威士顿基于MES的工业互联一体化集成系统查看源代码讨论查看历史

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威士顿基于MES的工业互联一体化集成系统2014年中国政府从国家层面提出制造业升级战略规划，并于2015年发布了《中国 制造2025》，用以指引制造业的产业升级。在此大的国家战略背景之下，国家烟草局结合烟草行业的特性，提出了在行业内以“互联网+”为驱动，认真落实《中国制造2025》 的要求；行业内各中烟企业也都纷纷提出了探索智能制造、创建智能工厂的目标。

一、解决方案简述

1、 方案简介与功能目标

值此智能制造概念风起云涌之际，整个制造业都在探索智能制造落地实践的时代背景之下，作为行业内领先的卷烟生产制造企业，以正在建设中的各个工程为试验点，进行智能制造的探索和实践，也就不可避免的成为了项目建设的建设目标之一。

公司正是看到了在国家战略背景之下，整个制造业产业升级过程中蕴含的工业生产互联一体化集成系统的巨大市场需求，以及公司自身在烟草行业智能制造领域多年的项 目实施累积而具有的竞争优势，因此，启动了本次解决方案制定工作，并付诸实际项目 应用。

公司本身已致力于制造业的专业生产管理软件开发十几年，形成了完整的智能生产制造的解决方案，相关的技术已经应用于近10家工厂。包括提供了制造行业基础的车 间制造执行系统（MES）、数采控制系统等。公司将利用上述优势，结合当前IT发展中 的物联网技术、移动互联技术、云计算等先进技术，基于工业4.0的理念，对目前已有的解决方案进行整体的升级，使其能够满足广大制造企业在实现智能制造过程中对信息 化系统的支撑需求。

2、 技术体系与技术特点

本项目从实现工业互联一体化集成为目标，搭建高度融合的生产控制网络和生产管理网络，通过数据接口服务实现管理网和控制网的自动协同；通过企业信息网络平台完成柔性制造，也通过供应链管理、客户关系管理，实现对产品的全生命过程监控，有效

改进产品质量，提高客户满意度。通过工业网络技术、大数据、智能排程等一系列工业 互联技术应用，改进生产工艺，提高生产效率。从设备硬件冗余、网络双重化配置、用户多等级管理、到网络监控和防病毒管理，实现多级安全管理。另外，资源管理和保障 也是互联一体化集成系统运行的必要条件，有力支持了系统的稳定可靠运行。

威士顿基于MES的工业互联一体化集成系统以建设工业4. 0下的自主知识产权的解决方案为目标，总体架构如下图所示:

总体上，威士顿基于MES的工业互联一体化集成系统分为“两层三级”，“两层” 是指控制系统的“工业现场网络”和信息管理系统的“工厂信息网络”与“企业信息网络”。“三级”是指设备现场级、车间级、企业级。系统由“信息安全”和“资源保障" 两个体系作为保障。

解决方案的技术特性如下：

（1） “工业以太网+”的互联互通创新

“工业以太网+”将在传统的工业以太网基础上进一步的提升，实现更全面的连接、更高效的速率、更安全的保障、更稳定的性能，进而有效支撑起智能生产线各方面的应 用。

（2） 生产、设备、产品的智能化管理

通过管理系统与设备数采数据的深度融合，结合统计分析理论，形成了面向全过程 品质监控的SPC系统。产品提供的标准的SPC控制图模型，支持通过监控项、取样频次、样本数的定义以及控制图类型的选择，通过配置方式实现SPC生产过程监控的质量 管控工具。

通过选用支持状态数据输出的智能化仪表和执行机构，并结合专用采集模块和分析 软件，实现设备健康度的实时评估、设备失效模式和后果分析（FEMA）、设备维修计划 建议和效果评价，为设备管理降本增效提供科学依据。通过在投料拆箱、包装码垛工序 上应用智能机器人，并与生产控制系统集成，实现部分工序的无人化生产，提高生产效率。

通过系统对网络状态、PLC控制系统、应用软件系统的自我检测，实现生产控制系 统的自我诊断，降低生产控制系统对生产、质量的影响。通过广泛采集并深入分析各种数据的相关性（如生产工艺数据、设备状态数据、环境数据、能源数据、人机交互过程 数据等），帮助对产品质量追溯、提升生产效能。

通过在打浆工艺中应用在线浆料质量检测装置，结合PLC控制系统，实现浆料质量的在线闭环控制，从而稳定并提高产品生产过程中浆料的质量。在在线检测环节，通 过移动终端上的数据采集应用，实现检测数据的实时采集和确认反馈。

通过广泛采集结构化和非结构化的各类数据，建立大数据环境，并结合分析模型深 入研判数据的相关性因素（如生产工艺数据、设备状态数据、环境数据、能源数据、人机交互过程数据等），以此提高薄片产品的品质和稳定性。

能源管理的应用创新体现在智能终端通信设备的应用以及用能趋势模型对未来的 能源耗用情况进行智能预测。具体应用如下：

通过智能终端通信设备在能源数据采集方面的应用，实现能源数据的远程自动采集 及能源异常故障等信号（如跳闸等）的接入，支持与供电局、能源数据应用之间安全、可靠、快速的双向通信，为后续对终端设备的智能控制提供了强有力的基础。

利用“用能趋势模型”对未来的能源耗用情况进行智能预测，利用科学的手段，减少能源浪费，降低能源成本。不仅可以对能源历史数据进行统计、分析，还能对未来的能源数据做好预测，提高智能分析水平。

（3）数据融合应用创新

本次产品中实现了面向流程制造行业的，基于约束理论和有限资源、能力的详细生产排程功能。提供能够支撑调度人员生成面向最终生产加工的详细颗粒度的生产工单， 以及进行工单的模拟仿真，以分析排程结果的实际执行效果。

形成产品物料谱系，实现了产品的质量跟踪追溯。完成了记录最终产成品按照树形结构逐工序分解形成产品的结构树，并记录每个管理单位或者批次产品的对应的每个节 点组成物料的条码/批次以及生产加工设备、工艺信息，形成完整的产品物料谱系，支撑质量跟踪追溯的实现。

智能化产品是“智能制造”追求的目标之一。具备智能化的属性、或者能够采集产 品使用数据并建立互动，都可以理解为产品的智能化特征。

在成品包装上粘贴RFID电子标签，使得产品具备了自身信息被识别和信息交互的 智能化属性，从而也使得产品成为“智能产品气在产品的后续流通和投产环节，都可 以通过RFID电子芯片实现感知识别和数据互动，并由此建立了成品追溯体系的基础。

物联网技术和移动互联技术在仓储管理方面的应用所带来的创新。应用创新点包括: RFID芯片电子标签的使用和识别设备的加载、仓储作业操作在移动终端设备上的实现。如：在原料、辅料、备品备件、成品等物资的包装上粘贴带有RFID芯片的电子标签， 通过读写设备实现从入库到出库、到上线（投料等）的感知识别和信息跟踪，并建立和生产的信息联动；又如：在移动终端设备上实现常规的仓储作业操作（入库、出库、盘点、投料等）的延伸，提供灵活便捷的操作。