法兰制造行业网络化协同制造

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法兰制造行业网络化协同制造恒跃集团位于“锻造之乡”山西定襄县，是一家生产工程机械配套件（挖掘机底座、回转支撑、动臂支撑、引导轮等）、工程机械锻件、轴类锻件及风电法兰等系列产品的企业。产品主要应用于工程机械、石油、管道、压力容器、风力发电行业，恒跃集团已成为全球工程机械及法兰采购商的战略合作伙伴。

目录

一、企业简介

恒跃集团位于“锻造之乡”山西定襄县，是一家生产工程机械配套件（挖掘机底座、回转支撑、动臂支撑、引导轮等）、工程机械锻件、轴类锻件及风电法兰等系列产品的企业。产品主要应用于工程机械、石油、管道、压力容器、风力发电行业，恒跃集团已成为全球工程机械及法兰采购商的战略合作伙伴。产品出口到美国、加拿大、墨西哥、巴西、俄罗斯、德国、日本、韩国、泰国等十余个国家。2017年恒跃集团入选省级两化融合企业名单，公司致力于建设一个先进的数字化 工厂，提高企业生产管理水平，提升企业核心竞争力。

二、项目简介

恒跃集团数字化协同制造项目整体规划以底层工业网络搭建与设备数采为技术支撑，以各生产要素集成的数字工位搭建为系统核心，车间综合数字化管理平台为数据应用载体，以工业级微应用APP为数字化系统重要延伸，建设内容如下：

设备联网与数据采集：进行车间工业网络升级，搭建设备运行与数采网络基础设施。应用数据采集技术，根据不同设备接口与通讯协议实现设备联网与数据采集。

数字工位搭建：集合设备加工的人员、物料、工具、作业方法、技术图纸等生产要素数字化，结合设备自身状态监控、加工参数采集，形成完整的工位级数字化管理生态。

车间数字化管理平台：综合订单、计划、品质、工艺、异常、效率管理等多个模块，实现对车间全方位的数字化管理。

工业级微应用APP：针对恒跃特定应用场景，开发移动端微应用，快速有效解决实际问题。

三、项目技术方案

恒跃集团数字化云系统建设项目一期主要以数字化协同制造为目标，重点对企业内部制造过程进行数字化改造升级。

（一）项目总体架构和主要内容

恒跃协同制造数字化平台总体架构主要分为：流程层、设备联网与数采层、数据中心模型层、应用平台与微应用层。

（二）流程层架构设计

首先在系统进行流程建模与模型设计，对公司整体业务进行价值流分析与设计，从工艺图纸设计、原材料采购、下料、制坯、模锻、辗环、热处理、性能测试、机加工、钻孔、打标、检验与包装发货，进一步定义数字化匹配的标准业务流与工艺流。

（三）设备联网与数采层

基于工业以太网、工业总线以及4G网络、NB-IOT等无线通信协议将设备接入网络；通过EverMonitor采集设备加工参数、设备状态、故障分析与预警等实时数据，内部集成多种采集协议，兼容ModBus、OPC、CAN、Profibus等多种工业通信协议和软件通信接口，实现数据格式转换和统一。基于内置高性能芯片与处理系统，将数据从边缘侧传输到云端，实现数据远程接入。

（四）数据中心模型层

所有采集的数据会存储到数据中心模型集成库，除了存储功能，核心功能是封装了多种工业技术、管理技术、机器学习、数理统计的算法，实现机理建模，能够对历史数据、实时数据、时序数据进行聚类、关联和预测分析。

（五）应用平台与微应用层

基于恒跃特定的生产制造问题，建立一体化的数字化车间管理应用平台，实现端到端的数据集成与应用。建立由订单开始-订单统筹-订单生产-订单交付完整的数字化制造管理协同平台，将技术-采购-制造-仓储-物流-交付-服务等环节打通，进行数据集合与应用，实现协同设计、协同制造及供应链协同。

1、搭建数字化管理平台，建立订单开始-订单统筹-订单执行-订单交付完整的数字化制造管理协同平台。

2、基于关键工序与瓶颈设备，集成人员、设备、工艺、方法等生产要素建立以设备加工中心为核心的数字工位。

3、基于特定场景，深度挖掘数据价值与用户行为分析，开发移动端的工业APP微应用服务，如异常管理微应用、订单执行管理平台微应用、质量检验微应用等。

4、全面的可视化运营决策数字化管理平台与移动领导驾驶舱应用。

（六）网络互联架构

项目通过工业PON网络系统为企业构建双冗余容错环网，确保生产网络出现连接中断的情况时，立即启用另外一条通路，使网络通信的可靠性大大提高。车间现场采用移动终端通过无线网络接入，但是车间现场环境复杂，电磁干扰密布，为了满足车间现场对生产数据采集的稳定性需求，采用工业级全向无线AP，高密负载均衡，所有终端自动被接入到附近最优AP，保证系统稳定运行。

（七）安全及可靠性

系统采用云服务部署，云计算技术保障云主机安全，具有动态迁移、双机热备、计算资源负载均衡、自动故障迁移、快照备份、集中存储、系统模板等云计算的优秀功能，能充分保障系统的高安全、高可靠性和高稳定性。同时具有部署快，业务快速上线，弹性扩展强，简化运维流程，降低运维成本，资源利用率高，降低成本等优点。

四、项目成效

1、生产效率提升

通过订单的数字化车间管理平台，减少销售、工艺、计划、采购、生产、质检之间的信息不协同问题，提高计划组织的准确性，产品生产周期缩短20%（平均由38天减少到29天）。

2、效率提升

制造数据的可视化与领导驾驶舱的搭建，为运营决策提供大量的数据支撑，并为管理者提供KPI管理实时工具，降低管理难度，提升管理效率，异常问题关闭率提升20%（60%提高到80%）。