威士頓基於MES的工業互聯一體化集成系統檢視原始碼討論檢視歷史

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威士頓基於MES的工業互聯一體化集成系統2014年中國政府從國家層面提出製造業升級戰略規劃，並於2015年發布了《中國 製造2025》，用以指引製造業的產業升級。在此大的國家戰略背景之下，國家煙草局結合煙草行業的特性，提出了在行業內以「互聯網+」為驅動，認真落實《中國製造2025》 的要求；行業內各中煙企業也都紛紛提出了探索智能製造、創建智能工廠的目標。

一、解決方案簡述

1、 方案簡介與功能目標

值此智能製造概念風起雲湧之際，整個製造業都在探索智能製造落地實踐的時代背景之下，作為行業內領先的捲菸生產製造企業，以正在建設中的各個工程為試驗點，進行智能製造的探索和實踐，也就不可避免的成為了項目建設的建設目標之一。

公司正是看到了在國家戰略背景之下，整個製造業產業升級過程中蘊含的工業生產互聯一體化集成系統的巨大市場需求，以及公司自身在煙草行業智能製造領域多年的項 目實施累積而具有的競爭優勢，因此，啟動了本次解決方案制定工作，並付諸實際項目 應用。

公司本身已致力於製造業的專業生產管理軟件開發十幾年，形成了完整的智能生產製造的解決方案，相關的技術已經應用於近10家工廠。包括提供了製造行業基礎的車 間製造執行系統（MES）、數采控制系統等。公司將利用上述優勢，結合當前IT發展中 的物聯網技術、移動互聯技術、雲計算等先進技術，基於工業4.0的理念，對目前已有的解決方案進行整體的升級，使其能夠滿足廣大製造企業在實現智能製造過程中對信息 化系統的支撐需求。

2、 技術體系與技術特點

本項目從實現工業互聯一體化集成為目標，搭建高度融合的生產控制網絡和生產管理網絡，通過數據接口服務實現管理網和控制網的自動協同；通過企業信息網絡平台完成柔性製造，也通過供應鏈管理、客戶關係管理，實現對產品的全生命過程監控，有效

改進產品質量，提高客戶滿意度。通過工業網絡技術、大數據、智能排程等一系列工業 互聯技術應用，改進生產工藝，提高生產效率。從設備硬件冗餘、網絡雙重化配置、用戶多等級管理、到網絡監控和防病毒管理，實現多級安全管理。另外，資源管理和保障 也是互聯一體化集成系統運行的必要條件，有力支持了系統的穩定可靠運行。

威士頓基於MES的工業互聯一體化集成系統以建設工業4. 0下的自主知識產權的解決方案為目標，總體架構如下圖所示:

總體上，威士頓基於MES的工業互聯一體化集成系統分為「兩層三級」，「兩層」 是指控制系統的「工業現場網絡」和信息管理系統的「工廠信息網絡」與「企業信息網絡」。「三級」是指設備現場級、車間級、企業級。系統由「信息安全」和「資源保障" 兩個體系作為保障。

解決方案的技術特性如下：

（1） 「工業以太網+」的互聯互通創新

「工業以太網+」將在傳統的工業以太網基礎上進一步的提升，實現更全面的連接、更高效的速率、更安全的保障、更穩定的性能，進而有效支撐起智能生產線各方面的應 用。

（2） 生產、設備、產品的智能化管理

通過管理系統與設備數采數據的深度融合，結合統計分析理論，形成了面向全過程 品質監控的SPC系統。產品提供的標準的SPC控制圖模型，支持通過監控項、取樣頻次、樣本數的定義以及控制圖類型的選擇，通過配置方式實現SPC生產過程監控的質量 管控工具。

通過選用支持狀態數據輸出的智能化儀表和執行機構，並結合專用採集模塊和分析 軟件，實現設備健康度的實時評估、設備失效模式和後果分析（FEMA）、設備維修計劃 建議和效果評價，為設備管理降本增效提供科學依據。通過在投料拆箱、包裝碼垛工序 上應用智能機器人，並與生產控制系統集成，實現部分工序的無人化生產，提高生產效率。

通過系統對網絡狀態、PLC控制系統、應用軟件系統的自我檢測，實現生產控制系 統的自我診斷，降低生產控制系統對生產、質量的影響。通過廣泛採集並深入分析各種數據的相關性（如生產工藝數據、設備狀態數據、環境數據、能源數據、人機交互過程 數據等），幫助對產品質量追溯、提升生產效能。

通過在打漿工藝中應用在線漿料質量檢測裝置，結合PLC控制系統，實現漿料質量的在線閉環控制，從而穩定並提高產品生產過程中漿料的質量。在在線檢測環節，通 過移動終端上的數據採集應用，實現檢測數據的實時採集和確認反饋。

通過廣泛採集結構化和非結構化的各類數據，建立大數據環境，並結合分析模型深 入研判數據的相關性因素（如生產工藝數據、設備狀態數據、環境數據、能源數據、人機交互過程數據等），以此提高薄片產品的品質和穩定性。

能源管理的應用創新體現在智能終端通信設備的應用以及用能趨勢模型對未來的 能源耗用情況進行智能預測。具體應用如下：

通過智能終端通信設備在能源數據採集方面的應用，實現能源數據的遠程自動採集 及能源異常故障等信號（如跳閘等）的接入，支持與供電局、能源數據應用之間安全、可靠、快速的雙向通信，為後續對終端設備的智能控制提供了強有力的基礎。

利用「用能趨勢模型」對未來的能源耗用情況進行智能預測，利用科學的手段，減少能源浪費，降低能源成本。不僅可以對能源歷史數據進行統計、分析，還能對未來的能源數據做好預測，提高智能分析水平。

（3）數據融合應用創新

本次產品中實現了面向流程製造行業的，基於約束理論和有限資源、能力的詳細生產排程功能。提供能夠支撐調度人員生成面向最終生產加工的詳細顆粒度的生產工單， 以及進行工單的模擬仿真，以分析排程結果的實際執行效果。

形成產品物料譜系，實現了產品的質量跟蹤追溯。完成了記錄最終產成品按照樹形結構逐工序分解形成產品的結構樹，並記錄每個管理單位或者批次產品的對應的每個節 點組成物料的條碼/批次以及生產加工設備、工藝信息，形成完整的產品物料譜系，支撐質量跟蹤追溯的實現。

智能化產品是「智能製造」追求的目標之一。具備智能化的屬性、或者能夠採集產 品使用數據並建立互動，都可以理解為產品的智能化特徵。

在成品包裝上粘貼RFID電子標籤，使得產品具備了自身信息被識別和信息交互的 智能化屬性，從而也使得產品成為「智能產品氣在產品的後續流通和投產環節，都可 以通過RFID電子芯片實現感知識別和數據互動，並由此建立了成品追溯體系的基礎。

物聯網技術和移動互聯技術在倉儲管理方面的應用所帶來的創新。應用創新點包括: RFID芯片電子標籤的使用和識別設備的加載、倉儲作業操作在移動終端設備上的實現。如：在原料、輔料、備品備件、成品等物資的包裝上粘貼帶有RFID芯片的電子標籤， 通過讀寫設備實現從入庫到出庫、到上線（投料等）的感知識別和信息跟蹤，並建立和生產的信息聯動；又如：在移動終端設備上實現常規的倉儲作業操作（入庫、出庫、盤點、投料等）的延伸，提供靈活便捷的操作。