引言/導讀

施耐德電氣無錫工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品大多應用在工業(yè)領域，有上百個產(chǎn)品家族，近10000+型號的產(chǎn)品，產(chǎn)品最小批量為1pcs，平均每張定單金額僅2萬人民幣，是典型的小批量多品種離散型制造企業(yè)。在運營過程中，公司面臨如下業(yè)務痛點：1）原材料種類繁多，難以及時掌握供應商物料信息；2）廠內物流、人流復雜，難以精確管控；3）設備柔性、可用率要求高；4）客戶參觀、審核頻次高。

在過往的管理實踐中，公司已搭建完整的IT/OT網(wǎng)絡、超融合數(shù)據(jù)中心;現(xiàn)場設備及產(chǎn)線基本實現(xiàn)自動化邊緣控制，同時基于EcoStruxure平臺實施了不少的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用。為了更好地應對業(yè)務痛點，公司計劃打造5G全連接工廠，具體的建設場景如下：1）5G + 智能AGV；2）5G + CCTV現(xiàn)場監(jiān)測；3）5G + 柔性制造；4）5G + AI 機器視覺全中心化推理；5）5G + AR眼鏡遠程設備運維。

依托5G專網(wǎng)的三大特點：eMBB、mMTC、uRLLC，可顯著提高公司在物流、人流方面的管控能力，同時也可提高設備柔性、設備可用率方面的管理能力。

關鍵詞

5G全連接工廠

測試床項目承接主體

發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式

無錫普洛菲斯電子有限公司

王天明:18519830672

閻新華:18627988867

合作公司

中國移動無錫分公司

華為技術有限公司

中科創(chuàng)達軟件股份有限公司

測試床項目目標

智能運營是基于數(shù)字化的現(xiàn)代管理理念，利用端到端的管理系統(tǒng)將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等技術與工廠運營管理深度融合，實現(xiàn)物流、倉儲、制造、測試、維護、質檢、安全管理等全過程的智能化運營。5G網(wǎng)絡以其大帶寬、低延時、廣連接的特性，與智能工廠越來越多的移動設備數(shù)據(jù)采集、控制的場景非常契合，適合作為智能運營工廠的網(wǎng)絡基礎設施。

施耐德電氣無錫工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品大多應用在工業(yè)領域，制造上百個產(chǎn)品家族，近10000+型號的產(chǎn)品，產(chǎn)品最小批量為1pcs，平均每張定單金額僅2萬人民幣，是典型的小批量多品種的離散型制造企業(yè)。少量多樣、大規(guī)模定制的離散制造企業(yè)，普遍面臨廠內物流、人流復雜，難以精確管控；設備柔性、設備可用率要求高等行業(yè)痛點，施耐德電氣定義的智能運營管理體系下的數(shù)字化管理平臺可有效解決上述問題。

本測試床主要基于施耐德電氣自主研發(fā)的EcoStruxure工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，構建測試產(chǎn)線柔性配置、智能在線檢測、智能物流、安全風險實時檢測與識別、智能維護管理5大場景，驗證5G技術在運營領域應用的可行性、可靠性、必要性，形成可規(guī)模復制推廣的智能運營解決方案，切實解決運營領域面臨的倉儲管理、安全管理、生產(chǎn)作業(yè)管理、質量管理、資產(chǎn)管理等方面的問題。

測試床方案架構

測試床應用場景

本測試床應用在電子設備制造生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),涉及以下五個應用場景。

1)   5G + 柔性制造

2)   5G + AI 機器視覺全中心化推理    

3)   5G + 智能AGV

4)   5G + CCTV現(xiàn)場監(jiān)測

5)   5G + AR眼鏡遠程設備運維

測試床架構

本測試床架構如圖7所示，充分利用5G的大帶寬，低時延,高可靠性等優(yōu)點,將各終端都連入到5G專網(wǎng)里面。有效避免了因使用Wi-Fi而導致設備不穩(wěn)定，甚至無法實現(xiàn)功能的情況。其與施耐德電氣現(xiàn)有的EcoStruxure架構完全吻合,很好地進行了數(shù)據(jù)的采集,清洗，存儲并最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合管控。為各應用場景(產(chǎn)線柔性配置/智能在線檢測/智能物流/安全風險實時檢測與識別/智能維護管理)提供了一體化服務，助力提升工廠效率，保障生產(chǎn)安全。

測試床架構圖

本測試床符合AII 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體架構，可以驗證AII 總體架構中的功能架構，包括網(wǎng)絡體系架構中的網(wǎng)絡互連、數(shù)據(jù)互通；平臺體系架構中的邊緣層、PaaS 層和應用層功能；安全體系架構中的設備安全、網(wǎng)絡安全和數(shù)據(jù)安全等。

測試床方案

1.工廠網(wǎng)絡建設方案及網(wǎng)絡拓撲

公司傳統(tǒng)OT網(wǎng)絡和基本的IT網(wǎng)絡已經(jīng)成熟。本測試床部署中國移動5G專網(wǎng)方案，保證工廠范圍內5G網(wǎng)絡全覆蓋，5G網(wǎng)絡可助力解決IT/OT網(wǎng)絡融合的問題。

工廠廠房內部署新型華為室分LAMPSITE，采用SA獨立組網(wǎng)模式。無線頻率為中國移動5G授權頻段2.6GHz下的2515-2675MH。在工廠機房部署入駐式邊緣UPF，實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地分流和數(shù)據(jù)不出廠，產(chǎn)線設備通過5G工業(yè)網(wǎng)關接入5G企業(yè)專網(wǎng)。數(shù)據(jù)出口接入工廠IT/OT防火墻，進行訪問策略管控。

圖8為工廠定制化5G專網(wǎng)拓撲圖。

工廠定制化5G專網(wǎng)拓撲圖

平臺方案

施耐德電氣無錫工廠數(shù)字化管理平臺是基于EcoStruxure架構打造，可接入測試床工廠運營設備，并集成已有運營管理系統(tǒng)，如MES、ERP、WMS等，打通信息孤島，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。

智能運營平臺通過數(shù)據(jù)ETL工作流管理、元數(shù)據(jù)管理、主數(shù)據(jù)管理等工具，將所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一到數(shù)據(jù)倉庫以備分析使用。經(jīng)過機理建模、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化等分析操作后，最終為柔性制造、智能檢測、智能物流、安全管理、遠程維護等應用服務。

施耐德電氣無錫工廠智能運營平臺，通過對工廠“人、機、料、法、環(huán)、測”數(shù)據(jù)進行精準采集，利用邊緣計算、云計算提供算力，借助專家系統(tǒng)、機器學習等算法輔助運營決策，從而實現(xiàn)了工廠的智能運營管理。

應用方案

應用1：5G + 柔性制造

硬件的柔性化：積木式柔性生產(chǎn)單元將各生產(chǎn)工作站做成蜂窩狀模塊化生產(chǎn)單元(AGV移動的通用物料架/可高度兼容測試平臺/寬適用性的協(xié)同機械臂)，然后通過5G專網(wǎng)接入，擺脫線纜的束縛；各生產(chǎn)單元之間可進行快速連接、任意組合，以適應不同產(chǎn)品的結構及功能需求。

軟件的柔性化：開放自動化系統(tǒng)是整個小批量、多品種制造的核心，結合5G專網(wǎng)的三大特點（eMBB、mMTC、uRLLC），可快速配置，實現(xiàn)與生產(chǎn)單元硬件的耦合，并能針對生產(chǎn)制造所涉及的海量數(shù)據(jù)進行低延時傳輸、反饋。系統(tǒng)軟件負責實時監(jiān)控各單元模塊的組裝進度，并保證所有的步驟按照設計要求和檢驗標準完成。

5G+ 柔性制造方案示意圖

應用2：5G + AI 機器視覺全中心化推理

5G + AI 機器視覺全中心化推理方案是由產(chǎn)線邊緣設備進行圖像數(shù)據(jù)的采集,通過5G網(wǎng)絡傳輸至云平臺,通過AI模型推理出結果并反饋給邊緣設備.AI模型的集中管理及推理使得資源得到了利用最大化.多個AI視覺的場景部署也更快速便捷,費用也更低.

5G+ AI 機器視覺全中心化推理方案

應用3：5G + 智能AGV

   5G + 智能AGV解決了使用Wi-Fi所面臨的信號易受干擾導致AGV行駛緩慢或停止，或短時間掉線的痛點，配合廠內物流管理系統(tǒng)RDS將工單分發(fā)指令發(fā)送到指定的AGV，實現(xiàn)物流配送的自動化，極大的提高了流程效率。

 5G+ 智能AGV方案示意圖

應用4：5G + CCTV現(xiàn)場監(jiān)測

5G + CCTV通過將現(xiàn)場攝像頭的高清數(shù)據(jù)連入5G網(wǎng)絡,利用其大帶寬，低時延的特點,高清數(shù)據(jù)回傳至部署在MEC邊緣平臺的視頻智能分析系統(tǒng)，進行實時監(jiān)控并智能同步分析倉庫樓層死角的人員生產(chǎn)活動。如人員是否佩戴安全防護裝置，或有無人員暈倒等不安全行為，從而觸發(fā)異常報警，提高生產(chǎn)作業(yè)的安全性、可靠性。

5G+  CCTV現(xiàn)場監(jiān)測示意圖

應用5： 5G + AR眼鏡遠程設備運維

5G + AR眼鏡遠程設備運維通過增強現(xiàn)實技術，疊加遠端專家指導數(shù)據(jù)形成端云協(xié)同,在設備側獲得實時運維操作指導, 減少設備停機時間，提升運維服務的效率和質量。

5G + AR眼鏡遠程設備運維示意圖

方案重點技術

1.云化PLC

與華為共同探索測試工業(yè)環(huán)境下的5G穩(wěn)定信號(CPK>1.33)的最佳時延能

力。云化PLC的最優(yōu)組網(wǎng)及終端連接方案，實現(xiàn)單臺PLC通過5G網(wǎng)絡，安全可靠的控制多臺設備(取決于PLC的通信能力及IO擴展能力)。

2.視覺中心化推理
以往工廠的AI影像推理，主要部署在工位現(xiàn)場。公司有多少個影像檢測工

位，就需要部署多少個AI推理站點。現(xiàn)在將AI影像推理，集中部署到云端，現(xiàn)

場工位需要時，可以遠程調用，可以大大減少AI推理點位，節(jié)約成本(取決于應

用場景的節(jié)拍時間、相機圖片大小、相機數(shù)量)。

3.IoT Box MEC服務器集成
將傳統(tǒng)的IoT box集成到MEC服務器,使設備數(shù)據(jù)采集更加穩(wěn)定，高效。

4.DMIMO
DMIMO是華為的創(chuàng)新性技術，最大可以整合3個小區(qū)的資源(最大上行帶寬

1.44G），以滿足超大視覺圖形處理場景(節(jié)拍時間極短，圖片高清且數(shù)量多）所

需的大帶寬要求。

5.5G LAN
5G LAN是基于5G終端連接能力和5G基本網(wǎng)絡服務（如大帶寬低時延性能，

遠程訪問，移動性，安全性）的定制化業(yè)務,其本質是私有移動局域網(wǎng)，可以實

現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)不出工廠，工業(yè)領域層二使能，滿足工業(yè)制造等5G to B的場景的相

關訴求。5G LAN的實施為企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡提供以下能力：

1）新增層二組網(wǎng)，使能5G進入OT/工業(yè)垂直領域；

2）專網(wǎng)管理，讓5G網(wǎng)絡像有線專網(wǎng)一樣方便地自管理。

方案自主研發(fā)性及行業(yè)先進性

1.自主研發(fā)性
本測試床平臺及應用方案，由施耐德電氣自主研發(fā)完成，網(wǎng)絡部分由中國

移動、中國華為與施耐德電氣合作研發(fā)完成。

2.行業(yè)先進性

1)   產(chǎn)線設計：本5G + 柔性產(chǎn)線測試床通過積木式柔性生產(chǎn)單元及開放式的系統(tǒng)，對整個不同的產(chǎn)品家族的快速切換組合，預計投資相比傳統(tǒng) U 型線減少了47%，換線時間縮短了60%以上，使得產(chǎn)品成本得到了很大程度地降低。

2)   網(wǎng)絡架構：對于需要低時延/大帶寬/高穩(wěn)定性的終端采用5G連接，其余那些沒有特殊要求的終端保留Wi-Fi連接的方式。通過5G技術與Wi-Fi技術互為補充，實現(xiàn)移動網(wǎng)絡搭配傳統(tǒng)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡架構融合。

3)   數(shù)據(jù)管控：通過將傳統(tǒng)的邊緣側的IoT Box集成到MEC服務器端。使得設備數(shù)據(jù)的采集更加的穩(wěn)定高效，為質量提升奠定了良好的基礎。

方案安全風險控制

1.網(wǎng)絡安全

基于網(wǎng)絡解決方案的設計和實施，為了增強整個網(wǎng)絡的安全性，在網(wǎng)絡規(guī)劃時無錫移動根據(jù)網(wǎng)絡的傳輸數(shù)據(jù)、業(yè)務、網(wǎng)絡部署特點將其劃分成不同的安全域，并在這些不同的安全域部署不同級別的安全策略。項目部署雙機熱備的防火墻保護流量，并采用盒式交換機保障業(yè)務流量，部署IPS，抗D保護核心網(wǎng)；施耐德電氣無錫工廠的中心DC部署HiSec平臺，提供所有MEC安全設備統(tǒng)一管理，簡化運維；MEC安全設備上送安全事件和特定流量到HiSec平臺，進行異常行為分析，建立主動防御的安全體系，提升整個方案防御能力。此外，MEC上還部署了AntiDDoS和 IPS 以提供本地應用和數(shù)據(jù)保護能力，雙機熱備提供會話級別實時備份，提升整個系統(tǒng)可靠性和帶寬利用率，最大程度保障生產(chǎn)網(wǎng)絡的安全可靠。

2.數(shù)據(jù)傳輸安全

對于不同類型的接入，項目制定了多種不同的策略，具體如下。

1）非3GPP終端的安全保障

?   WLAN加密WEP/WPA /WPA2

?   IPsec VPN加密&完保

?   應用層加密&完保

其整體的策略控制示意圖如下：

非3GPP終端接入示意圖

2）5G終端的安全保障

?   開啟空口PDCP加密&完保及用戶隱私保護SUCI

?   IPsec VPN加密&完保。

?   應用層加密&完保

3）分段傳輸加密

無錫移動配合施耐德電氣無錫工廠在無線空口、承載網(wǎng)提供管道加密，以保護用戶通信數(shù)據(jù)安全，分段傳輸加密見圖15；RAN和UPF在該解決方案的通信系統(tǒng)中定位為透傳管道，不解析用戶數(shù)據(jù)，不存儲用戶數(shù)據(jù)，最大程度確保用戶數(shù)據(jù)安全、業(yè)務可靠。

分段傳輸加密示意圖

3.UPF/MEC 設備安全

項目中各硬件產(chǎn)品均按照方案要求進行安全加固，主要的加固內容包括操作系統(tǒng)加固、數(shù)據(jù)庫加固、應用層加固、軟件包防病毒掃描等，如圖16所示。

加固安全策略示意圖

控制面/管理面設備部署在江蘇移動的中心機房，網(wǎng)絡安全性高，是安全可信的網(wǎng)絡；用戶面的UPF、MPF和APP部署在施耐德電氣無錫工廠邊緣機房側，組網(wǎng)上充分考慮與接入設備和工廠內部網(wǎng)絡的安全隔離，不同業(yè)務保障獨立性和安全性，終端用戶訪問園區(qū)業(yè)務（APP應用）嚴格進行安全控制，如圖17所示。

分層安全控制示意圖

此外，為提升UPF容災可靠性，項目中的UEG支持與中心UPF聯(lián)動，UEG故障時，通過中心UPF迂回保障業(yè)務的連續(xù)性，也可以通過UEG負荷分擔部署，保障網(wǎng)元級的可靠性。不僅如此，項目還提供了冗余模式故障保護.在冗余模式下當其中某個UEG發(fā)生故障時，SMF基于N4接口探測實時感知故障，并從與其形成冗余組網(wǎng)的其他UEG中選擇一個正常的UEG來快速恢復用戶的業(yè)務，如圖18所示。

冗余模式故障保護示意圖

測試床實施部署

公司計劃在2022年測試5G + 柔性制造、5G + 智能AGV及5G + AR眼鏡遠程設備運維三個場景；在2023年測試5G + AI 機器視覺全中心化推理及5G + CCTV現(xiàn)場監(jiān)測。其中1條5G + 柔性制造生產(chǎn)線已開始測試，另一條柔性線已開始現(xiàn)場組裝調試，其余4條加強型柔性線按照項目規(guī)劃有序開展。為了配合第一條柔性線的測試，工廠5G網(wǎng)絡已經(jīng)同步基本建成。工廠車間已經(jīng)實現(xiàn)100% 5G網(wǎng)絡全覆蓋，為其他測試床場景提供基礎保障。

   5G全連接工廠測試床規(guī)劃示意圖如下：

5G全連接工廠測試床規(guī)劃示意圖

測試床預期成果

測試床的預期可量化實施結果

通過引入5G通信技術及初期的智能化實踐，最終預估工廠產(chǎn)品上市時間將縮短25%，準時交貨率可提升30%，設備維護效率可增長20%，綜合生產(chǎn)效率將提升33%，安全事故的0發(fā)生率。

測試床的商業(yè)價值、經(jīng)濟效益

5G+的AI 視覺全中心化推理算法:為制造環(huán)節(jié)增加了雙保險，通過不斷迭代的算法，將大量的案例進行學習、演化，并將訓練的模型存儲于服務器端。使用時，得益于5G網(wǎng)絡的大帶寬，可同時連接多臺設備，將最先進的算法擴大到更為廣闊的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，提升了投資回報率。

5G賦能的智能AGV:實現(xiàn)智能AGV的實時定位、智能運算，從而達到AGV的智能化運轉、路徑實時優(yōu)化、效率實時監(jiān)控的目的,可以將AGV的利用率達到最優(yōu)，減少項目的投資。原本按照路線、場地來計算的需求，通過算法、路徑的優(yōu)化，預計可以得到30%稼動率的提升，為AVG大范圍應用提供了經(jīng)驗。

5G AI Camera:能實現(xiàn)實時智能監(jiān)控及自動報警的功能。通過CCTV的全時段、無死角監(jiān)控，將高風險操作區(qū)域的監(jiān)控變得更加可靠、高效及智能，在需要高可靠、低延時的操作環(huán)境下，通過AI分析自動發(fā)出警報，儲如此類的應用場景，無論是行業(yè)內外均具有普遍的推廣意義。

5G + AR眼鏡遠程運維:在全球后疫情狀態(tài)下，遠程辦公、遠程維護的需求日益增長，5G AR的技術運用，使得遠程維護的效率得到了質的飛躍。現(xiàn)場員工可通過5G AR眼鏡與線上專家進行在線溝通，5G的大帶寬，可以支持實時畫面的在線抓取、標識以及海量數(shù)據(jù)及時在線搜索、查看，讓現(xiàn)場的溝通、遠程支持的效率不再受工程師、專家物理距離的影響，對于跨國企業(yè)或者集團公司等，可以實現(xiàn)優(yōu)質專家資源共享。此方案可推廣至各行各業(yè)，實現(xiàn)專家在線指導、資源共用，從而大大減少企業(yè)在人力方面的投資，減少因人員不能到場造成的各類問題的延后處理，提升維護的綜合水平。

測試床的社會價值

此類應用可廣泛適用于各個行業(yè)的相似場景，尤其是多品種小批量的離散制造業(yè)。5G賦能的柔性制造 、5G+ AI中心算法視覺檢測、5G AI Camera 的實時智能監(jiān)控等應用的推廣，使傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中的枯燥的、機械性的、重復勞動得到大幅度的替代，制造環(huán)節(jié)更具有技術性、安全性，這將吸引更多的年輕人才加入制造領域，培養(yǎng)出新一代的高水平復合型制造人才。

同時，此類解決方案將算法模型集中部署于服務器端，由多個邊緣側調用，可將更多資金投入到高性能的軟、硬件上。在保證產(chǎn)品功能、質量的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率，有效減少設備報廢數(shù)量，減少對生態(tài)環(huán)境的危害。

測試床成果驗證

測試床成果驗證計劃

如下為各測試床場景的驗證計劃:

測試床成果驗證方案

1.驗證如下測試床試驗驗證點中的1、2、3、6、7、8、10、11、14、16、17項及生產(chǎn)功能云化部署方案的內容。

5G全連接工廠測試床主要的試驗驗證點：

1)  5G全連接工廠架構驗證。

2)  工廠內5G網(wǎng)絡部署方案驗證。

3)  5G與廠內多種網(wǎng)絡互聯(lián)，實現(xiàn)全廠內網(wǎng)絡的互聯(lián)互通方案驗證。

4)  工廠內網(wǎng)絡運維和管理系統(tǒng)建設方案驗證。

5)  機器、設備、產(chǎn)品的5G網(wǎng)絡化改造方案驗證

6)  人、機、料、法、環(huán)、測等生產(chǎn)要素全連接方案及連接率驗證

7)  5G網(wǎng)絡連接的生產(chǎn)要素方案及連接率驗證。

8)  通過5G技術進行數(shù)據(jù)采集方案驗證。

9)  數(shù)據(jù)湖建設及應用方案驗證。

10)5G全連接工廠IT/OT融合架構驗證。

11)邊緣計算系統(tǒng)建設及應用方案驗證。

12)企業(yè)級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設及應用方案驗證。

13)生產(chǎn)功能云化部署方案驗證。

14)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息模型應用方案驗證。

15)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析應用方案驗證。

16)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應用場景實施方案驗證。

17)工廠內安全方案驗證。

18)其他擬驗證的內容。

2.5G通用性能驗證參數(shù)

3.5G+AI 機器視覺全中心化推理的應用驗證

開發(fā)及優(yōu)化圖片壓縮算法，以驗證壓縮耗時以及對算法效果的影響

1)  通過不同分辨率及個數(shù)的相機分別驗證不同幀率下對帶寬的要求

2)  通過不同分辨率及個數(shù)的相機分別驗證不同壓縮率下成像質量對算法的影響

3)  通過不同分辨率及個數(shù)的相機分別驗證壓縮耗時、傳輸圖片耗時

最終我們將得出在不同的應用場景(不同的相機分辨率,不同的相機個數(shù),不同的生產(chǎn)時間等等）,其對5G網(wǎng)絡的帶寬需求及對應的網(wǎng)絡架構;哪些視覺場景是現(xiàn)有5G無法實現(xiàn)。

4.5G+云化PLC的應用驗證內容

1) 對不同的5G工業(yè)網(wǎng)關進行測試，驗證其對數(shù)據(jù)的承載能力及時延差異

2) 與華為共同制定5G時延穩(wěn)定性的判斷標準，驗證在現(xiàn)有工業(yè)環(huán)境下，其高穩(wěn)定性時延(CPK>1.33)的最優(yōu)能力

3) 使用現(xiàn)有的施耐德工業(yè)PLC組網(wǎng)方式，驗證5G網(wǎng)絡可以替代傳統(tǒng)有線網(wǎng)的能力

最終我們將得出云化PLC哪些功能可以通過5G通訊，哪些功能必須使用有線網(wǎng)絡；未來工業(yè)控制部件的發(fā)展方向

測試床成果交付

5G網(wǎng)絡硬件交付清單如下, 測試床成功標準:最終各測試床需要能夠成功落地運行且實驗點達到預設目標，取得若干國家專利.

工廠業(yè)務架構方案

在數(shù)字化時代背景下，用戶需求日趨多樣化、定制化，企業(yè)訂單呈現(xiàn)出小型化、碎片化的發(fā)展趨勢，引進與應用智能化制造解決方案已經(jīng)成為企業(yè)滿足新時代發(fā)展需要的重要著力點。

公司在進行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化制造需求調研時，從企業(yè)組織、業(yè)務流程和信息技術現(xiàn)狀三個方面對企業(yè)的制造現(xiàn)狀進行了調研，形成需求調研報告和業(yè)務流程報告。

在需求調研的基礎上，形成了施耐德電氣無錫工廠的智能化制造業(yè)務需求，即有效提升智能化裝備的使用比例、進一步打通不同系統(tǒng)的信息孤島問題、實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的融會貫通和使用，以數(shù)字化轉型的方式實現(xiàn)生產(chǎn)模式的變革和管理模式的改進。由此形成了以下智能運營管理體系:

施耐德電氣智能運營管理體系

在整體規(guī)劃方案實施的過程中，施耐德電氣無錫工廠依托集團公司的EcoStruxure平臺三層架構，來打造智能工廠。

第一層：互聯(lián)互通的產(chǎn)品，實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通，關鍵數(shù)據(jù)的采集

第二層：邊緣控制，實現(xiàn)安全、操作員優(yōu)先的本地控制

第三層：應用，分析和服務實現(xiàn)云計算。

施耐德電氣EcoStruxure平臺

基于施耐德電氣智能運營管理體系及EcoStruxure平臺實現(xiàn)如下成效：

第一、基于集團的EcoStruxure平臺，通過融合IT和OT技術，實現(xiàn)能源使用和自動化過程的全面優(yōu)化，從而讓目標實現(xiàn)起來更加高效。

第二、打造端到端的供應鏈及質量預測管理方案。打通從客戶、分銷中心、工廠再到供應商的價值鏈網(wǎng)絡，實現(xiàn)了整個供應鏈端到端的價值傳遞，實現(xiàn)信息實時共享和質量風險的預測。

    第三、實現(xiàn)制造過程中數(shù)字化管理與控制，包括生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)作業(yè)、庫存、質量等管理，以及設備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)自動實時采集、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、決策支持和現(xiàn)場看板展示等功能。

第四、在工廠車間廣泛使用高精度組裝機器人、工業(yè)機器人、全自動產(chǎn)品功能測試平臺、智能化物流等智能設備。車間智能設備應用比例達到90%以上，產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量得到進一步提升。

高精度組裝機器人（左）和工業(yè)機器人（右）

全自動產(chǎn)品功能測試平臺

智能物流設備（AGV）
第五、生產(chǎn)現(xiàn)場所有制造設備均具備聯(lián)網(wǎng)功能，能夠實現(xiàn)遠程設備狀態(tài)監(jiān)控及異常報警、生產(chǎn)運行狀況數(shù)據(jù)實時顯示、制造過程質量實時監(jiān)控等功能，所有數(shù)據(jù)均能夠上傳至服務器，實時監(jiān)控各工序運行狀況。如1)設備管理SAP PM模塊可用于設備信息、設備備件、維修記錄、維修績效等設備管理；2)EcoStruxure設備顧問系統(tǒng)通過邊緣控制設備，將設備參數(shù)采集到云端，實現(xiàn)對設備運行趨勢的判斷和監(jiān)控，并提供反饋。

設備管理及顧問系統(tǒng)

工廠內業(yè)務系統(tǒng)建設方案及數(shù)據(jù)說明

施耐德電氣無錫工廠作為行業(yè)內數(shù)字化轉型的先行者，基于精益生產(chǎn)的基石，從頂層規(guī)劃到執(zhí)行層實踐，全面規(guī)劃工廠業(yè)務系統(tǒng)，并層層推進。

1.自上而下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體規(guī)劃

工廠在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層設計中，依托集團的EcoStruxure平臺和施耐德電氣績效體系（簡稱：SPS），構建從基礎管理至工廠運營的各功能模塊架構，形成了智能運營管理體系并有序進行各項系統(tǒng)的建設。系統(tǒng)設計范圍涵蓋安全、能源管理、先進資產(chǎn)管理、倉儲管理、生產(chǎn)作業(yè)管理、先進質量管理、智能計劃調度、數(shù)字化工廠設計、智能供應鏈管理等九大工廠職能模塊。各模塊之間既是業(yè)務關聯(lián)，又包含數(shù)據(jù)關聯(lián)，從產(chǎn)線布局、智能設備分布到系統(tǒng)集成、智能物流、商業(yè)管理等來打造智能工廠。

2.工廠業(yè)務系統(tǒng)集成-垂直方向

工廠通過精益數(shù)字系統(tǒng)（簡稱：LDS）進行工廠生產(chǎn)作業(yè)的全面的數(shù)據(jù)掌控：E-Performance可實時展示產(chǎn)能損失的問題點; E-Versatility實現(xiàn)產(chǎn)線人員的最佳配置；Andon模塊可實時處理產(chǎn)線產(chǎn)生的問題；LDS電子化訂單模塊(E-Working Order Management)的應用，全面打通從客戶需求到發(fā)貨的整體需求，通過精益系統(tǒng)的導入，并與其他功能模塊數(shù)據(jù)的集成、交互，使得生產(chǎn)過程透明化；基于工廠數(shù)倉（CDS）數(shù)據(jù)整合，通過數(shù)據(jù)的實時分析，針對瓶頸工位進行重點改善，線體變得更為高效。

工廠業(yè)務系統(tǒng)集成-垂直方向

3.工廠業(yè)務系統(tǒng)集成-水平方向

由于公司業(yè)務種類繁多、小批量、多品種的特征，物料多、產(chǎn)線多、設備多的特點，在運營管理過程中實現(xiàn)可預測性的供應鏈管理尤為重要。公司智能運營平臺，將供應鏈數(shù)據(jù)收集、清洗和整合，對不同業(yè)務模型進行分析，尋求最優(yōu)方式，實現(xiàn)供應商端至客戶端的信息聯(lián)通。

供應商端：通過施耐德供應商平臺(簡稱:SSP平臺)實現(xiàn)供應商的認證、評價；供應商競價；供應商交付溝通三大模塊管理。

工廠端：通過SAP+MES+LDS的集成實現(xiàn)從原材料入廠至產(chǎn)品生產(chǎn)入庫的過程管控。

物流中心：通過施耐德自研MySE 平臺+SAP的組合，實現(xiàn)下單環(huán)節(jié)的客戶與工廠無縫對接，及物流進度的全過程追蹤。

客戶端：通過客戶滿意度系統(tǒng)（Medellia）進行各類產(chǎn)品的客戶評價管理、獲取客戶心聲，有效為工廠持續(xù)改善提供明確的方向。

工廠業(yè)務系統(tǒng)集成-水平方向

4.數(shù)據(jù)收集與使用

在數(shù)據(jù)采集及運用上，工廠針對不同的需求，定義不同的數(shù)據(jù)采集策略，并且針對不同類型的數(shù)據(jù)定義了展示及分析的方法：

1）時序型制程類數(shù)據(jù)：使用InfluxDB進行存儲，通過工廠數(shù)倉（CDS）進行匯總分享，調取集團統(tǒng)一的EMB平臺的算法模型，進行深度分析、過程監(jiān)控，從而實現(xiàn)預測性維護。

2）關系型數(shù)據(jù)：使用傳統(tǒng)類型的Oracle數(shù)據(jù)庫，通過多種數(shù)據(jù)清洗軟件進行數(shù)據(jù)采集，由系統(tǒng)內置計算模型進行處理。例如電子元器件質量偵測平臺采集從供應商到工廠及客戶端的制程不良數(shù)據(jù)，通過預測模型快速感知單個質量問題的影響級別，快速響應處理，提高客戶滿意度。工廠持續(xù)推廣全供應鏈數(shù)據(jù)價值的挖掘，對影響供應鏈環(huán)節(jié)的各個重要因素進行監(jiān)控、分析、判斷、決策，實現(xiàn)對標準物料的市場波動預測，提前調整采購策略。