维拓工业互联(浙江)有限公司开发的云和木玩工业互联网平台(以下简称“木玩平台”),是基于行业共享理念搭建的木制玩具行业“N+X”轻量化数字制造平台。平台聚焦工厂内部业务生产流程,实现基于不同层级的工厂设备数据链路打通,形成全方位各个层次的生态数据链。另外,通过不同层次的数据采集,包括工业数据的自执行,跨系统数据的共享、流动和建模分析,实现数据与业务流程结合,为企业各级人员提供服务。
木玩行业工业互联网平台架构图
基于“N+X”轻量化数字制造平台的网络、数据与安全,木玩平台构建了面向工业智能化发展的三大优化闭环处理流程:一是面向机器设备运行优化的闭环,核心是基于对机器操作数据、生产环境数据的实时感知和边缘计算,实现机器设备的动态优化调整,构建智能机器和柔性产线;二是面向生产运营优化的闭环,核心是基于信息系统数据、制造执行系统数据、控制系统数据的集成处理和大数据建模分析,实现生产运营管理的动态优化调整,形成各种场景下的智能生产模式;三是面向企业协同、用户交互与产品服务优化的闭环,核心是基于供应链数据、用户需求数据、产品服务数据的综合集成与分析,实现企业资源组织和商业活动的创新,形成网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式。
平台以应用为突破口,重点面向木制玩具制造流程优化,通过生产设备实时数据的互联互通,实时动态数据的采集、分析、挖掘,并与业务系统、供应链系统等实现互联,优化全生产工艺流程;集成供应链服务功能,以智能物流为突破口,重点面向物流供应链管理,建立智能物流供应链公共服务平台,实现在线配载、路径优化、货物跟踪、仓储优化等功能;同时,带动打造面向协同制造的产能共享平台,通过平台汇聚木制玩具产业链上的工厂,打造柔性供应链。
依托平台将持续变革和颠覆传统工业形态,实现整零协同创新。首先是颠覆了传统工业软件研发体系,吸引大量专业技术服务商和第三方开发者基于平台进行工业App创新,研发周期能够缩短数十倍,并且也能够灵活地满足工业用户个性化定制需求;其次是重新定义了工业生产关系与组织方式,生产企业利用平台连接各类零件企业,按照订单需求的不同,灵活方便地在平台中组织形成“数字工厂”,并将订单按照“数字工厂”内部各个主体的实际能力进行分配、管理和结算,实现制造技术与生产能力的共享协同。
平台驱动生产与运营创新。木制玩具企业将机器人、数控机床等生产设备数据接入平台进行监控和分析,改进提升生产过程的效率和质量;企业可利用平台优化工艺参数、降低生产能耗,并进行原材料供应的协同。通过生产设备数据的采集,并与业务系统、供应链系统等实现互联互通,优化全生产工艺流程。
平台除了支撑和应用功能外,实现七大技术创新:一是跨云互联互通技术,充分利用云间服务互通、跨云服务追踪能力,实现平台与部署于其他云上的其他供应商开发的其他行业平台间的业务联通、数据联通、流程联通;二是“云—边”双向传输通道技术,正向通道上传边缘端现场工况数据,云端实时分析处理后转换为指挥指令经反向通道下发至边缘端执行设备的数控系统;三是支持离线生产技术,边缘端可接收并持有短期离线数据,允许在短期脱离云端的情况下继续保持现场生产的持续而不至中断;四是“云—边缘”两级生产指挥技术,在云端“主”指挥系统出现故障或云—边通道不畅时,由边缘端“从”指挥系统临时接替指挥现场的生产;五是飞行单据与移动指令技术,现场工况数据经云端分析处理后直接生成“飞行单据”及“移动指令”,自动下发至边缘端由各生产执行角色人员在对应App上执行;六是KPI指标自动核算技术,自动化操作程度高,生产数据随着生产任务的执行被云端实时自动核算至各级生产人员的KPI绩效指标上;七是多样化云边协同策略,适应不同工业化层次的制造企业针对处于不同发展阶段(工业2.0、3.0、4.0)的木制玩具制造厂商生产现状,允许零部件制造商选择使用平台提供的不同应用模式的云边协同生产服务。
与国内同行业或相似行业对比,木玩平台的先进性体现在以下几方面:
首先,平台聚焦于木制玩具行业,为制造厂商提供从制造端物料采购、计划任务调度、生产过程监控、质量保障、生产物流、产品追溯、生产绩效、设备运维,直至供需端“整—零对接”“零—零对接”“零—原对接”等全方位服务,横跨制造企业整个生产运营的各阶段,具备覆盖木制玩具制造全供应链的服务能力。
其次,对比目前国内存在的行业互联网平台仅存在的信息发布、可视化、报表展示等功能,平台引入工业大数据处理(生产工艺、设备运维、质量趋势、成本核算)、区块链数据安全防护与自决机制、AI人工智能(生产任务调度、维修任务调度、工艺参数阈值调控)、3D数字孪生生产过程仿真等先进知识体系及手段,与传统生产制造相结合,提升生产自动化程度、降低生产成本、提升产品品质、缩短产品交付周期,满足传统制造企业对数字化、平台化服务转型的需求,具备广阔的市场前景。
再次,对比其他行业平台仅限在线服务的能力,平台具备离线生产及云边两级指挥体制,云端指令下发边缘执行能力,为平台客户提供“云端”“边缘端”两级指挥机制,边缘端可设置本地备份指挥系统,在云端指挥发生故障无法正常行使功能时,本地备份指挥系统可自行接管指挥现场生产。
最后,多样化云边协同策略,适应不同工业化层次的制造企业。针对处于不同发展阶段(工业2.0、3.0、4.0)的木制玩具制造厂商的生产现状,平台支持多种云边协同生产策略,允许零部件制造商选择使用平台提供的不同应用模式的云边协同生产服务。
云边协同业务逻辑流程图