智能制造体系中的工业互联解决方案v1146688

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版标题样式,工 业 物 联 网 在 智 能 制 造 中 的 应 用,目录,能效,&,设备管理,-,智能工厂工业物联网实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,智能制造系统架构,国家智能制造标准体系建设指南,工业,4.0,与 中国制造,2025,，异曲同工；,工业,4.0,的三个集成：,纵向整合；,横向整合,端到端整合,中国制造,2025,系统架构三维度：,系统层级，企业内信息集成,生命周期，,企业间信息集成,；,智能,功能，从制造到服务的,转型，新业态（,B2CC2B,）,面向企业内信息集成的架构,系统层级,智能功能,协同,企业,设备,传感器、仪器仪表,、射频识别,、机器、机械和,装,置,面向工厂,/,车间的生产管,理,，,包,括,M,E,S,面向企业的经营管,理,，包括,ERP,、,PLM,、,SC,M和CRM,协同研,发,、智能生产、,精,准物,流,和智,能,服务,车间,控制,P,L,C,、,SCA,D,A,、,DC,S,等过程控制,西门子,/,工业,4.0,的数字化工厂架构,中国制造,2025,的企业内信息集成系统层级,企业信息化系统,IT,工厂或车间的工业环境,OT,“,工业物联网,”贯穿智能制造体系三个维度的各个环节,工业物联网：,位于,智能制造系统架构生命周期的所有,环节,；,实现,系统,层级的设备、控制、工厂、企业和协同五个层级，以及智能功能的互联,互通,；,工业物联网实现了,OT,与,IT,的融合的基础。,互联互通,Enterprise,(Internet Protocol),Industrial Network,(Industrial protocols),企业信息化,系统,/IT,工厂或车间的工业,环境,/OT,融合的工厂网络,工业互联网,端到端的数据安全控制,制造执行系统,MES,控制系统,物流执行系统,LES,企业运营系统,(ERP,CRM,SCM,),决策支撑系统,传感器,仪器仪表,机械和装置,监控系统,以,工业物联网实现,OT,与,IT,融合,制,造型企,业信,息化,框架,基于物联网的,OT/IT,融合,：全面,集成的制造业信息化五层系统及专业服务,：实现,制造管控,一体,的,两,化融合，实现物联网在制造业的实际应用,控制,过程,OT,管理过程,IT,企业运营过程,企业,层,业务运营与,决策支持,管理层,车间,生产,计划,调度,和执行,操作层,控制层,PLC,DCS,HMI,设备及工序相关的行业化过程控制系统（如：炉机等控制系统、数控机床、柔性生产线、工业机械人等,）,SCADA,制造执行,系统,MES,生产执行,管控对接,能源管控,现场成本,设备,运行,现场仓储,物流执行,系统,LES,通过,RFID/,监控设备等技术和设备实现物料流动以及物流相关的人、设备、工具、位置的管理,协同办公,门户,采购平台,产品设计系统,ERP,供应链管理,生产管理,财务管理,人力资源,设备管理,CRM,PLM,电子商务,战略规划,业务优化,绩效管理,商业智能,管理驾驶仓,信息化部署,信息化技术支撑,服务支撑,物联网,工业适配,CPU/,内存,/,文件,计算、存储、网络、安全,实时数据库：,实现系统化底,层数据收集；,关系型数据,库：实现执行,层次的管理,统一平台先进的集成工具,关系型数据库,/OLTP,大数据,/OLAP,专业,IT,规划和管理咨询,标准化的管理体系,全面应用集成及有效落地,专业的团队建设,实施、培训、运营服务全生命周期管理,仪器,/,仪表,传感器,机械和装置,现场层,传感器,工业,适配,质检,计量,数据采集,数据传输,数,据,计,算,工业,物,联网,采、传、算 技术架构,工厂,Intranet Factory,PDA,RFID,LoRA,Camera,HMI,PLC,LoRA,基站,工业交换机,物联网关,【,生产执行网络,】,多种联接方式并存,多种协议并存,物,联,网络,传感网,工厂数据中心,Factory Data Center,ERP,SCM,、,CRM,、,PLM,集团数据中心,Group Data Center,数据,采,集,数据,传,输,数,据（运,算,）挖掘,协同,研发,智能,服务,工厂生产办公网,Factory Office Network,集团办公网,Group Office Network,MES,研发中心,/,分支,Dev.Group,管理驾驶舱,目录,智能工厂工业物联网最佳实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,传：低功耗传广域无线传输方案,采：配套仪表与模组,算：能效管理与设备管理方案,教育,应用,医疗应用,农业应用,工业应用,RFID,阅读器,智慧城市,环境,传感器,摄像头,手环,自动控制,物,联网网关物联网,OS,物,联网平台,连接,承载应用,数据处理,运,维管理,连接平台,发挥芯片能力,本地实时处理,物联网发展趋势,平台侧,&,终端侧,应用管理,设备管理,注册鉴权,寻址转发,资产管理,链接管理,数据管理,群组管理,规则引擎,行业预集成,API,开放,业务编排,计费,发放,Portal,Agent,接入,多协议（宽,/,窄带，远距、近距等）,IoT,中间件和框架,数据获取,设备管理,安全鉴权,网关,/,设备,/,gent,各类行业,应用,SDK API,通过,Agent,软件支持第三方,IoT,终端和网关接入，简化集成,物联网平台,工业物联网,物联网,的“传感回传场景”,物联网的三种应用场景：,场景,1,：,WLAN,无线覆盖场景,支,撑业务：监控视频回传、,PDA,巡检、流程电子化、办公数字化；,场景,2,：人员、资产管理场景,支撑业务：库房管理、两票电子化、安全围栏、人员门禁、健康监测、消费；,场景,3,：传感回传场景,支,撑业务：远程抄表、移动生产、,生产数字化,、工业智能化、环境监测,；,复杂多样的物联网连接通信协议,近距无线,广,域无线,802.11af/ah,LTE-M,有线通信协议：,GEM,Ethernet,无,线通信协议：,各种,物联网无线协议特征对比,LoRA,的优势,协议,频段,速率,距离,功耗,定位能力,有效时延,可靠性,安全性,传输带宽（频宽）,拓扑方式,/,能力,LoRa,国内,433MHz/470MHz,37.5kbps,20KM,105,个月,试点阶段，精度,10-100M,秒级,中,高（专有分层加密机制）,125KHz,星型,:LoRaWAN,MESH:,私有,SUB 1G,Sub 1G,50kbps,1KM,100,个月,否,百毫秒,高,中,200KHz,星型,/MESH,NB-IoT,运营商授权频段,100kbps,20KM,90,个月,否,秒级,中,运营商网络,3.75kHz,15kHz,蜂窝,Zigbee,868MHz EU,、,915MHz US,、,2.4GHz,250kbps,200M,24,个月,200M,百毫秒,高,中,5MHz,2MHz,MESH,2G,运营商授权频段,300kbps,运营商覆盖,3,个月,小区级,500M,七,百毫秒,高,运营商网络,NA,蜂窝,RFID/NFC,12.5KHz 433MHz,2.4GHz,5.8GHz,424kbps,NFC,：,20CM,RFID,：,5CM-100M,30,个月,成熟，,5-10M,百毫秒,低,NFC,：高,RFID,：低,NA,点对点,eMTC,运营商授权频段,1Mbps,15KM,18,个月,小区级,500M,百毫秒,高,运营商网络,800KHz,蜂窝,BLE,2.4G,2Mbps,100M,10,个月,百毫秒,高,高,2MHz,星型,/,广播,3G,运营商授权频段,3Mbps,运营商覆盖,1,个月,小区级,500M,三百毫秒,高,运营商网络,5MHz,蜂窝,4G,LTE,运营商授权频段,150Mbps,运营商覆盖,1,个月,小区级,500M,百毫秒,高,运营商网络,18MHz,蜂窝,802.11ac,5Ghz,6.928Gbps,200M,1,个月,成熟，,1-5M,百毫秒,中,高（,WLAN,加密认证机制成熟）,160Mhz,星型,/MESH,物联网主要无线标准协议对比,10m,100m,1km,10km,100km,100bps,10Kbps,100Kbps,1Mbps,10Mbps,100Mbps,1Gbps,Blueteeth,Zigbee,WiFi 802.11ac,Sigfox,2,G GPRS,NB-IoT,Weightless,LoRaWAN,802.11ah,功耗增加,LTE-M,3G,4G LTE,长距传感回传场景组网说明,LoRA,的场景优势,IP,网络,场景关键技术：,LoRa,温湿度传感器（总线接口）,水位监测仪（,Zigbee,接口）,LoRa,温湿度传感终端,LoRaWAN,智慧电表（支持,LoRaWAN,）,水位监测仪（总线接口）,RS232/485,Zigbee,LoRaWAN,场景优势：,LoRa N101,终端提供多种下行接入方式，灵活组网；,LoRa N101,本身支持温湿度传感采集，节约成本,LoRa,技术特点：,传输距离极远，建筑群内可达,3-5KM,穿透能力极强，楼宇内垂直方向可传输近,20,层楼,功耗极低，用于功耗敏感场所，可数年更换一次电池,目录,智能工厂工业物联网最佳实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,传：低功耗传广域无线传输方案,采：配套仪表与,模组,算：能效管理与设备管理方案,数据采集,工业表计与传感器的,LoRa,适配,LoRa,被集成模块,在省电模式下，终端功耗极低，可工作,2-5,年时间无需更换电池。,模块形态根据集成方式又分为多种：,miniPCIE,插卡式；邮票孔式等；也支持定制化开发。,终端包含多种形态：既有可独立工作的,Tracker,终端，也有嵌入式的,LoRa,通信模块。其中模块可用于集成产品,LoRA,的各种表计,：,目录,智能工厂工业物联网最佳实践,01,03,智能制造系统架构与工业物联网,案例,04,传：低功耗传广域无线传输方案,采：配套仪表与模组,算：,能,耗,&,设备管理,系统,能源管理与智能制造体系,采购,成本分析,向上扩展,能源预,测,设备预测性维护,等,功能扩展,数据上传下达,向下扩展,MES,能,耗,&,设备管理系统,ERP,经营决策,LoRa,基站,LoRa,表计,LoRa,表计,LoRa,表计,数据采集点,物联网能耗,&,设备管理系统的架构,提供,决策信息,管理,加工,数据,数据传输,数据采集,数据库服务器,工程师站,报表打印机,交换机,公司办公网络其他系统,（,ERP,系统，,MIS,系统等）,以太网,LoRa,基站,数据回传,能源中心系统,管理人员,能源管理,IE,（报表及分析）,Internet,管理人员,信息显示,IE,（报表及分析）,管理人员,信息显示,EXCEL,（分析）,WEB,客户,LoRa,模组表计,物联网能源管理系统的主要,功能简介,能耗在线监测,能耗统计分析,能源绩效管理,节能环保管理,能源采购优化,报表中心,报警管理,1,2,3,4,5,6,7,大,数据技术的应用,能源,趋势分析,未来趋势预测,根据历史数据，建立模型，预测未来能源消耗量。可作为需求管理、采购预算。根据预测值，可发现某些时刻能源利用率的异常点，分析可能的故障。,需求,侧管理,利用能源预测功能，根据用电规律，合理安排生产负荷和检修时间，充分利用电价的峰谷平差异提高谷时电价的用电量，降低电价峰时的用电量,。,能源,采购预算,通过企业的财务或,ERP,系统获取实时能源价格及费率信息，分析不同车间、不同产品、不同时段、不同工段的能源需求，制定能源采购预算,。,早期征兆,设备缺陷,设备故障,生产事故,设备状态管理（健康状态拐点判断）,特点：,现象隐蔽，难发现；,判断周期长，偏差易处理；,设备缺陷管理（健康劣化极限控制）,特点：,迹象