn)營級，則是從管理者的角度出發(fā)，對數(shù)據(jù)依照管理者的需要，做進(jìn)一步的收集與分析。到最上層的企業(yè)級，則是將數(shù)據(jù)進(jìn)一步應(yīng)用至可實(shí)時決策、可預(yù)測。圖 6 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體框架基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺集成的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)，運(yùn)用機(jī)器學(xué)

10、習(xí)、人工智能等大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)，建立產(chǎn)品、工藝、設(shè)備、產(chǎn)線等數(shù)字化模型，提供生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化、設(shè)備預(yù)測性維護(hù)、智能排產(chǎn)等新型工業(yè)APP 應(yīng)用。數(shù)據(jù)架構(gòu)和應(yīng)用圖 7 大數(shù)據(jù)分析平臺圖 8 大數(shù)據(jù)應(yīng)用富士康（武漢）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目數(shù)據(jù)基本流程如上圖所示，從 IOT 資料收集、數(shù)據(jù)傳輸、云端存儲、大數(shù)據(jù)分析、可視化呈現(xiàn)、趨勢判斷、形成決策和調(diào)整改善等幾個流程。下面我們將以 IOT 資料收集的 SCADA 系統(tǒng)為例，做數(shù)據(jù)架構(gòu)的簡單說明。SCADA 系統(tǒng)根據(jù)不同角色由以下幾種類型組成：數(shù)采服務(wù)器（DAS）應(yīng)用服務(wù)器歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器開發(fā)工程師站用戶終端開發(fā)工程師站現(xiàn)場終端歷史數(shù)據(jù)庫Platform

11、Historian & GR應(yīng)用服務(wù)器Platform應(yīng)用服務(wù)器Platform應(yīng)用服務(wù)器Platform應(yīng)用服務(wù)器PlatformDAS服務(wù)器DAS服務(wù)器DAS服務(wù)器DAS服務(wù)器DAS服務(wù)器IAD OPC172網(wǎng)段交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)MOXAMOXAMOXAMOXAMOXAL5 沖壓L5 成型L5 涂裝L5 組裝L6 EMD表現(xiàn)層應(yīng)用層匯聚層接入層圖 9 SCADA 數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖（1）安全及可靠性圖 10 SCADA 數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖（2）安全是制造業(yè)發(fā)展的基石，也是我們做工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建置的基本保障，為此建立了完整可靠的資訊安全管理制度，包括資安組織架構(gòu)、實(shí)體環(huán)境安全、網(wǎng)絡(luò)通

12、訊安全、數(shù)據(jù)安全、資安風(fēng)險評監(jiān)、信息資產(chǎn)管理、資安教育訓(xùn)練和資安事件處理等。后文將以機(jī)房安全做以簡單說明。圖 11 信息安全策略圖信息安全策略及方針信息流程系統(tǒng)化。系統(tǒng)安全制度化制度管制全面化管制工具自動化信息資產(chǎn)分類分級化機(jī)房視頻監(jiān)控系統(tǒng)該視訊監(jiān)控安全方案由視頻采集、傳輸、控制三部分組成。監(jiān)控中心通過局域網(wǎng)和前端設(shè)備相連。監(jiān)控中心是整個機(jī)房視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心主要完成機(jī)房的現(xiàn)場狀況的圖像顯示處理及判斷，前端設(shè)備是整個機(jī)房現(xiàn)場圖像的采集部分主要完成機(jī)房視頻采集。網(wǎng)絡(luò)及通訊安全：根據(jù)客戶的要求，設(shè)立防火墻，進(jìn)行綱路隔離。建立遠(yuǎn)程控制策略。實(shí)施入侵檢測。定期分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況報告。管控上網(wǎng)行為。數(shù)

13、據(jù)安全：規(guī)范備份與恢復(fù)作業(yè)流程。建立 File Server 管理規(guī)范。建立日志管理作業(yè)規(guī)范。郵件管控。建立唯一用戶信用憑證。實(shí)施密碼控制。規(guī)范文控中心（DCC)及打印管控。管控移動存儲介質(zhì)（包括 USB/智慧手機(jī))。管控研發(fā)及測試數(shù)據(jù)。規(guī)范辦公/產(chǎn)線計算機(jī)使用。保證業(yè)務(wù)連續(xù)性管理中的信息安全。制定完善的保密要求。其他亮點(diǎn)圖 12 IT 運(yùn)維示意圖創(chuàng)立武漢 3C 產(chǎn)業(yè)育成中心，以創(chuàng)新育成為藍(lán)圖打造大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新的典范，建立富士康 E2E 彈性制造為武漢示范基地，向同行企業(yè)提供：創(chuàng)新育成：工程設(shè)計服務(wù)，系統(tǒng)整合測試，環(huán)境可靠度測試，信號量測， 樣品/小批量。認(rèn)證服務(wù)：徽標(biāo)認(rèn)證(logo)，EM

14、C，safety。培訓(xùn)服務(wù)：微軟技能認(rèn)證，Oracle 認(rèn)證，PMP 認(rèn)證，網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證(Cisco)， 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才訓(xùn)練，創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)。運(yùn)營服務(wù)：法務(wù)咨詢服務(wù)，金融服務(wù)，物流服務(wù)，銷售服務(wù)，專利服務(wù)。三、 下一步實(shí)施計劃以標(biāo)桿線建設(shè)成果,逐步向全廠進(jìn)行推廣：圖 13 標(biāo)桿工廠總體架構(gòu)（一）無紙化：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)全廠透明化。電子廣告牌系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)無紙化辦公。生產(chǎn)問題及時反饋，及時響應(yīng)。工作調(diào)配與指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)無紙化、移動化。（二）少人化：生產(chǎn)線優(yōu)化設(shè)計，最大程度擠出人員浪費(fèi)。合理使用設(shè)備、機(jī)器人替代某些工位。簡化訂單流程（單點(diǎn)拉動模式），優(yōu)化訂單處理人員。符合人機(jī)工學(xué)的生產(chǎn)線布置，降低員工職業(yè)病發(fā)病率，降

15、低由單調(diào)重復(fù)帶來的精神壓力，提高員工滿意度。生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化：作業(yè)指導(dǎo)系統(tǒng)幫助操作工適應(yīng)訂單的變化；柔性小組設(shè)計可以有效的吸收產(chǎn)能的波動。生產(chǎn)線優(yōu)化設(shè)計，最大程度擠出人員浪費(fèi)。合理使用設(shè)備、機(jī)器人替代某些工位。簡化訂單流程（單點(diǎn)拉動模式），優(yōu)化訂單處理人員。符合人機(jī)工學(xué)的生產(chǎn)線布置，降低員工職業(yè)病發(fā)病率，降低由單調(diào)重復(fù)帶來的精神壓力，提高員工滿意度。生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化：作業(yè)指導(dǎo)系統(tǒng)幫助操作工適應(yīng)訂單的變化；柔性小組設(shè)計可以有效的吸收產(chǎn)能的波動。（三）影像化：對工位實(shí)現(xiàn)全面的視頻監(jiān)控?；厮蓐P(guān)鍵生產(chǎn)工位的生產(chǎn)動作。圖 14 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)四、項目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果項目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化是智能工廠的中樞神經(jīng)，富士康武漢園區(qū)在現(xiàn)有設(shè)備自動化、物流自動化的基礎(chǔ)上，通過采用智能網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器人，用自動化制程取代傳統(tǒng)人工組裝,并導(dǎo)入 E-SIM、E-Andon、TPM、影像全紀(jì)錄、移動應(yīng)用等解決方案， 實(shí)現(xiàn)信息互通互聯(lián)，達(dá)成全方位數(shù)字化和互聯(lián)互通，有效減少人力投入，緩解招工不易、流動率高等問題，大幅提升工廠技術(shù)質(zhì)量。配合智能工