客户是国内知名装备制造企业,员工8000人,20多个生产车间。问题是:厂里设备不少,但管理基本靠人工巡检。设备出故障了才知道,经常造成整条产线停摆。老板想看个实时生产数据,还要车间主任手工统计上报。
一、项目背景与目标
2020年底客户启动工业互联网平台项目,目标很明确:全厂关键设备联网,实时采集运行数据;设备异常自动报警,减少非计划停机;生产进度实时可视,不用人工报表;积累设备数据,为预测性维护打基础。
二、技术方案设计
设备接入层
厂里设备年代跨度大——有2000年的老机床,也有最新的加工中心。通信协议五花八门。我们在每台设备旁边加装边缘网关,把不同协议转换成统一标准,再通过5G或有线网络传到平台。
边缘计算层
不是所有数据都要传到云端。在车间边缘节点做预处理:异常数据本地告警、高频采样数据先做压缩。这样既减少网络带宽压力,也降低云端计算成本。
平台层
基于时序数据库存储设备传感器数据,大数据计算平台做实时分析。微服务架构,前端做可视化大屏——厂长坐在办公室就能看到每个车间的实时生产状态。
三、实施过程中的难点
难点1:老设备没有数据接口
厂里有三分之一的老设备根本没有数据接口,没法直接采集。我们的方案是:外加传感器——在电机上装振动传感器、在传动轴上装温度传感器,通过外加传感器间接获取设备运行状态。成本不高但解决了问题。
难点2:车间网络环境差
生产车间钢结构多、设备多,WiFi信号很差。我们采用5G专网方案,在厂区部署5G基站,设备通过5G模块联网,信号稳定又安全。
难点3:工人不习惯用系统
系统上线初期,车间工人嫌麻烦不愿意按系统流程操作。我们做了几件事:把系统操作简化到最少步骤、在车间设置大屏实时显示产量排名、给熟练使用系统的班组发奖励。慢慢大家就接受了。
四、项目成果
项目12个月完成上线,效果超出客户预期:关键设备联网率从15%提升到95%;设备故障平均响应时间从2小时缩短到15分钟;非计划停机时间减少30%;整体生产效率提升18%;报表统计从人工3天缩短到实时自动生成。
五、经验总结
制造业数字化项目和纯软件项目很不一样——它牵扯到车间现场、设备、人。技术方案只是一半,另一半是怎么让一线工人用起来。做工业互联网项目,必须深入现场、理解工艺,不能坐在办公室里拍脑袋设计方案。