本文为“2024年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2024年度,为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。
一、企业简介
一汽-大众汽车有限公司成都分公司(简称“一汽-大众成都分公司”)成立于2009年5月8日,是一汽-大众公司在成都的整车制造基地,是一汽集团西南发展战略的重要组成部分。分公司位于成都经济技术开发区,占地面积2000亩,现有正式员工约6000名。分公司总投资近300亿元,项目严格采用德国大众集团最完善的工厂建设标准和最合理的完美工厂建设原则,兴建了技术领先的冲压、焊装、涂装、总装全套的四大工艺。工厂大量采用节能、环保,具备国内乃至国际领先优势的技术和工艺,低成本、低能耗,高精度、高效率,一汽-大众成为中国汽车行业中环境友好型企业的表率、“绿色工厂”的杰出典范。
成都分公司目前主要产品为捷达品牌全系车型及大众品牌新速腾车型,截至2024年4月,成都分公司累计实现整车生产626万辆。以其整车制造的巨大拉动作用,为四川汽车及零部件行业的发展做出突出贡献。成都分公司良好的发展态势得到了一汽集团、德国大众和一汽-大众公司的高度认可,2016年9月,公司董事会批准捷达品牌创立并落户成都分公司。车坛常青树捷达从一款车升华为一个品牌。
成都分公司连续五年蝉联成都市“双百强“企业。成都市地方税收贡献100强中第四、全口径税收贡献100强第五。
二、企业在智能制造方面的现状
一汽-大众汽车有限公司成都分公司积极拥抱数字化转型技术,持续落地扩大企业在智能制造领域的应用场景。在企业管理方面,公司采用SAP-ERP系统作为公司整体资源管理软件;在研发领域,公司使用PLM+PDM系统作为研发产品生命周期管理及研发数据管理的管理软件;在生产及供应链领域,公司使用APS+智采家(SRM)+MES+WMS作为计划、采购、制造、仓储物流领域的管理系统,同时为了加强企业在工业领域的数据应用能力,公司搭建了企业工业互联网平台;在销售及售后领域,公司使用CRM作为业务管理系统。
本次申报项目将以一汽-大众汽车有限公司成都分公司的智捷工业物联网平台(以下称物联网平台)作为重点和核心,本项目基于成都工厂沉淀多年的数采能力和丰富的应用场景经验,打造通用的工业物联网平台系统。平台具备设备数据实时采集、实时告警功能,保证工业现场生产稳定;同时,平台具有低代码可视化编辑功能,可以快速构建组态/BI大屏,为商业智能决策提供支持;并且可以对设备数据进行持久化、聚合、分析、分发,满足多种数据使用场景,开发高低代码工业互联网应用,发挥数据价值,构建丰富的工业互联网生态。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
随着企业在制造领域的管理颗粒度下沉,公司对制造端数据采集、数据应用、数据透明的需求越来越高。为了满足管理需求,公司结合行业优秀案例,搭建了自建的工业互联网平台,打通底层设备数据,实现设备数据的互通互联。同时结合企业业务痛点特点,搭建定制化解决案例及场景,为企业发展提供有力的支撑。
2.项目实施与应用情况详细介绍
一汽-大众汽车有限公司成都分公司的智捷工业物联网平台是一个开源的、企业级的物联网平台,它集成了设备管理、数据采集、消息订阅、数据报警等一系列物联网核心能力,支持以平台适配设备的方式连接海量设备,采集设备数据上云,提供云端API,通过调用云端API实现远程控制。工业物联网平台还支持多种设备接入协议,并提供了丰富的协议库。同时,通过机器上云、实时监管、设备数据云计算等能力整合治理传统工业场景。成本低、易部署,帮助企业走向智能制造,助力工业自动化领域规范提高生产效率降低开发成本。
①系统架构设计:构建智慧空间设备统一连接,统一管理,驱动空间在线化、数据标准化。
图1 系统架构
②功能模块-设备接入及数据采集:IIOT提供高效、稳定、安全的通信信道,具备设备直连、网关设备接入、子网关设备接入等全栈IoT连接能力,支持MQTT、TCP、UDP、HTTP等多种物联网常用传输协议,并支持自定义协议灵活扩展,支持十万量级设备的连接管理。
图2 设备接入及数据采集
③功能模块-交互式数据管理:智捷工业物联网平台集成DATAX,以零代码的交互操作方式,实现对平台时序数据库的数据同步与数据聚合,供业务人员随时随地对海量设备时序数据进行分析和挖掘。
图3 交互式数据管理
④功能模块-多数据接口:平台提供多类数据接口满足各种实时与非实时的应用开发需求,包括消息订阅、WebSocket API、REST API、数据库等,第三方应用可轻松获取平台数据。
图4 多数据接口
⑤功能模块-阈值管理与通知告警:平台提供基于阈值的场景规则定义与多渠道通知告警,支持钉钉、邮件、微信等通知方式,自定义阈值与规则,实现设备实时状态数据触发告警。
图5 阈值管理与通知告警
⑥功能模块-可视化平台:为了让用户快速应用设备数据,平台提供低代码的数据可视化服务,以拖拉拽的形式快速生成数字孪生可视化大屏、组态,实现业务的实时洞察与监控。
图6 可视化平台
⑦功能模块-通用功能组件:IIOT提供丰富的通用功能组件库,减少“重复造轮子”的工作,客户可以快速组合出适用于自己业务场景的应用。
图7 通用功能组件
同时,在性能方面,物联网平台也支持高性能的系统需求,通过水平扩容达到每秒十万级别的消息并发处理能力。全响应式非阻塞网络编程,设备延迟<100ms。在安全方面,数据是最宝贵的资产,平台的安全至关重要,平台从设备接入、数据传输、以及数据存储等多方面,提供全方位的安全保障。
平台也支持灵活的部署方式,基于不同客户的需求,包括云部署、私有本地化部署,或者以租户形式加入IIOT公有云平台获取便捷高效、安全可靠的SAAS服务。
3.效益分析
平台为企业提供真正的价值,离不开在应用场景的具体落地,物联网平台目前在企业内有以下典型应用:
案例一:固体危废物智慧管理
图8 固体危废物智能化管理
公司的危废库排气装置一般位于某公司偏远地区,目前采用人工巡检的方式进行设备巡查,存在效率低,无法对现场的状态一目了然的问题,同时随着大气排放越来越严格,针对烟筒类设备,要实时监控,成为了公司危废库当下管理的难点。
物联网平台通过对现场硬件设备进行改造,集成平台的数据实时采集能力,实现了核心数据上云、设备告警大屏展示、数据开放等应用,解放生产力,提高工作效率,实现工厂智能化管理。
案例二:污水站智慧水务管理系统
目前污水站采用的主要处理工艺为“生化处理+RO深度处理”,污水处理站设计水量:8000m3/d,RO系统设计产水量:4500m3/d。
业务痛点:只能看,无法数据分析:
1、污水站当前采用外委厂家进行管理,污水站日常的运行采用以往西门子wincc管理,功能较为单一,只能看,无法进行结合现场管理进行数据分析。
2、系统界面交互性差,不友好。同时二次开发,成本较高,.缺乏立体化,对设备立体化,建模整体管理。
通过搭建污水站-智慧水务解决方案平台,通过“业务模块+工业物联网分析平台”的模式拉动污水站智慧管理业务的管理提升,提供上级管理者实时掌握污水站运行状态以及相关成本分析的平台,有利于环保体系站房体系的完善和管理水平的提升,同时可以扩展工业物联网多维度多场景的解决方案有效落地。
图9 污水站-智慧水务解决方案平台
捷达品牌&成都分公司工业物联网平台系统的建设打造为企业构建工业互联网生态提供低成本快捷方案,将有效提升企业自身及周边工业企业数字化转型效率,带动当地的经济发展、增加国家和地方的财政收入、提高就业人口和就业率。