物联网与工业自动化的关系.pptx

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1、工业自动化工业自动化工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化工业自动化系统系统硬件硬件软件软件自动化设备自动化设备仪表测仪表测量设备量设备计算机硬件计算机硬件PLC、传感器、断路器等、传感器、断路器等压力、温度、流量仪压力、温度、流量仪器仪表，阀门等器仪表，阀门等嵌入式、工业、工控计算机嵌入式、工业、工控计算机自动化软件自动化软件CAD/CAM,数据库软数据库软件，数据分析软件等件，数据分析软件等通信系统通信系统网络交换机、视频监视网络交换机、视频监视设备、通信连接器等设备、通信连接器等第1页/共21页工业自动

2、化中的远程控制工业自动化中的远程控制远程控制是工业自动化的重要组成部分传感器传感器1传感器传感器2控制器控制器1控制器控制器2服务器服务器互联网互联网远程控制远程控制计算机计算机用户用户1用户用户2用户用户3信信息息处处理理人人机机交交互互数数据据存存储储数数据据传传输输数数据据收收集集数数据据反反馈馈物物联联网网的的体体系系架架构构第2页/共21页物联网的体系架构物联网的体系架构物联网物联网感知层感知层网络层网络层应用层应用层传感器、传感器、RFID、二维码等技术、二维码等技术Internet、移动通信网、无线传、移动通信网、无线传感网络等感网络等智能医疗、环境监测、智能城市、智能医疗、环境

3、监测、智能城市、工业自动化等工业自动化等物联网是通过物联网是通过RFID 技术、无线传感器技术以及定位技术等自动识别、采技术、无线传感器技术以及定位技术等自动识别、采集和感知获取物品的标识信息、物品自身的属性信息和周边环境信息集和感知获取物品的标识信息、物品自身的属性信息和周边环境信息，借助各种电子信息借助各种电子信息 传输技术将物品相关信息聚合到统一的信息网络中，传输技术将物品相关信息聚合到统一的信息网络中，并利用云计算、模糊识别、数据挖掘以及语义分析等各种智能计算技术并利用云计算、模糊识别、数据挖掘以及语义分析等各种智能计算技术对物品相关信息进行分析融合处理，最终实现对物品相关信息进行分析

4、融合处理，最终实现对物理世界的高度认知和对物理世界的高度认知和智能化的决策控制智能化的决策控制。上上第3页/共21页物联网与工业自动化物联网与工业自动化物联网目的是实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制。工业自动化包含采集、传输、计算等环节，而物联网是全面感知（感知层）、可靠传递（网络层）、智慧处理（应用层），两者是相通的。工业远程控制包括信号监测、数据交互、数据分析、运行控制等多个方面的内容。而物联网则包括全面识别、信息传输、智能化处理等功能和作用，二者具有诸多相似之处。物联网强调的海量数据处理、无线通信传输、智能化控制。而工业远程控制主要对象是物，例如生产设备、生产流程和过程等，这可以

5、通过物联网技术来实现。第4页/共21页工业物联网的工业物联网的实现条件实现条件提供的数据接口，将各生产设备从物理上连接成一个网络，利用协提供的数据接口，将各生产设备从物理上连接成一个网络，利用协议转换软件将网络组成一个通用的议转换软件将网络组成一个通用的IP网络。网络。主要包括：主要包括：u利用信息平台来设置生产参数，如个数、长度、重量等。利用信息平台来设置生产参数，如个数、长度、重量等。u自动抄录各种生产数据。自动抄录各种生产数据。u按时段自动统计生产量。按时段自动统计生产量。u实时获取和告知生产现场的当前数据。实时获取和告知生产现场的当前数据。u计算每台设备的单位时间生产能力，根据这些数据

6、来为每台生产计算每台设备的单位时间生产能力，根据这些数据来为每台生产设备设置生产参数，合理配置生产任务。设备设置生产参数，合理配置生产任务。一、生产设备互联一、生产设备互联实现生产数据的完整融合实现生产数据的完整融合第5页/共21页工业物联网的工业物联网的实现条件实现条件利用RFID等识别定位技术来标识生产过程中使用的原材料、半成品和成品，并利用物联网技术将该系统接入计算机网络，完成对物品数量、所处位置、责任人员信息等的数字化管理。主要包括：u物品识别和定位u原材料消耗数量的自动统计u半成品、成品数量的自动统计u基于RFID的仓库管理：采购、库存、消耗数量之间的自动核对u按时段统计原材料的损耗

7、二、物品识别定位系统二、物品识别定位系统建立人与物、物与物的联系建立人与物、物与物的联系第6页/共21页工业物联网的实现条件工业物联网的实现条件利用设备的数字接口获取该设备的内部参数和运行过程中的动态参数，利用无线传输技术和公众网络将人与设备连接起来，利用信息技术对这些数据进行管理，并根据企业生产管理的要求作出相应的处理。主要包括：u实时获取生产现场各生产设备的当前状态u按时段统计各生产设备的故障率u故障呼叫，按序分时呼叫相应的设备维护责任人员。u掉电保持，备用电源可保存生产设备掉电时的各种参数，以便上电时恢复生产三、设备状态检测和故障呼叫三、设备状态检测和故障呼叫涉及对数据分析处理涉及对数据

8、分析处理第7页/共21页工业物联网的实现条件工业物联网的实现条件四、能耗自动检测系统五、生产现场重要信息远程告知六、生产配件和产品防盗系统七、生产考核系统八、环保监测系统第8页/共21页工业物联网的设计工业物联网的设计一、生产追溯管理系统二、安全综合监控管理系统三、仓储物流管理系统受时间限制，后面将以生产追溯管理系统为例进行详细介绍。第9页/共21页生产追溯管理系统生产追溯管理系统（MTS）生产追溯管理系统要实现的总体目标是：实现生产流水线的每个工序的生产状况以及在生产过程中的数据操作的准确化和系统化，建立产品生产控制跟踪，实现从成品到半成品到原料的可监控可追溯，从而完成产品生产的内部流程追溯

9、管理以及外部进出的源头追溯和数据管理。系统采用 RFID 或条码或两者同时的编码方式进行数据管理和追溯。保证从每个单位物料到产品的唯一性第10页/共21页生产追溯管理系统基本功能生产追溯管理系统基本功能通过对物料的 ID(BarCode 或 RFID)进行扫描，来记录部品的使用及现有状况和来源。通过对半成品的在生产中的所经历过的工序记录和数据统计来跟踪其生产细节，可以在返品或者生产过程中能够追踪到在生产中的哪道工序、哪些物料、哪个机型、哪些人员等等存在问题，并可以采取相应的措施来进行修补。通过对成品的包装、入库、库内调整、出库、还有质检等工序记录、统计来跟踪成品在最后阶段的状况以便需要时进行查

10、询操作。最后实现对整个生产从部品到半成品到成品的单个、类别以及全部的产品追溯、质量控制和流程管理，建立完整的生产追溯管理系统平台。第11页/共21页工业自动化的升级工业自动化的升级工业工业4.0工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划利用物联信息系统 工业4.0是工业自动化发展的趋势，工业自动化是工业4.0的重要前提之一。以下的内容将以工业4.0为代表，讲述工业自动化结合物联网的案例。供应供应 制造制造 销售销售数据化数据化 智慧化智慧化个性化产品个性化产品第12页/共21页工业工业4.0结合物联网的案例结合物联网的案例案例案例 新能源电池新能源电池u传统行业背景：传统行业背景：工艺是核心

11、工艺是核心，工艺水平高低及成熟度直接决定产品质量及效率；，工艺水平高低及成熟度直接决定产品质量及效率；生产生产管理复杂管理复杂；设备设备种类多种类多，自动化设备及产线较多，自动化设备及产线较多；质量要求高，在产品发生质量问题后，需质量要求高，在产品发生质量问题后，需追溯追溯完整加工及物料链；完整加工及物料链；信息化薄弱，信息化薄弱，设计设计/工艺工艺/质量质量/计划计划/制造等数据分离制造等数据分离，无法自动流转；，无法自动流转；第13页/共21页存在的问题存在的问题问题问题现状现状计划与排产体系计划与排产体系生产过程管理生产过程管理工厂物流与仓库工厂物流与仓库设备数据采集设备数据采集与管理与

12、管理人工排定生产计划；人工排定生产计划；缺乏系统化、图形化的排产工具；缺乏系统化、图形化的排产工具；材料部、电芯部等生产过程以人工操作为主；材料部、电芯部等生产过程以人工操作为主；缺少各个环节数据采集和实时透明化的手段；缺少各个环节数据采集和实时透明化的手段；人工方式管理来料、出入库、领料、入库过人工方式管理来料、出入库、领料、入库过程；原始物流未做到基于批次的信息化管理；程；原始物流未做到基于批次的信息化管理；关键设备状态、产出数量、工艺参数等未得到关键设备状态、产出数量、工艺参数等未得到采集；设备的例行维护保养人工管理；采集；设备的例行维护保养人工管理；检验与产品品质检验与产品品质发生质量

13、问题无法追溯所有步骤物料及生产状发生质量问题无法追溯所有步骤物料及生产状况；缺乏质量检测数据采集和分析的系统工具。况；缺乏质量检测数据采集和分析的系统工具。第14页/共21页解决方案解决方案u建立动力电池行业自己的建立动力电池行业自己的MES系统系统n实时质量实时质量监控监控，建立产品质量，建立产品质量“计划计划-采集采集-分析分析-改善改善”完整的完整的质量循环流程，将质量的事后补救改为事先预防；质量循环流程，将质量的事后补救改为事先预防；n通过通过数采数采，密切关注工艺参数，尽可能保障锂电池的工艺安全，在，密切关注工艺参数，尽可能保障锂电池的工艺安全，在有问题时及时排除；有问题时及时排除；

14、n实现生产过程的实现生产过程的可追溯性可追溯性，建立产品从，建立产品从“材料材料-电芯电芯-模组模组-包装包装”一个完整的计划执行流程，在发生产品质量问题时，可快速定位一个完整的计划执行流程，在发生产品质量问题时，可快速定位问题源；问题源；n推行无纸化生产管理，节约人力成本；推行无纸化生产管理，节约人力成本；n建立完整的设备管理体系及评价指标；建立完整的设备管理体系及评价指标；n利用利用大数据分析大数据分析技术，对产品质量、设备运行状况、备件耗用等提技术，对产品质量、设备运行状况、备件耗用等提前评估；前评估；第15页/共21页Year锂电池行业锂电池行业MES工作流程工作流程ERP:企业资源计

15、划（供应链管理）企业资源计划（供应链管理）APS:生产规划及排程系统生产规划及排程系统 第16页/共21页何为何为MES?uMES系统简称制造执行系统。系统简称制造执行系统。uMES被计划同车间作业现场控制系统联系起来。现场被计划同车间作业现场控制系统联系起来。现场控制包括控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。量及检测仪器、机械手等。uMES部分特点：部分特点：采用强大的数据采集引擎、整合数据采集渠道（采用强大的数据采集引擎、整合数据采集渠道（RFID、条码设备、条码设备、PLC、Sensor、IPC、PC等）；等）；采用先进

16、的采用先进的RFID、条码与移动计算技术，打造从原材料供应、生、条码与移动计算技术，打造从原材料供应、生产、销售物流闭环的条码系统；产、销售物流闭环的条码系统；全面完整的产品追踪追溯功能；全面完整的产品追踪追溯功能；生产状况监视；生产状况监视；实时、全面、准确的性能与品质分析。实时、全面、准确的性能与品质分析。物联网的感知层技术物联网的感知层技术把感知的信息进行把感知的信息进行数据分析并应用数据分析并应用结论：和物联网技术息息相关结论：和物联网技术息息相关123第17页/共21页锂电池行业锂电池行业MES实施范围实施范围AGV:自动导引运输车自动导引运输车 ERP:企业资源计划（供应链管理）企业资源计划（供应链管理）CRM:客户关系管理系统客户关系管理系统 SCM:供应链管理供应链管理PLM:产品生命周期管理产品生命周期管理 QMS:质量管理体系质量管理体系第18页/共21页第19页/共21页第20页/共21页谢谢您的观看！第21页/共21页