引言:
安徽中鼎精密集團(tuán)位于安徽省寧國市,資產(chǎn)總額15億元,擁有員工1800余人。在國家大力推進(jìn)汽車塑料件行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí),促進(jìn)中國汽車及零部件內(nèi)貿(mào)、出口持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展背景下,亟需找到數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案,提升集團(tuán)整體的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售能力,降低成本提高海內(nèi)外市場競爭力。
一、項(xiàng)目概況
1. 項(xiàng)目背景
(1)行業(yè)政策
近年來,國家先后出臺(tái)了《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》、《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》、《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》、《關(guān)于促進(jìn)中國汽車產(chǎn)品出口持續(xù)健康發(fā)展的意見》等產(chǎn)業(yè)政策,指出:要大力推進(jìn)汽車塑料件行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí);提高國際競爭力,促進(jìn)中國汽車及零部件出口持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展,為中國汽車塑料件行業(yè)提供了良好的政策環(huán)境,有力促進(jìn)行業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展。
(2)企業(yè)簡介
安徽中鼎精密集團(tuán)位于安徽省寧國經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)河瀝園區(qū),注冊(cè)資本1547.7萬元,資產(chǎn)總額15億元,擁有員工1800余人。2022年度銷售收入11.28億元,利潤總額1.54億元。初步構(gòu)建了 “一核(塑料制品)三翼(OA膠輥、熱塑性彈性體材料、非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備)”的經(jīng)營格局,產(chǎn)品廣泛配套于汽車、工程機(jī)械、家電、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
(3)企業(yè)面對(duì)主要問題
生產(chǎn)過程及質(zhì)量方面主要問題:
目前銷售訂單轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)訂單下發(fā),其生產(chǎn)計(jì)劃編制均由手工在SAP里編制完成,如有變動(dòng)和緊急插單,人工調(diào)整工作量大,且變動(dòng)頻繁,生產(chǎn)過程未實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)采集,目前實(shí)施部署的簡易MES主要應(yīng)用于;從原材料采購到成品加工下線,各環(huán)節(jié)質(zhì)檢信息分布于不同應(yīng)用系統(tǒng),無統(tǒng)一質(zhì)量管理系統(tǒng)支撐,質(zhì)檢信息以人工錄入及EXCLE或WORD質(zhì)檢文檔上傳為主,無法對(duì)產(chǎn)品從原料采購、生產(chǎn)、銷售閉環(huán)系統(tǒng)的質(zhì)量追溯管理。
物流跟蹤方面主要問題:
生產(chǎn)工序和工站之間,無法實(shí)現(xiàn)全流程的物料跟蹤,沒有實(shí)現(xiàn)工藝與物流信息合一,不能為質(zhì)量分析、工藝改進(jìn)提供分析數(shù)據(jù)。
設(shè)備管理方面主要問題:
設(shè)備管理以上風(fēng)塔系統(tǒng),臺(tái)賬和點(diǎn)巡檢及維修保養(yǎng)依靠過程紙質(zhì)填報(bào)后錄入系統(tǒng);設(shè)備與模具、工裝、夾具、備品備件無法實(shí)現(xiàn)良好聯(lián)動(dòng)配合,支持生產(chǎn)現(xiàn)場快速換產(chǎn);不能為設(shè)備管理提供有效的歷史分析數(shù)據(jù),設(shè)備數(shù)采沒有實(shí)施且無法進(jìn)行預(yù)測性維保,還是以事后維修為主。
2. 項(xiàng)目簡介
杭州鯨云以中鼎精密集團(tuán)橡塑行業(yè)制造業(yè)務(wù)場景為基礎(chǔ),以工業(yè)AI+大數(shù)據(jù)+XR+云計(jì)算技術(shù)為驅(qū)動(dòng),以制造工程化和精益制造為指導(dǎo),全面進(jìn)行中鼎精密集團(tuán)數(shù)智化改造,并以建設(shè)行業(yè)燈塔工廠為設(shè)計(jì)藍(lán)圖和建設(shè)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)橡塑行業(yè)數(shù)字化工廠和工業(yè)智能化體系應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)桿。中鼎與鯨云密切合作,共同推動(dòng)橡塑行業(yè)數(shù)智化水平的全面提升和標(biāo)準(zhǔn)制定及產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)。
3. 項(xiàng)目目標(biāo)
總體目標(biāo):
云計(jì)算、5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、工業(yè)AI、混合現(xiàn)實(shí)(XR)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)為支撐,結(jié)合中鼎精密注塑行業(yè)特點(diǎn)和需求,打造中鼎精密集團(tuán)智能制造工廠。
首先推進(jìn)中鼎精密數(shù)字化工廠應(yīng)用轉(zhuǎn)型,滿足產(chǎn)線、車間、集團(tuán)數(shù)字化設(shè)備數(shù)字化和業(yè)務(wù)數(shù)字化需求:
基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)從注塑設(shè)備數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)監(jiān)測到設(shè)備管理、工裝模夾具管理,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通;建設(shè)設(shè)備維保及工藝知識(shí)庫,奠定后續(xù)設(shè)備智能維保及工藝優(yōu)化應(yīng)用基礎(chǔ)。
基于原料倉儲(chǔ)-生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)部業(yè)務(wù)流程,打造車間級(jí)和工廠級(jí)現(xiàn)場過程物料、生產(chǎn)作業(yè)、人員調(diào)度、線邊倉儲(chǔ)的實(shí)時(shí)管控及異常處理閉環(huán)功能,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)透明化和數(shù)字化運(yùn)營。
通過銷售-計(jì)劃-采購-倉儲(chǔ)-物流運(yùn)輸管理整合,打造供應(yīng)鏈協(xié)同、智能倉儲(chǔ)、智能物流等供應(yīng)鏈全面的業(yè)務(wù)體系。結(jié)合中鼎精密的銷售體系現(xiàn)狀,構(gòu)建數(shù)字化營銷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化營銷管理;從訂單分解,計(jì)劃分解和約束規(guī)則算法,實(shí)現(xiàn)智能排程調(diào)度、訂單處理、訂單跟蹤、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)資源排程最優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)智能化排程及訂單跟蹤,貫徹落實(shí)PMC運(yùn)營指標(biāo);通過搭建供應(yīng)鏈系統(tǒng)體系,構(gòu)建SRM系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)集中詢盤報(bào)價(jià)、比價(jià)、成交、物流跟蹤等,實(shí)時(shí)掌控供應(yīng)商加工情況;通過原料倉儲(chǔ)成品倉儲(chǔ)的立體規(guī)劃,打造以立體倉+AGV為標(biāo)準(zhǔn)的車間級(jí)智能物流,實(shí)現(xiàn)原材料收料、賦碼、混合配料、發(fā)料的自動(dòng)化及全產(chǎn)業(yè)鏈追溯,通過成品倉包裝區(qū)域的自動(dòng)化改造,實(shí)現(xiàn)以自動(dòng)包裝及自動(dòng)分揀碼垛的成品發(fā)貨智能化;最終實(shí)現(xiàn)中鼎精密的供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)全面數(shù)字化。
二、項(xiàng)目實(shí)施概況
1. 項(xiàng)目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容
一期項(xiàng)目建設(shè):
通過設(shè)備/系統(tǒng)接口,打通并采集設(shè)備、業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù),建立企業(yè)主數(shù)據(jù),并通
過數(shù)據(jù)可視化展示設(shè)備關(guān)鍵數(shù)據(jù);完成物聯(lián)設(shè)備及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用。同時(shí)完成中鼎精密數(shù)字化工廠框架建設(shè)并部署開發(fā)數(shù)字化車間相關(guān)設(shè)備數(shù)字化、生產(chǎn)數(shù)字化、經(jīng)營指標(biāo)數(shù)字化APP應(yīng)用產(chǎn)品。同時(shí)一期項(xiàng)目建設(shè)根據(jù)中鼎精密
現(xiàn)狀及需求,將一期劃分二個(gè)階段予以項(xiàng)目建設(shè),詳細(xì)具體內(nèi)容如下:
圖 1 中鼎精密數(shù)字化工廠平臺(tái)業(yè)務(wù)架構(gòu)
2. 具體應(yīng)用場景和應(yīng)用模式
數(shù)字化車間平臺(tái),為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)
搭建中鼎精密注塑一廠數(shù)字化車間基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)、構(gòu)建平臺(tái)門戶。
圖2 中鼎數(shù)字化車間基礎(chǔ)平臺(tái)
信息化系統(tǒng)集成,打通各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)
通過多種形式的數(shù)據(jù)接口,獲取現(xiàn)有的ERP、WMS等系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)并整合數(shù)據(jù)。
圖3 系統(tǒng)集成圖
設(shè)備數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng),打造設(shè)備全生命周期智能管理系統(tǒng)
杭州鯨云智能為中鼎精密下屬中鼎橡塑注塑一事業(yè)部/二事業(yè)部/吹塑事業(yè)部以及中鼎智能提供設(shè)備管理整體解決方案。
圖4 設(shè)備數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)價(jià)值:
實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與工藝一致監(jiān)控,提高產(chǎn)品合格率
設(shè)備狀態(tài)趨勢(shì)分析、設(shè)備自動(dòng)報(bào)警及維護(hù)工單處理的閉環(huán)
實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能運(yùn)維、提升設(shè)備綜合效率(OEE)15%,降低設(shè)備運(yùn)維成本約20%
構(gòu)建企業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)體系,助力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)實(shí)現(xiàn)智能制造
注塑設(shè)備數(shù)據(jù)采集,提供數(shù)據(jù)支撐
通過項(xiàng)目一期一階段的注塑機(jī)關(guān)鍵工位設(shè)備數(shù)據(jù)采集,通過工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)等實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備的接入和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集分析。
注塑機(jī)狀態(tài)監(jiān)控分析,設(shè)備預(yù)測維護(hù)
實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)警分析、維保分析,將設(shè)備事后維修轉(zhuǎn)為事前預(yù)防,提高企業(yè)設(shè)備生產(chǎn)效率,降低故障風(fēng)險(xiǎn),延長設(shè)備使用壽命。
圖5 注塑機(jī)運(yùn)行狀態(tài)組態(tài)圖
設(shè)備臺(tái)賬管理: 設(shè)備數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)中設(shè)備臺(tái)賬管理支持企業(yè)以結(jié)構(gòu)樹的方式管理所有設(shè)備資產(chǎn)信息。
圖6 設(shè)備臺(tái)賬管理
注塑機(jī)點(diǎn)巡檢保養(yǎng)管理
系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃自動(dòng)生成保養(yǎng)/點(diǎn)巡檢任務(wù),相關(guān)責(zé)任人員在移動(dòng)端及時(shí)收到任務(wù)提醒,并及時(shí)完成作業(yè)。
圖7 設(shè)備巡檢
注塑機(jī)維修知識(shí)庫,提升企業(yè)設(shè)備維修水平
系統(tǒng)支持企業(yè)建立設(shè)備維修工作流程,可在線發(fā)起設(shè)備故障報(bào)修,系統(tǒng)支持以圖片、視頻、文字方式記錄維修過程。
圖8 設(shè)備維修
注塑備品備件管理,提高庫存準(zhǔn)確性
中鼎精密備品備件管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)備品備件全生命周期的數(shù)字化運(yùn)營和管理,助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)全員生產(chǎn)性維護(hù)。
圖9 設(shè)備臺(tái)賬圖
移動(dòng)端應(yīng)用,快速操作查詢
設(shè)備數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)支持釘釘小程序移動(dòng)端應(yīng)用,為設(shè)備設(shè)置專用二維碼,通過掃描開展設(shè)備報(bào)修、待辦任務(wù)操作、設(shè)備報(bào)表查詢等功能。
圖10 移動(dòng)界面圖
模具數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)
模具數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模具開發(fā)申請(qǐng)、模具開發(fā)、試模檢驗(yàn)、送樣檢驗(yàn)、模具返修、試模驗(yàn)收入庫、模具維修、模具保養(yǎng)、模具異常處理、模具維修經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫管理、模具運(yùn)營績效分析等功能。
系統(tǒng)價(jià)值:
實(shí)現(xiàn)模具全生命周期的數(shù)字化運(yùn)營和管理,助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)全員生產(chǎn)性維護(hù)。
最終實(shí)現(xiàn)模具管理的智能化、高效化與精準(zhǔn)化。
模具數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)如下:
圖11 模具數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的架構(gòu)關(guān)
注塑模具開發(fā)管理,提高供應(yīng)鏈協(xié)同效率
通過發(fā)起模具開發(fā)申請(qǐng),生成模具開發(fā)任務(wù)來通知相關(guān)人員進(jìn)行模具開發(fā)工作。可協(xié)同中鼎精密模具相關(guān)技術(shù)人員、項(xiàng)目經(jīng)理、部門經(jīng)理與模具制造商(包括內(nèi)部/外部)之間進(jìn)行模具項(xiàng)目的制造過程進(jìn)度管理。
圖12 模具開發(fā)管理界面圖
注塑模具臺(tái)賬及庫存管理
模具臺(tái)賬針對(duì)已入庫的模具,進(jìn)行資產(chǎn)的出入庫、狀態(tài)、資產(chǎn)使用情況、使用次數(shù)、模具呆滯位置/周期進(jìn)行全方位管理,為模具后續(xù)的處置、成本攤銷提供原始數(shù)據(jù)。
圖13 模具臺(tái)賬界面圖
注塑模具保養(yǎng),延長模具壽命
系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)年度保養(yǎng)計(jì)劃提前生成月度保養(yǎng)計(jì)劃,然后根據(jù)月度保養(yǎng)計(jì)劃生成月度保養(yǎng)任務(wù),并發(fā)出提醒。
圖14 模具保養(yǎng)界面圖
注塑模具維修,減少停機(jī)停產(chǎn)
系統(tǒng)提供自動(dòng)/人工發(fā)現(xiàn)裝備故障,自動(dòng)/人工上報(bào),自動(dòng)推薦故障排除方法,最大限度減少故障導(dǎo)致的停機(jī)停產(chǎn)。
圖15 設(shè)備維修流程圖
注塑模具知識(shí)庫,提高維修效率
知識(shí)庫用于管理模具相關(guān)的工藝知識(shí)庫(工藝指導(dǎo)書)、點(diǎn)巡檢、維修、保養(yǎng)、異常處理等經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。
圖16 模具維修知識(shí)庫
注塑模具效率統(tǒng)計(jì)與報(bào)表管理
系統(tǒng)提供模具三率統(tǒng)計(jì)、模具使用效率、模具故障時(shí)間分析、模具故障類型分析、模具故障頻次分析等基于多維度的指標(biāo)分析體系。
同時(shí)提供各類分析報(bào)表,包括模具平均故障間隔(MTBF)、模具平均維修時(shí)間(MTTR)、模具異常分析。
工藝數(shù)字化管理系統(tǒng)
根據(jù)目前中鼎精密現(xiàn)狀,工藝數(shù)字化管理提供基于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化數(shù)采,實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑成型加工過程的工藝管理的系統(tǒng)功能。
系統(tǒng)價(jià)值:
系統(tǒng)幫助中鼎精密構(gòu)建企業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)庫,依據(jù)產(chǎn)品、設(shè)備、模具三元素構(gòu)建相應(yīng)體系,支持工藝標(biāo)準(zhǔn)庫的變更和版本管理;
同時(shí)加強(qiáng)注塑加工過程的工藝管理,系統(tǒng)提供通過移動(dòng)App在線調(diào)取產(chǎn)品工藝標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)工藝人員機(jī)臺(tái)的工藝參數(shù)設(shè)置操作,工藝參數(shù)設(shè)置后關(guān)聯(lián)數(shù)采平臺(tái)實(shí)時(shí)提取設(shè)備實(shí)際的工藝設(shè)置參數(shù),并和工藝標(biāo)準(zhǔn)庫進(jìn)行對(duì)比以校驗(yàn)工藝設(shè)置數(shù)據(jù)是否正確,及時(shí)保存最新工藝參數(shù)記錄;
幫助工藝調(diào)試人員提高工藝調(diào)試的效率,防止工藝設(shè)置錯(cuò)誤造成不良品。
系統(tǒng)同時(shí)提供監(jiān)控關(guān)鍵工藝參數(shù),包括注塑過程的溫度、時(shí)間等關(guān)鍵工藝成型參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,超過閾值進(jìn)行告警。
工藝標(biāo)準(zhǔn)庫,減少工藝出錯(cuò)
系統(tǒng)提供工藝臺(tái)賬管理是基于產(chǎn)品研發(fā)人員輸出的作業(yè)指導(dǎo)書,由產(chǎn)品、設(shè)備、模具三因子組成的一個(gè)唯一的工藝標(biāo)準(zhǔn)庫。
工藝調(diào)試,提高試制品成功率
系統(tǒng)可通過掃碼功能去掃描設(shè)備二維碼獲取當(dāng)前設(shè)備正在加工的生產(chǎn)訂單信息包括產(chǎn)品、設(shè)備、模具、原料等信息。
工藝監(jiān)控,減少產(chǎn)品不良率
系統(tǒng)提供基于物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)采集技術(shù),自動(dòng)按照各個(gè)班次、每個(gè)正在生產(chǎn)的設(shè)備做工藝檢查,并記錄當(dāng)前工藝參數(shù)信息是否符合標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)信息,檢查后的結(jié)果自動(dòng)生成工藝檢查報(bào)告。
統(tǒng)計(jì)分析,輔助工藝優(yōu)化
工藝統(tǒng)計(jì)、工藝調(diào)試數(shù)統(tǒng)計(jì)、平均工藝調(diào)試時(shí)間統(tǒng)計(jì)、工藝設(shè)定偏差告警趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)、工藝實(shí)際參數(shù)告警趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)提供圖表/報(bào)表的靈活切換功能;可突出反饋工藝異常和預(yù)警信息。
車間生產(chǎn)數(shù)字化運(yùn)營系統(tǒng)
根據(jù)中鼎精密生產(chǎn)車間現(xiàn)實(shí)情況以及信息化現(xiàn)狀,目前主要針對(duì)車間的物料配送與生產(chǎn)投料、SAP生產(chǎn)訂單下達(dá)后生產(chǎn)制造執(zhí)行、生產(chǎn)過程質(zhì)量檢測控制進(jìn)行數(shù)字化系統(tǒng)集成管理。
車間物料管理,實(shí)現(xiàn)物料精準(zhǔn)管控
實(shí)現(xiàn)中鼎精密物料的高效精準(zhǔn)配送管理,建立完備的物料追溯體系,建立注塑物料及產(chǎn)成品全流程的信息追溯體系
車間生產(chǎn)執(zhí)行管理,提高報(bào)工效率
可為中鼎精密提供合理化的生產(chǎn)執(zhí)行流程設(shè)計(jì),提供注塑加工執(zhí)行到后道處理、成品倉儲(chǔ)全業(yè)務(wù)流程的生產(chǎn)過程執(zhí)行管控;利用條碼化+數(shù)據(jù)采集的手段,并通過設(shè)置合理數(shù)量的關(guān)鍵采集點(diǎn),將生產(chǎn)批次與人員、機(jī)臺(tái)、物料、產(chǎn)品、工藝、工程參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),建立產(chǎn)成品的生產(chǎn)加工全生命周期的信息追溯體系.
車間質(zhì)量管理,提升產(chǎn)品質(zhì)量
幫助中鼎精密車間質(zhì)量提供標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場缺陷,并進(jìn)行質(zhì)檢處理,實(shí)現(xiàn)注塑產(chǎn)品品質(zhì)的全生命周期管理
經(jīng)營指標(biāo)駕駛艙
經(jīng)營指標(biāo)體系主要智能工廠指標(biāo)體系,主要根據(jù)經(jīng)營指標(biāo)細(xì)化業(yè)務(wù)指標(biāo)和操作指標(biāo);業(yè)務(wù)指標(biāo),主要包含效率、質(zhì)量、成本、交期、安全、士氣。
3. 網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)或安全互聯(lián)架構(gòu)
1、網(wǎng)絡(luò)安全
采取縱深防御策略,遵循區(qū)域劃分、邊界隔離、鏈路防護(hù)、通信管控的原則,對(duì)中鼎精密數(shù)字化工廠系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行有針對(duì)性的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。采用Kubernetes集群的安全機(jī)制,對(duì)平臺(tái)各個(gè)功能按模塊化劃分,通過云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)安全分組分域管控;結(jié)合企業(yè)云主機(jī)安全、態(tài)勢(shì)感知服務(wù)、WEB應(yīng)用防火墻(WAF)、Web漏洞掃描、Anti-DDoS流量清洗服務(wù),通過VPC(Virtual Private Cloud)私有云上自定義多維度、多層次的邏輯隔離網(wǎng)絡(luò)空間,自定義網(wǎng)段劃分、IP地址和路由策略等,并通過安全組和網(wǎng)絡(luò)ACL規(guī)則等實(shí)現(xiàn)多層安全防護(hù),實(shí)現(xiàn)訪問控制和安全隔離服務(wù)。
圖 17 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)圖
2、接入安全
中鼎精密數(shù)字化工廠系統(tǒng)平臺(tái)通過對(duì)設(shè)備接入身份渠道鑒權(quán),設(shè)備數(shù)據(jù)TLS/DTLS網(wǎng)絡(luò)安全傳輸,保障設(shè)備接入安全,其詳細(xì)加密方式如下:針對(duì)傳感器設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、普通設(shè)備數(shù)據(jù)接入,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)為每個(gè)設(shè)備頒發(fā)唯一的認(rèn)證證書(當(dāng)公鑰算法為RSA時(shí),消息的結(jié)構(gòu)遵循PKCS#7;當(dāng)公鑰算法為SM2時(shí),消息的結(jié)構(gòu)遵循GM/TCCCCC)或密鑰(采用RSA算法生成公鑰和私鑰,遵循國密標(biāo)準(zhǔn)GM/T0018-2012),基于X509證書、預(yù)共享秘鑰、安全令牌方式,實(shí)現(xiàn)設(shè)備接入身份渠道鑒權(quán)。每個(gè)接入云平臺(tái)的設(shè)備都在本地存儲(chǔ)證書或密鑰,每次與云端建立連接時(shí),以便云端安全組件核查通過。引入TLS/DTLS網(wǎng)絡(luò)安全傳輸協(xié)議,保障設(shè)備數(shù)據(jù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)接入安全傳輸。
針對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入,中鼎精密數(shù)字化工廠系統(tǒng)平臺(tái)開放安全API接口,采用Token機(jī)制,校驗(yàn)數(shù)據(jù)接入身份合法性;token+簽名認(rèn)證,對(duì)所有請(qǐng)求服務(wù)端接口參數(shù)做加密生成簽名,并將簽名作為請(qǐng)求參數(shù)一并傳到服務(wù)端,服務(wù)端接受到請(qǐng)求同時(shí)要做驗(yàn)簽的操作,簽名不一致,服務(wù)端需要攔截該請(qǐng)求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可識(shí)別一些惡意請(qǐng)求,對(duì)接口訪問頻率設(shè)置一定閾值,對(duì)超過閾值的請(qǐng)求進(jìn)行屏蔽及預(yù)警,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)過載保護(hù)。構(gòu)建異常統(tǒng)一處理框架,將服務(wù)可能出現(xiàn)的異常做統(tǒng)一封裝,返回固定的code與msg,防止程序堆棧信息暴露。
3、數(shù)據(jù)安全
針對(duì)數(shù)據(jù)本身,通過數(shù)據(jù)核驗(yàn)加密、數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理、數(shù)據(jù)訪問身份認(rèn)證等技術(shù),通過現(xiàn)代密碼算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)保護(hù),包括數(shù)據(jù)保密、數(shù)據(jù)完整性、雙向強(qiáng)身份認(rèn)證等;基于可靠的加密算法安全體系,包括對(duì)稱加密:DES加密、3DES加密及AES加密,非對(duì)稱加密RSA加密,HASH算法、MD5、數(shù)字簽名、支持國際通用加密算法SM2/3/4算法,保證數(shù)據(jù)不可篡改。針對(duì)敏感數(shù)據(jù)傳輸、處理與存儲(chǔ)機(jī)制,建立數(shù)據(jù)敏感標(biāo)記策略和敏感標(biāo)記附加機(jī)制,綁定數(shù)據(jù)與標(biāo)記,便于執(zhí)行安全策略。引入?yún)^(qū)域鏈技術(shù),以其明顯的去中心化特點(diǎn),提升中鼎精密數(shù)字化工廠系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)隱私性和安全性,并在區(qū)域鏈強(qiáng)大的加密算法、共識(shí)機(jī)制、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用下,保障數(shù)據(jù)安全。
針對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),通過容災(zāi)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)等手段,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)安全體系中,主備庫、備份、容災(zāi)備份構(gòu)成了多份數(shù)據(jù)副本,通過OSS存儲(chǔ)或異地FTP服務(wù)器的接入方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異地備份。備份任務(wù)完成后,備份文件實(shí)時(shí)上傳至異地FTP服務(wù)器或OSS存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多份存儲(chǔ),保障數(shù)據(jù)可靠性。
常規(guī)數(shù)據(jù)恢復(fù)通過異地全備文件中的最新備份進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)例級(jí)別恢復(fù),將備份文件傳輸至恢復(fù)服務(wù)器,在恢復(fù)服務(wù)器進(jìn)行全量數(shù)據(jù)恢復(fù)。時(shí)間點(diǎn)恢復(fù),在本地文件保存完好,且未出現(xiàn)物理或邏輯損壞的情況下,將備份文件以及備份時(shí)間點(diǎn)之后的文件傳輸至恢復(fù)服務(wù)器,數(shù)據(jù)增量方式恢復(fù)至故障前的時(shí)間點(diǎn)。針對(duì)大型故障,導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫無法訪問以及備份文件丟失的情況時(shí),通過異地災(zāi)備機(jī)房下載備份文件全量數(shù)據(jù)恢復(fù)至恢復(fù)服務(wù)器。
4、代碼安全
中鼎精密數(shù)字化工廠系統(tǒng)平臺(tái)業(yè)務(wù)代碼采用混淆(obfuscation)機(jī)制、業(yè)務(wù)代碼精簡、壓縮等方式,有效減低代碼的可讀性,防止被追蹤出程序邏輯。業(yè)務(wù)源代碼中聲明其調(diào)用的API,并對(duì)調(diào)用的API行為進(jìn)行檢測,保障調(diào)用API接口安全性。采用數(shù)據(jù)安全隔離技術(shù)(DSA),通過虛擬底層驅(qū)動(dòng)加密隔離技術(shù),對(duì)源代碼數(shù)據(jù)隔離達(dá)到的安全性更高。在發(fā)版前對(duì)提交的源代碼進(jìn)行安全審核,確保代碼不包含惡意代碼、惡意行為等,通過開發(fā)環(huán)境對(duì)代碼簽名機(jī)制,通過簽名驗(yàn)證的應(yīng)用程序可信度。針對(duì)平臺(tái)已上線業(yè)務(wù)應(yīng)用代碼進(jìn)行抽查,針對(duì)違規(guī)、可疑行為等進(jìn)行自動(dòng)和人工相結(jié)合的方式處理。
5、工業(yè)控制安全
建立工業(yè)防火墻、異常檢測、計(jì)算機(jī)防病毒及主動(dòng)防御,通過工控系統(tǒng)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)包深度檢測、實(shí)時(shí)工業(yè)通訊協(xié)議行為解析、網(wǎng)絡(luò)異常數(shù)據(jù)報(bào)警及追溯、未知設(shè)備接入報(bào)警、可信計(jì)算終端防護(hù)等技術(shù)手段,保證工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)安全。
6、應(yīng)用安全
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)感知提供49類病毒引擎,為用戶提供24小時(shí)的全方位防護(hù)服務(wù),實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)運(yùn)行安全狀態(tài)。針對(duì)發(fā)現(xiàn)安全隱患,通過攻擊路徑回溯,并對(duì)歷史告警進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的跟蹤關(guān)聯(lián),通過告警回溯,展示攻擊的整個(gè)過程并回溯到原始事件,并輸出平臺(tái)安全態(tài)勢(shì)感知報(bào)告,保障工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)整體安全和平臺(tái)內(nèi)部應(yīng)用安全。
訪問安全
通過建立統(tǒng)一的訪問機(jī)制和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)權(quán)控制,限制用戶的訪問權(quán)限和所能使用的計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源,實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)重要資源的訪問控制和管理,防止用戶非法訪問。
三、下一步實(shí)施計(jì)劃
圖 18 中鼎精密數(shù)字化工廠項(xiàng)目總體規(guī)劃
二期項(xiàng)目計(jì)劃
搭建中鼎精密集團(tuán)數(shù)據(jù)管理及處理平臺(tái),以及建設(shè)供應(yīng)鏈數(shù)字運(yùn)營系統(tǒng)(銷售/計(jì)劃/采購協(xié)同)、研發(fā)及質(zhì)量管理運(yùn)營系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)等。
三期項(xiàng)目計(jì)劃
建設(shè)中鼎精密智能化工廠操作平臺(tái)系統(tǒng),建設(shè)中鼎精密數(shù)字孿生工廠,實(shí)現(xiàn)中鼎精密智能工廠的設(shè)備智能化運(yùn)維、生產(chǎn)智能化控制、經(jīng)營決策智能化等場景應(yīng)用。
四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果
1. 項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)
項(xiàng)目先進(jìn)性:
圖 19 中鼎精密數(shù)字化工廠平臺(tái)業(yè)務(wù)架構(gòu)
根據(jù)中鼎精密的數(shù)智化工廠平臺(tái)業(yè)務(wù),整體上按照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及智能工廠技術(shù)架構(gòu),共部署5層業(yè)務(wù)架構(gòu),包括信息物理層、邊緣層、工業(yè)IaaS層、工業(yè)PaaS層(平臺(tái)層)、工業(yè)SaaS層(包括業(yè)務(wù)數(shù)字化和場景智能化)
信息物理層主要為注塑機(jī)、硫化機(jī)、數(shù)控機(jī)床等車間運(yùn)行的注塑件加工設(shè)備,同時(shí)在以后的智能化擴(kuò)展中針對(duì)控制系統(tǒng)與各類傳感器也是處理的對(duì)象。
邊緣層主要為實(shí)現(xiàn)IOT物聯(lián)數(shù)采,包括注塑工業(yè)網(wǎng)關(guān) 、物聯(lián)終端、物聯(lián)模塊等;同時(shí)也包括基于云邊端技術(shù)架構(gòu)在邊緣側(cè)處理工廠參數(shù)控制優(yōu)化的AIOT控制器和可處理設(shè)備可預(yù)測性維護(hù)的設(shè)備邊緣計(jì)算器。
工業(yè)IaaS層:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與安全及調(diào)度可進(jìn)行云化部署及私有化部署。
工業(yè)PaaS層:包括通用平臺(tái)層和行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)層;通用平臺(tái)層包括容器化管理和微服務(wù)框架;行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)層主要以建設(shè)中鼎精密行業(yè)級(jí)大數(shù)據(jù)處理中心,以及智能工廠核心平臺(tái)組件為主,包括構(gòu)建數(shù)字孿生工廠的圖形引擎組件、鏈接硬件/軟件/算法的驅(qū)動(dòng)引擎組件、提供基礎(chǔ)服務(wù)的公共組件,構(gòu)建工業(yè)智能應(yīng)用的注塑行業(yè)工業(yè)機(jī)理模型、工業(yè)AI模型中心;為應(yīng)用層提供各類專業(yè)應(yīng)用組件調(diào)用及功能實(shí)現(xiàn)。
工業(yè)SaaS層:應(yīng)用層主要包括業(yè)務(wù)數(shù)字化和場景智能化;
場景智能創(chuàng)新點(diǎn):圍繞中鼎精密注塑、硫化等制造過程中人、機(jī)、料、法、環(huán)場景,依托于中鼎精密數(shù)字化工廠平臺(tái)應(yīng)用層提供的大數(shù)據(jù)中心,智能工廠OS組件庫(圖形引擎/驅(qū)動(dòng)引擎/公共組件)、注塑行業(yè)化工業(yè)AI模型庫等AI能力為園區(qū)及制造車間的系統(tǒng)化場景提供智能化集成解決方案和場景點(diǎn)的應(yīng)用,并構(gòu)建整體園區(qū)、廠區(qū)數(shù)字孿生智能工廠底座;
1.可實(shí)時(shí)監(jiān)測園區(qū)及車間的工況環(huán)境、異常點(diǎn)(設(shè)備、環(huán)境、產(chǎn)品、人員、物流運(yùn)輸),實(shí)現(xiàn)整廠及園區(qū)全面感知、全面決策分析、智能預(yù)測、智能預(yù)警、異常處理反饋控制閉環(huán)。
2.實(shí)現(xiàn)注塑、硫化等設(shè)備的健康運(yùn)維及可預(yù)測性維護(hù),結(jié)合注塑機(jī)、硫化機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行機(jī)理模型,利用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)中的小波分析、隨機(jī)森林、傅里葉變換、CNN等算法,對(duì)注塑硫化類設(shè)備進(jìn)行故障分析定位,結(jié)合設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)設(shè)備健康評(píng)估和故障預(yù)測;提升設(shè)備的精準(zhǔn)故障診斷,減少設(shè)備故障維修頻次,提升設(shè)備利用效率。
3.針對(duì)注塑、硫化過程的生產(chǎn)狀況提供工藝智能化控制. 結(jié)合注塑及硫化過程機(jī)理模型及工藝知識(shí)庫,實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑及硫化工藝不良的根因定位,以及利用工業(yè)AI算法模型對(duì)工藝不良參數(shù)實(shí)現(xiàn)分析,構(gòu)建注塑及硫化過程知識(shí)圖譜,實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)的反饋控制及工藝參數(shù)優(yōu)化。
4.可結(jié)合研發(fā)設(shè)計(jì)需求,提供產(chǎn)品仿真分析,優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
5.在經(jīng)營層面,提供指標(biāo)優(yōu)化、路徑優(yōu)化、智能決策等工業(yè)AI能力,如在訂單執(zhí)行的流程狀態(tài)提供生產(chǎn)智能化調(diào)度控制;如優(yōu)化車間物流狀態(tài),提供智能倉儲(chǔ)和智能配送的優(yōu)化和異常問題閉環(huán)處理.
6.可結(jié)合質(zhì)量管控體系和QC要求,在QC四大制程中,提供工業(yè)視覺檢測裝備和視覺檢測系統(tǒng),全面采集質(zhì)量缺陷數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的根因定位;以機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)為工具開發(fā)注塑行業(yè)產(chǎn)品缺陷的模型,以云邊端架構(gòu)為基礎(chǔ)開發(fā)注塑產(chǎn)品缺陷檢測的云端訓(xùn)練和本地檢測的系統(tǒng)和裝備部署,實(shí)現(xiàn)注塑缺陷檢測的無人化、智能化。
業(yè)務(wù)數(shù)字化主要基于行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)層功能基礎(chǔ)上:
1:打造以設(shè)備數(shù)采(IOT)為基礎(chǔ)的注塑機(jī)、硫化機(jī)等車間設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,實(shí)現(xiàn)設(shè)備物聯(lián),可對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、持續(xù)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、OEE各項(xiàng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析等;并圍繞在注塑產(chǎn)品制造過程中設(shè)備的購置、設(shè)備點(diǎn)巡檢、維保運(yùn)維實(shí)現(xiàn)全生命周期管理;對(duì)制造過程中所生產(chǎn)的注塑產(chǎn)品類型進(jìn)行模具/工裝夾具的設(shè)計(jì)開發(fā)、現(xiàn)場存儲(chǔ)管理、現(xiàn)場安裝調(diào)試、修模換夾進(jìn)行一體化輔助工裝管理。實(shí)現(xiàn)中鼎精密制造過程的裝備智能化。
2.圍繞銷售-計(jì)劃-采購-材料倉儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)材料供應(yīng)的一體化管理,根據(jù)銷售訂單進(jìn)行計(jì)劃分解,形成物料需求計(jì)劃,生成采購需求,轉(zhuǎn)化采購訂單,對(duì)采購進(jìn)行全業(yè)務(wù)流程管理,并對(duì)注塑粒子進(jìn)行各類包裝和庫位倉儲(chǔ)管理,實(shí)現(xiàn)材料流轉(zhuǎn)及存儲(chǔ)的全生命周期管理。
3.圍繞 計(jì)劃-生產(chǎn)-車間執(zhí)行-成品倉儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)、生產(chǎn)訂單分解、派工、車間過程投料及產(chǎn)品成型、裝配及包裝、發(fā)貨等生 產(chǎn)執(zhí)行的全過程管理,針對(duì)生產(chǎn)過程的人員、設(shè)備、工藝、物料、質(zhì)量進(jìn)行全方位資源優(yōu)化分配。通過對(duì)中鼎精密車間數(shù)字化的改造,實(shí)現(xiàn)車間管理的生產(chǎn)透明化,包括車間生產(chǎn)進(jìn)度、物料狀態(tài)、加工信息、庫存余量的實(shí)時(shí)監(jiān)控與反饋;實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的信息化,為生產(chǎn)作業(yè)提供準(zhǔn)確的信息支持,為管理者進(jìn)行生產(chǎn)控制提供正確的數(shù)據(jù)依據(jù);實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度的可視化管理,為生產(chǎn)作業(yè)精確進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的暫停、插入、提前、延時(shí)等調(diào)度工作;實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量追溯的全生命周期管理,對(duì)注塑產(chǎn)品制造過沖中的質(zhì)量信息、質(zhì)量問題進(jìn)行閉環(huán)處理,并回溯產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。
4.針對(duì)注塑產(chǎn)品研發(fā),提供產(chǎn)品試制、材料實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品工藝確定等研發(fā)全業(yè)務(wù)流程管理。
2. 實(shí)施效果
可支撐中鼎精密集團(tuán)未來5年的快速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)15方向優(yōu)化改善。
企業(yè)主數(shù)據(jù)維護(hù):對(duì)企業(yè)的各種主數(shù)據(jù)范圍進(jìn)行定義;對(duì)各種主數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、維護(hù)、以及主數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)的分發(fā)流轉(zhuǎn)進(jìn)行規(guī)范化管理,保障主數(shù)據(jù)的唯一性、完整性和準(zhǔn)確性。
打造數(shù)字車間:實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)運(yùn)營業(yè)務(wù)80%數(shù)字化,關(guān)鍵業(yè)務(wù)過程和績效可自動(dòng)度量。
車間異常管理:實(shí)現(xiàn)車間各種異常事件規(guī)范化管理,異常處理績效可度量,異常處理效率明顯提升。
車間物料管控:實(shí)現(xiàn)對(duì)車間各種物料的規(guī)范化管理,保障線邊倉物料準(zhǔn)確性;對(duì)余料和回料實(shí)現(xiàn)有效管控,減少浪費(fèi),提升物料利用率;物料實(shí)現(xiàn)批次管理和可追溯性;
庫存準(zhǔn)確性:保障車間中轉(zhuǎn)倉和線邊倉庫存數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;
外協(xié)件供應(yīng)和管理:決外協(xié)件供應(yīng)不及時(shí)、外協(xié)件來料檢驗(yàn)時(shí)間長、外協(xié)件的一次檢驗(yàn)合格率低、緊急放行常態(tài)化、外協(xié)件領(lǐng)料等待時(shí)間長等問題,提升外協(xié)件供應(yīng)及時(shí)性,減少停機(jī)待料、實(shí)現(xiàn)合理庫存。
計(jì)劃體系和組織:搭建適合中鼎的供應(yīng)鏈計(jì)劃體系和供應(yīng)鏈計(jì)劃組織。
需求計(jì)劃和供應(yīng)計(jì)劃:對(duì)需求預(yù)測策略、需求計(jì)劃制定、綜合生產(chǎn)計(jì)劃、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、排產(chǎn)計(jì)劃、采購計(jì)劃、資源需求計(jì)劃、能力需求計(jì)劃等進(jìn)行定義和制定,提升計(jì)劃的合理性;
提升工藝質(zhì)量:找到工藝改善和質(zhì)量預(yù)防措施來提升工藝質(zhì)量,減少質(zhì)量成本,提升生產(chǎn)效率
裝備智能化運(yùn)營:裝備運(yùn)維(設(shè)備、模具、夾具、工裝等)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)90%的數(shù)字化,運(yùn)維過程績效全程可測量;降低裝備的故障率,提升裝備的運(yùn)維效率,提升裝備的OEE;
項(xiàng)目管理:實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品研發(fā)(從項(xiàng)目立項(xiàng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、過程設(shè)計(jì)開發(fā)、產(chǎn)品和過程確認(rèn)到量產(chǎn)交付全過程)項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)數(shù)字化,提高新產(chǎn)品的開發(fā)協(xié)同效率。
經(jīng)營駕駛艙:規(guī)范化公司的經(jīng)營指標(biāo)體系,形成公司的規(guī)范化的經(jīng)營指標(biāo)報(bào)表和看板。
持續(xù)改善文化:從組織、制度、考核、激勵(lì)、思想意識(shí)、培訓(xùn)等方面打造持續(xù)改善的文化
組織和文化:人才培養(yǎng) 構(gòu)建與數(shù)字化轉(zhuǎn)型相匹配的組織、培養(yǎng)數(shù)字化人才梯隊(duì)、提升員工的“數(shù)”商。
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