工业互联网AI+5G赋能未来制造业灯塔工厂方案

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A I + 5 G 赋 能 未 来 制 造 业 灯 塔 工 厂 工业富联的主要市场 领先的工业互联网行业地位，发展前景广阔 F O X C O N N I N D U S T R I A L I N T E R N E T 通信网络设备 云服务设备 精密工具和工业机器人 30%+ 网络设备全 球占比 40%+ 服务器及存 储设备全球 占比 20%+ 电信设备全 球占比 2 服务器及存储 设备制造服务 2020 年 市场容量 工业互联网 平台应用 5000 亿美元 412 亿美元 通信网络及电信 设备制造服务注 475 亿美元 无忧 Worry Reduction 减劳 Work Reduction 降费 Waste Reduction 灯塔工厂理念：从“无人”到“无忧” 无人物流 & 自动上下料（降本减劳） 柔性自动化（降本减劳） 智能安灯系统（标准化管理） 智能分析系统（预测 & 预防） 灯塔工厂的 4 项标准  实现重大影响  成功整合多个用例  拥有可扩展的技术平台  在关键推动因素中表现优异 灯塔工厂的经济效益  提质、增效  降本、减存  提升全员参与度及 实现科技民主化 泛在物联网络环境 AI 助力的数字化生产线程 （ Digital Threads ） 专业制造应用与可扩展开发平台 柔性的自动化技术 增强现实助力人机协作 灯塔工厂技术要点与设计原则 System Integration of Six Flows 工业系统的 系统整合能力 工业系统的 产业链活动协同 工业系统的 基础能力 工业系统的 智能化能力 精 益 化 自 动 化 数 字 化 Management Shell 精 益 化 自 动 化 数 字 化 Management Shell 精 益 化 自 动 化 数 字 化 Management Shell 材料 工艺 装备 工具 电气元件 工业软件 …… 六流的系统化整合 MicroCloud （集成管理内涵） 制造的 Know-how 增强分析 新交互 / 学习方式 基于模型的智能优化 智能 IoT 网络 机器视觉 / 认知 AI 新设计思维 冲压 电镀 成型 …… MicroCloud （智能应用内涵） Outer APIs Inner APIs 互联网的服务生态 （活动与资源的配置优化） 灯塔工厂的技术架构 System Integration of Six Flows 工业系统的 系统整合能力 工业系统的 产业链活动协同 工业系统的 基础能力 工业系统的 智能化能力 精 益 化 自 动 化 数 字 化 Management Shell 精 益 化 自 动 化 数 字 化 Management Shell 精 益 化 自 动 化 数 字 化 Management Shell 材料 工艺 装备 工具 电气元件 工业软件 …… 六流的系统化整合 MicroCloud （集成管理内涵） 制造的 Know-how 增强分析 新交互 / 学习方式 基于模型的智能优化 智能 IoT 网络 机器视觉 / 认知 AI 新设计思维 冲压 电镀 成型 …… MicroCloud （智能应用内涵） Outer APIs Inner APIs 互联网的服务生态 （活动与资源的配置优化） 灯塔工厂的技术架构 智能制造建设范畴 （工厂端本地部署） 工业人工智能建设范畴 （本地端与企业云服务协同） 工业互联网建设范畴 （产业活动协同、资源配置优化、专业服务聚合） 环境 传感 室内 定位 机器 视觉 DAQ 滑台 轴承 刀具 手机 计算机文件系统 DT U 私网布署，生产数据不外流 eMBB, 大带宽 mMTC, 大连接 uRLLC, 低时延 工业移动专网特点 CNC Robot 冲床 成型 AGV 通用设备 精密部件 / 感测 移动办公 本地布署、实时运算、高安全性 AI 运算与模型下发 智能连动、精准管理 (OEE,PHM) 雾小脑 远程配置 算法下发 数据挖掘、清洗、分析、预处理 多元、弹性协议转换 数控网关 跨系统、高移动性、灵活部署 跨系统、低时延传输 (<1ms) 时间敏感网络 (TSN) 的无线延伸 状态上报 数据传送 云计算 云计算 模型训练、云雾协作、远程运维 海量存储、数据分享、可靠备援 跨系统、高移动性、灵活部署 跨系统、低时延传输 (<1ms) 工业互联网—工业移动网系统架构 HPC8 雾小脑服务器 Small Cell 小基站 TSN 交换机 工业网关 逻辑控制器 DTU DTU DTU 中控系统 驱控一体控制器： IPD 控制变成软件： FXmotion 、 Emotion 多轴运动控制卡： ARC-PP6 远端 IO 模組： ARC-RIO AGV 控制系统 ARC-GLC3 传感器采集板 ARC-ENC21 逻辑控制卡 ARC-iLC Mobile Robot AGV ( 输送带 ) 智能中控室 机器视觉算法 各式机械手臂 专用加工设备 整线自动化集成 数字工厂应用集成 工业互联网—柔性自动化设备开发及系统集成 刀具云 专业云 模具云 冲压云 注塑云 消防云 表面装贴云 数字控制机床云 工业机器人云 自动引导车云 解决方案 设备综合效率 智能预测 数字孪生 战情中心 环境监测 知识库管理 智能叫修 设备监控 智能调参 智能保养 平台层 可视化展示 数据源配置 数据集与报表 3D 可视化 iDS 设备性能管理 资源管理 数据接入 监控管理 微开发服务 线上学习 代码管理 部署管理 开发者中心 计算资源管理 微服务 动态分配 负载均衡 高可用 数据服务 用户服务管理 购买产品 产品上架 用户中心 运营商管理 富集云 网络 计算存储 物接入 核心层 CNC Robot SMT AGV CorePro Agent 数据采集 / 设备连接 协议转换 设备监控 技能管理 设备模板 CorePro Proxy 边缘计算 / 远程设备管理 空中下载 技能管理 配置管理 系统管理 数据模板 数据上报 边缘分析 智能监控 MQTT/AMQP/HTTP 私有云 / 公有云 CorePro Server 3D Studio 工业互联网—可扩展的平台方案架构 关键场景的微应用 支持关键业务的流程 数据融合 & 分析建模 • PHM 、过程异常检测、排程优化、 关联分析、虚拟测量、能耗预测、产 能分析、节拍优化 • 工管、品管、生管、经管、安管 • 六流：人流、物流、过程流、讯流、 金流、技术流 支持运营的决策 • 绩效指标分析 • PDCA 改善计划 • 效率 & 品控风险 • 供应商稽核 • 经营指标分析 数据管理规范与服务接口 业务流程引擎 数据标准（数据分类与编码标准、元数据标准、数据交换标准、数据质量标准） 数据安全 IaaS PaaS HANA 通用服务组件 OSS 工业 IoT 治理平台 CorePro TSDB SCADA 数据 其他 IOT 数据 AGV 数据 Sensor 数据 IOT 数据源 ERP 数据 MES 数据 其他数据 业务数据源 CRM 数据 PLM 数据 WMS 数据 HRM 数据 SRM 数据 TMS 数据 图像检测数据 多媒体数据源 监控数据 分析建模 数据采集 / 接入方式 消息订阅 批量处理 Data API 数据复制 微批量处理 数据加工方式 数据流 数据编排 数采控制 & 计算 硬件管理 数采控制 模型管理 公共数据架构 基于制造过程的数据应用主题 质量 效率 设备 过程参数 物流 厂务 人员 数据集成与加工 基于产品过程数据资源主题 需求 售后 设计 BOM DOE 质量 关键工艺 基于企业资源的数据应用主题 财务 资产 组织 订单 采购 数据服务 数据资产地图 数据总线服务 主数据管理 元数据管理 数据质量管理 服 务 管 理 模 型 管 理 运 行 时 管 理 人力 外包 模型存储 模型解析 模型部署 执行引擎 调度器 策略管理 多语言运 行时 版本管理 依赖库管理 任务监视 API • … 工业互联网—数据驱动的数字线程决策优化 设备管理 实时分析 数据存储 数据管理 数据挖掘 生产数据 Asset management Asset data 机器生产线 寿命预测 IoT 云平台服务 边缘 分析 数据分析 CorePro WRITE 智能决策 设备监控 生产优化 机器学习模型 智能预测模型 双向接口 大屏可视化 iDS 产品反馈 数字孪生 轻度耦合 MicroCloud 3D Studio 仓储系统 叫料系统 TPM 数据清洗服务 可视化呈现 READ PROVISION PROVISION PROVISION 设备模型 API & ODBC & JDBC 接口 数据模型 计算模型 反向控制 资产管理 资产数据 可视化平台 3D 仿真技术 工业互联网—智能数据分析 大数据应用—智能战情室看板 数字化生产业绩管理 • 经营指标（营收、产能、进度） • OEE （稼动率、良率、性能） 改善计划 • 改善检查表 • 日程及责任人 • 对标归因 • 对标：理论极限、最佳实践、横向对比 • 归因：损失分解定位 PDCA 持续改善 改善行动记录 核心功能 • 实时计算车间业绩数据（ OEE, 生产达成率等） • 自动挖掘业绩不佳区域及原因 • 自动生成绩效报表 • 问题改善计划行动追溯 案例：龙华 E5 车间 - 班前任务分析 敏实 D2D- 可视化车间、线体、设备 大数据应用—运营中心大屏 5G+ 工业互联网技术架构 5G+ 工业互联网技术架构 低时延 5G 在工业机器人应用领域的需求 数字双胞胎的应用，需要采用更低 时延的信息传输解决方案。 5G 网络在 uRLLC 场景下可以达到 ns 级别的时延，可以实时反应机械手臂 的运行状态，使感知 - 传输 - 决策 - 执行 的过程大大缩短，从而使自感知、自适 应、自执行的高智能高柔性高速度生产 方式成为可能。 目前总线网络的传输时延在 100ms+ 工业互联网— 5G 应用场景 高带宽 5G 在工业机器人应用领域的需求 • 工业机器人等设备的远程状态监控、视频信息采集等方面的应用，需要用到大量的上行带宽。 • 状态监控： 6 个轴的角度、速度、功率、电流、温度、负载等变量达到 80 个值，这样的数据需要每秒 钟采集 30 次，每台机械手臂的数据量达到 670KB/s ，单个场域接入网络内设备数量可达百台规模。 • 视频信息采集 : 如视频所展示， RMC 的故障智能定位功能，需要实时记录故障发生时的影像并截取，同 时进行 AI 分析图像识别，找出发生故障的位置并标注，协助生产人员和工程师快速获取信息、定位故障 位置。视频的上传同样需要使用大量上行带宽。 • 设备维护过程中将设备模型、数据、操作知识库等信息以 AR 形式呈现。 工业互联网— 5G 应用场景 SMT 物料 ： Assy & Pack 物料 : 人力节省： 4/day 人力节省： 4/day AGVx1 AGVx1 JIT 物料 : 成品出货 : AGVx1 人力节省： 2/day SMT 载具： 人力节省： 2/day AGVx1 跨楼层 AGV 导入 待料情况杜绝 SMT AGV Precision Machining AGV OBA AGV 工业互联网— 5G 应用场景（智慧物流） 高可靠性 5G 在 AGV 应用领域的需求 AGV 中控应用，需要采用高可靠性的 网络传输解决方案。 5G 网络在 uRLLC 场景下可以在 150km/h 移动速度下达到 BLER 10^-8 级别 的可靠度，可以快速将任务信号下发至 AGV 集群，使感知 - 传输 - 决策 - 执行的过 程大大缩短，从而使资决策、自执行的高智 能高柔性高速度生产方式成为可能。 一栋厂房 AGV 接入数量约 30-50 台 工业互联网— 5G 应用场景 大带宽 5G 在 CNC 机加应用领域的需求 CNC MicroCloud 应用，需要采 用大带宽的网络传输解决方案。 CNC 设备需接入 MES 生产管理 数据、数控系统加工状态数据，以及 用于主轴和刀具等关键部件的状态监 测数据。 1 台 CNC 设备的数据接入 量约 2Mb/s ，一个车间内接入数百 台设备。 一栋厂房 CNC 机台接入数量约 200-500 台 工业互联网— 5G 应用场景 Fog Client 关键特征 • NC 时序数据 • 温度传感器低频数据 • 振动 / 电流高频数据 异常事件提醒 CNC MicroCloud Cloud Server 云端结果分发 CorePlus IoT Platform 现场数据管理 Edge Client Data Cloud Server 云端模型管理 工业互联网— 5G 应用场景（预测性维 护） 工业富联 -- 打造工业互联网 + 智能制造的全集成服务 Fii Cloud 价值服务生态 Cloud Studio + MicroCloud + 富集云 核心制造能力 先进设备 + 制造工艺 + 生产系统管理运营 工业互联网基础设施 数据中心 + 私有云 + 工业无线网络 + 智能终端 Thank you!