边缘计算在杭州西奥电梯的应用

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边缘计算在杭州西奥电梯的应用电梯是我国城市化建设不可或缺的部分，其生产制造是典型的离散制造过程，多品种小批量的生产模式是常态，并常伴有专业定制、个性化需求。为了提升生产效率，AGV、机械臂、数控机床、PLC 等 设备逐渐被大量使用，使得其生产过程迫切地需要边缘控制器、边缘网关、边缘云等来满足生产现场高度协同的需求。基于边缘计算的边缘计算平台，从下到上包括现场设备层，包括边缘计算层和云平台三个层次，通过对现场数据进行实时计算和分析，从而实现个性化订单生成、计划排产、生产制造的纵向集成，自动灵活地调配资源，进而有力支撑了高度个性化定制电梯的大规模生产模式，从而最大化提高电梯制造车间生产效率、优化制造资源配置、保证产品质量、降低生产成本和能耗。

一、案例简介

基于边缘计算的边缘计算平台，从下到上包括现场设备层，包括边缘计算层和云平台三个层次，现场设备层包括柔性生产线、自动喷粉流水线、ABB机器人焊接线、AGV等智能设备的现场设备层；边缘计算层，生产车间实现全网络覆盖，在边缘侧部署了边缘计算网关，采用IoT网关打通异构设备的信息接口，进行全数据边缘侧采集，实现现场异构设备的快速集成与互联互通，构建了边缘计算平台，通过对现场数据进行实时计算和分析，从而实现个性化订单生成、计划排产、生产制造的纵向集成，自动灵活地调配资源，进而有力支撑了高度个性化定制电梯的大规模生产模式，从而最大化提高电梯制造车间生产效率、优化制造资源配置、保证产品质量、降低生产成本和能耗。

二、案例背景介绍

电梯是我国城市化建设不可或缺的部分，其生产制造是典型的离散制造过程，多品种小批量的生产模式是常态，并常伴有专业定制、个性化需求。为了提升生产效率，AGV、机械臂、数控机床、PLC 等 设备逐渐被大量使用，使得其生产过程迫切地需要边缘控制器、边缘网关、边缘云等来满足生产现场高度协同的需求。电梯制造过程面临的挑战主要体现在以下几个方面：

1）多品种、小批量、定制化的生产非常频繁，制造流程涉及不同生产单元之间分散且独立，并常伴有大量人工操作，极大地影响了生产效率；

2）产品交付用户后，无法了解设备的运行状况、用户的使用状况，同时，由于电梯的使用场景在地理位置上非常分散，售后维护的成本一直居高难下；

3）电梯复杂度高，生成过程效率、能耗及质量控制、后市场运行数据追踪处理反馈等，都涉及大量的数据采集、分析、实时反馈应用。

在边缘侧部署了边缘计算网关，构建了边缘计算平台，更易于提供包括原材料（长周期、多地域等）、生产数据采集、生产报警数据采集、物流数据采集和合同数据采集等在内的全面数据综合分析，通过对现场数据进行实时计算和分析，实现电梯设计、制造、安装到服务的全流程数据采集、分析、监测与诊断，为企业生效率、经济效益、库存优化等提供依据。

三、案例应用详情

1、总体应用框架

把车间内的边缘网关部署在生产车间的边缘节点，根据电梯制造企业订单和生产场景的变化，采用IoT网关打通异构设备的信息接口，实现现场异构设备的快速集成与互联互通，从而实现个性化订单生成、计划排产、生产制造的纵向集成，自动灵活地调配资源，进而有力支撑了高度个性化定制电梯的大规模生产模式，从而最大化提高电梯制造车间生产效率、优化制造资源配置、保证产品质量、降低生产成本和能耗。

2、关键技术应用详情

基于边缘计算的边缘计算平台，从下到上包括现场设备层、边缘计算层和工业云三个层次。

1）现场设备层，主要是构成生产线常见的全自动智能薄板线、LVD厚板生产线、Salvagnini柔性生产线、自动喷粉流水线、ABB机器人焊接线、AGV等制造相关设备。

2）边缘计算层，包括三个层次，最下的边缘计算网关连接各种现场设备，进行工业协议的转换和适配，统一接入到边缘计算网络中，并将设备能力以服务的形式进行封装，实现物理上和逻辑上生产设备 之间通信连接；边缘计算网络由工业无线接入网和工业有线骨干网构 成，提供实时、可靠、安全的通信能力；在此之上，是边缘计算平台，根据产线的工艺和工序模型，通过服务组合对现场设备进行动态管理和组合，实现生产设备业务上的协同化操作。

3）云平台，边缘侧主要进行现场生产设备的对接和协同调度，能够根据个性化的订单需求动态调整、重组生产设备的工艺工序，最终达到支撑快速部署、设备替换和计划调整等业务的快速开发和上线，实现生产设备之间的协同化。

四、创新性与优势

边缘计算实现系统实时工业软件开发的软硬件解耦。基于边缘计算的边缘计算平台，将大量实时数据、计划优化、设备监控、故障诊断和分析、自动导引运输车（Automated Guided Vehicle，AGV）调度等功能封装在边缘应用程序上，实现了软件与硬件平台的解耦，降低了开发难度，提高了软件质量，通过边缘计算可进行边缘应用程序的灵活部署，实现了领域知识的分享。

五、案例应用效益分析

（1）综合指标：生产效率提高50%，运营成本降低30%，品交付周期缩短60%，故障维修时间缩短30%，电扶梯故障次数减少20%，关键过程信息采集率达到100%。

（2）安全可控的国产化核心技术装备应用：覆盖数控设备与机器人、智能传感与控制设备、智能检测与装配设备、智能物流与仓储装备等四大门类，并且不少于10种以上智能制造核心装备。