基於西門子工業通訊產品的中信戴卡工廠智能數字化製造系統

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基於西門子工業通訊產品的中信戴卡工廠智能數字化製造系統基於西門子工業通訊產品的中信戴卡工廠智能數字化 製造系統DMS1.0設計和實施，作為中國大陸第一家鋁車輪製造企業，中信戴卡的發展歷程代表了中國鋁合金輪轂行業短短20多年的歷史。

目錄

案例背景介紹

1 引言

作為中國大陸第一家鋁車輪製造企業，中信戴卡的發展歷程代表了中國鋁合金輪轂行業短短20多年的歷史。經歷了產品差異化、開拓OEM市場、集團化商業模式創新、產業規模跨越發展及多元化、國際化等5個發展階段，中信戴卡如今已成為全球最大的鋁車輪和鋁製底盤零部件供應商。

2014年開始，身處數字化時代的中信戴卡開始計劃在大洋彼岸興建一家年產量達到300萬隻的集智能化、高度自動化為一體的鋁車輪工廠。這家設立在美國密歇根州格林維爾市的中信戴卡北美車輪工廠，將為北美客戶提供強大的綠色輕量化鋁車輪和鋁製零部件製造的整體解決方案，同時也將成為戴卡打造面向未來的數字化工廠的典範之一。

在最新的北美工廠，中信戴卡開始積極布局面向未來的智能製造體系和數字化工廠平台——「數字化製造系統DMS1.0」。在全球最大的自動化和數字化解決方案提供商西門子的支持下，這一套融合了企業的經營管理、研發和綜合製造能力的完整體系平台，實現了產品從以往單純的生產製造到個性化定製的轉變，生產模式向智能化、信息化轉變。

案例實施與應用情況

2 問題的提出

中信戴卡北美工廠總投資約1.5億美元，是中國汽車零部件行業在美國最大投資項目，為中國製造業「走出去」戰略的實施起到積極的示範作用。因此，該工廠希望不只是簡單地實現一個環網冗餘的工廠通訊網絡，而是要求全面考慮工廠的環境、信息安全性問題和工藝段的分隔問題。

此外，設備是工廠的重要資產。對中信戴卡裝備部而言，希望在幫助北美工廠建立本地全廠通訊覆蓋的同時，專門為其生產設備建立高速管理和維護通道，乃至連接其他地區工廠實現全球設備的統一診斷維護平台。

相對於北美工廠，中信戴卡裝備部扮演的是設備運營和管理方的角色，擁有獨立於工廠運營系統的設備維護權利，通過這一智能網絡的實現，要求克服部門之間的溝通障礙，並基於工廠網絡和集團網絡的獨立性，保護和管理自身的設備數據。

3 DMS通訊架構和設計

3.1 通訊架構及其實現

從設計理念上，作者所在團隊突出了立體布局、安全架構和系統管理三大理念。首先在網絡架構上，兼顧物理層、鏈路層、網絡層和應用層，形成立體化的設計布局；在安全方面，網絡架構主要分為「預防」、「治理」、「鞏固」三個主線程；在系統管理方面，還需要安全管理系統與網絡部署相適應,增強網絡的可控性，有效阻止滲透式網絡攻擊。」

整體通訊系統同樣分為三個層級，即工廠核心網絡、工藝環網和現場網絡。戴卡工廠DMS系統骨幹網絡結構設計如圖1所示。

根據戴卡工廠的實際需求，作者團隊設計提供了功能最優化和成本最優化（主要通過降低工藝環網一級終端設備的接入帶寬實現）兩套方案。在最上層核心交換機間，以10G網絡連接進行冗餘，並提供全千兆平台，用於服務器或其他終端連接，以及連接至上級系統網絡；在工藝環網一級，按照鋁輪轂的最主要的生產工藝環節，即熔化、低壓鑄造、探傷、熱處理、機械加工、檢驗測試、塗裝等，分別提供千兆冗餘環網骨幹，並以千兆上聯至核心網絡，向下提供100M/1000Mbps自適應網絡接口，用於各類上位、操作站以及現場級網絡連接；現場及網絡通過1000Mbps（或100Mbps）自適應接口連接各類工藝終端、控制器、I/O等。

3.2 設備管理維護的專屬網絡建設

由於該工廠是基於之前的汽車老舊工廠進行改造而來，很多基礎設施是固定的，交換機必須安裝在固定寬度的工字鋼裡面，也就是說交換機的長度是根據這個寬度而定，需要定製的產品方案。

為了幫助中信戴卡裝備部專門建立專屬的設備管理和維護通道，作者團隊通過增加IT/OT網絡間隔離防火牆，建立DMZ（非軍事化）隔離區域。DMZ區域與Internet連接間增加防火牆，阻斷除維護請求VPN以外其他所有通訊，以白名單方式工作。終端設備前，增加隔離模塊SCALANCES600建立VPN端點。這樣，終端隔離模塊、OT/IT間防火牆與上層商用系統防火牆形成逐級防禦體系，維護網絡與工藝網絡的劃分。