虹科讲堂 | 离散型制造业数字化转型

应用场景-智能制造

导语

        2021年3月11日，十三届全国人大四次会议表决通过了关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要的决议。其中，重点提到要推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。

        对于制造业，要利用数字技术赋能制造业绿色低碳转型。利用人工智能、大数据和云计算等技术，实时采集运行数据，强化数据分析和价值挖掘，实现精准预测需求、设备远程监测和能耗管理，精细管理工业企业工艺、制造、物流等各个环节，可以有效降低企业成本，提高企业效率。在数字化环境下，企业价值创造模式由传统线性向链条式、网络化转变，使得传统企业之间竞合方式趋于生态化、平台化。

一、离散性制造业数字化转型的难点

        顺应时代潮流发展，制造业企业在纷纷进行数字化转型，但是对于离散型制造业来说，其数字化转型没有那么容易实现，面临的困难和挑战会比较多。
        与流程型制造业不同，离散型制造业指企业的产品通常会被分解成很多加工任务生产，最后装配而成。在数字化转型的过程中，首先就要面对因为不连续的加工工序产生的问题：
 
1、单机设备自动化软件的结构化和柔性化不足，缺少开放式接口，设备间缺少统一的互联互通标准；
2、数据采集困难，缺少完整的数据集成应用架构；
3、装备和产线自动化软件系统薄弱，软件升级维护困难。

二、 离散性制造业数字化转型方向

        针对离散型制造业在数采层面的问题，可以考虑尝试具备数采能力的边缘计算设备。边缘计算设备促使边缘计算被广泛地应用在不同行业，它们能够用于完成不同的任务，具体取决于为其配置的软件应用程序或功能。
        在制造业中，边缘设备发挥着为车间带来低延迟处理的重要作用，这使得通过数据驱动的策略优化生产变得可行。简而言之，我们可以使用边缘计算从遗留设备中收集机器数据，并将捕获的数据用于整体设备效率 (OEE) 计算。
        在不改变现有架构的情况下，接入边缘计算设备可以轻松实现OT端和IT段对接，面向OT端支持数据对接，面向IT端支持数据上云，对接企业系统，这是企业快捷实现数字化转型的方法之一。

三、 案例解读 

        接下来通过一个边缘计算设备给大家举例说明，下图是虹科工业树莓派的系统框架图。

        虹科工业树莓派的定位为数据采集控制器和边缘计算设备。数据采集方面，它支持通过IO模块扩展的方式扩展需要的IO点位，实现柔性扩展，包括现在使用的时候可能不需要那么多IO点位，但是后期随着升级转型，需要监测的状态变多，就可以通过添加IO模块的方式实现，不需要更换控制器。其次支持多种从站网关模块，可以作为多种现场总线的从站设备。支持多种现场总线，支持作为多个现场总线主站，包括了MODBUS TCP/RTU、EtherCAT、Profinet、CANopen等。还支持多种辅助工具开发，例如CODESYS、Node-red等多种快捷开发工具，快速实现需求功能。
        虹科工业树莓派搭载CM4S计算模块，使用Linux系统，开源性强，支持多种方式计算机编程语言。数据通过IO模块和现场总线协议上传到虹科工业树莓派，在虹科工业树莓派内通过计算机编程语言实现数据过滤、数据处理、数据筛选。对于实时性要求高的控制需求可以在虹科工业树莓派实现，直接反馈信号给执行设备；需要进行监测的数据则可以通过MQTT、OPC UA等协议上传至云平台或对接企业系统，实现系统监测。
        基于虹科工业树莓派的特点，这一边缘计算设备能够很好地解决离散型制造业数字化转型过程中的遇到的难点、痛点，帮助该类型企业抓住转型机遇，踏上数字化转型之路，不断催生新价值，提高市场竞争力。

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