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工业互联网技术架构下的工艺流程优化本项目基于工业互联网技术架构下对工艺流程及布局进行优化，建立工艺数据采集网络，进行工艺数据集成与分析、工艺参数优化及偏离识别预警分析，从而实现生产过程中工艺流程的快速优化与调整。

一、案例简介

本项目基于工业多形态网络架构、生产过程数据采集与分析系统、ERP资产模块设备标准建模、MES系统工艺模型建模及设备全状况管控等技术，实现生产工艺相关数据采集。生产工艺建模分析及参数优化模型、工艺参数运行偏差预测预警分析等技术，结合制造和质检、物流设备建设及优化升级进行工艺流程优化。同时，工艺中质量检测数据接入MES系统及SPC质量管理系统、大数据平台进行工艺优化数据挖掘分析。

二、案例背景介绍

现阶段，许多光伏组件制造企业都提出或正在进行信息化和自动化建设，期望尽快实现由“制造”到“智造”的转型。但是，这些建设大多都是结合企业发展实际需求进行的局部数字化建设，缺乏系统性和全局性，并由此产生了信息孤岛、兼容性差和集成度不高等一系列问题。因此，突破制约产业发展的关键短板装备，建设互联互通的车间工业互联网平台，利用工业大数据平台进行智能分析和深度挖掘，实施各信息系统并实现与智能生产设备的高度集成化运营。本项目就是以工业互联网平台为基础，利用大数据分析技术对工艺流程及布局进行识别与分析，实现生产过程中工艺流程的快速优化与调整。

三、案例应用详情

项目针对工艺优化，主要建设内容包括：基于工业互联网技术架构下的工艺流程及布局、工艺数据采集网络、工艺数据集成与分析、工艺参数优化模块及偏离识别预警分析等内容，实现生产过程中工艺流程的快速优化与调整。

1、工艺流程优化

本项目为实现满足国际先进和主流各类组件产品针对客户需求柔性产线无人化制造目标，基于工业多形态网络架构、生产过程数据采集与分析系统、ERP资产模块设备标准建模、MES系统工艺模型建模及设备全状况管控等技术，实现生产工艺相关数据采集，生产工艺建模分析及参数优化模型、工艺参数运行偏差预测预警分析等技术，结合制造和质检、物流设备建设及优化升级进行工艺流程优化。同时，工艺中质量检测数据接入MES系统及SPC质量管理系统、大数据平台进行工艺优化数据挖掘分析。

2、工艺数据采集、建模分析、预警

项目围绕生产管控一体化工艺优化目标，基于EAP技术实现产线工艺有关多维度数据采集，并同步MES、ERP系统和经营管理大数据平台：ERP系统提供工艺参数标准模型； MES系统实现工艺参数下发设备，并对偏离标准工艺流程的情况进行报警；大数据平台基于关联因素分析功能，建立生产工艺的建模分析环境，应用工艺数据、质检数据分析得出工艺最优配置参数。从而实现工艺数据基于智能分析模型得出优化策略，并进一步指导工艺优化的闭环过程。

1）工艺数据采集

项目基于EAP集成技术，实现管理系统与设备数据交互和互联，通过OPCServer获取PLC现场控制数据，wcfserver接口信息交互，其工艺数据采集网络架构如下：

项目应用MES系统设备集成功能，基于现场工业总线/网络、OPC、CNC技术，实现与设备/独立系统之间的通讯集成和数据交互，是整个车间工艺优化的实时数据源，其主要特性包括：

可以采集的设备/控制系统主要包括：主流CNC、主流PLC、主流组态软件、主流智能仪表、具备MODBUS TCP/IP 协议的HMI、主流基于PC 的远程I/O 模块。

采集的有关生产管理数据包括：设备状态、加工数量、开始加工、加工结束、设备开机、设备关机、加工循环、加工节拍、呼叫等等内容。

采集的有关设备运行的数据主要包括：设备状态、设备自诊断信号、设备报警、呼叫等等内容。

系统为实现产线控制过程安全、高效及状态可预测预警，实现产品制程数据全程采集（主要包括产品的生产路径、工艺参数、设备参数、AGV动态路线等），实现 60多台制造设备和质测设备/流水线等近4000个采集点位。

项目针对流水线，采集设备之间工序互联状态信息，实现工序环节异常状态下，产线流转调配自动化。为实现产线物料流转状态检测和可控，识别组件信息与物料信息和订单信息匹配性，基于物料感知设备和EAP技术 采集流水线实时产品信息。

项目产线设备及工艺数据通过大数据平台及可视化技术，实现全景实时状态展现。

2）工艺数据设置、预警及优化分析

项目应用MES系统工艺设置功能，依据工艺模型制定流程（见下图），由多部门联动基于标准工艺配置及大数据提供的优化策略制定工艺模型配置方案。

工艺模型设置功能可精确定义工艺制程，以及其包含的工序，工步；定义各工步所需执行的操作；定义各工步所需记录的数据，以及数据采集计划；定义各工步的操作标准，可设置操作提示，在批次加工时提醒作业人员；定义工步上制造批次所使用的设备或设备组及配置参数；定义设备和工艺参数预警配置值及故障处理机制。

项目为实现各类设备运行状态及参数采集、设备与系统及M2M互联，并结合MES系统进行制作现场工艺优化、设备参数模型分析及可优化配置、设备运维保养及预警保修等功能。

四、创新性与优势

本项目针对离散型加工业的特点，在数据采集与分析系统中封装多种具有行业特点算法工具，基于数据融合、挖掘、开放、可视化等技术，对光伏组件生产、设备、检测等数据进行多样化的数据分析、应用和展示，基于工艺参数优化模型，可持续寻优改进当前操作工艺流程。

五、案例应用效益分析

项目通过工艺优化及智能调控，达到节约原材料、减少设备意外停机时间、提高设备利用率、提高生产效率目标。