物联网·智慧城市创新2017案例精选集.pdf

01 0203 0102 03服务物联网工业4.0工业物联网113359Contents阔地教育: 云端课堂，让人人享有优质教育机会“按图索骥”，提升读者体验和图书馆效率全家升级能耗，护航“食安”锁住会员的胃同仁堂推动数字化改造，消费体验全面升级家乐福拥抱数字创新，打造差异化服务凯胜绿能: 打造安全环保的智慧巴士626670737679讯飞“听见”: 语音人工智能技术的集大成者“智能建设”如何改变传统工程机械行业“一企一证一卡”，拧紧排污阀门森林智能监控，防火于未“燃”当虹科技: IP多画智能监控，保障城市安全看澳洲大型农场如何变身智慧农场364044485154数字化车间助力海信质效双升梦天木门: 家具“定产销”的智能化之路直击食品饮料包装，高速检测升级路“双剑合璧”成就机床产业升级AGV、机床和产线三线联动，迈向“无人工厂”怡丰机器人: 以技术力量，扩展AGV市场应用14172023262904060882研华科技及全球服务网点研华全产业物联网解决方案架构卷首语: 以生态圈力量，加速物联网落地后记&致谢产业洞察-集产业生态，助力中国“智”造转型产业洞察-打造WISE- PaaS联盟，推动物联网落地产业洞察- 助推业态融合，加速“智能”服务落地04 05设计中心制造中心CTOS中心物流中心服务中心维修中心研华科技及全球服务网点研华科技是全球智能系统的领导厂商，以先进技术和可靠品质成为客户值得信赖的国际品牌。自1983年成立至今，研华全球分支机构遍及在23个国家，拥有专职员工超过8000名。联合多家合作伙伴形成了强大的技术服务和营销网络，为客户提供真正全球化布局、本土化响应的便捷服务。研华以智能地球的推手为企业使命，并以“驱动智慧城市创新 共建物联产业典范”为目标，协助各产业加速其智能化经营，致力成为智能城市及物联网领域中最具关键影响力的全球企业。06 07研华全产业物联网解决方案架构研华WISE-PaaS (Platform as a Service)的核心概念是打通垂直产业与云端之间的窒碍点，透过简化连接云端、管理及运作的途径及合作模式，协助客户从原本的产业应用平移到云端上进行，并从中创造更大的市场及商机。为进一步协助客户发展物联网产业方案，研华推出WISE-PaaS Alliance伙伴联盟计划，运用平台整合及协同合作的方式，帮助客户快速落实物联网产业云端应用，为客户架构出最完善的物联网解决方案。Advantech IoT Solution Architecture08 09以生态圈力量，加速物联网落地研华中国区总经理随着互联网技术的进阶发展，突破人与物的重重界限，万物互联正成为各行各业最基本的运转形态。物联网时代的到来让每个行业都重启了洗牌大战，不管曾经身处哪个领域，哪个层次，新入局者的搅动和行业趋势的变动，都在呼吁全新的企业战略以适应未来的竞争格局。研华科技的物联网战略也在实践中成长，根据行业动向和合作伙伴的实际痛点不断调整方向和重点。近年来，全新的物联网布局逐渐明晰，研华借助自身在工控领域深厚的经验积累和技术实力，将能力延伸到更多的横向领域：以WISE- PaaS平台为技术支撑，向更加细分的垂直行业蔓延，明确聚焦发展医疗、零售、物流三大市场，拓展更强大的合作伙伴体系，演进更实用的行业解决方案。此外，在三大主力先锋的带动下，同时探索物联网在制造、交通、能源等更加广泛的智慧城市领域的应用拓展。在物联网时代，智慧城市的庞大体量无论是对底层感知、网络传输还是上层应用的从业者而言，都意味着无限的商机和丰富的商业模式。物联网所涵盖的细分领域非常广泛，每个行业都有自身的发展规律和特点，如此宏大的产业绝非一家或者少数几家行业能够完全覆盖。未来，物联网产业分工将由混沌转向明确，技术和方案提供商、系统集成商及行业用户等不同角色将各司其职。EIS&SRP助力，加速物联网落地为了满足研华对物联网市场的多维定义，面向全行业的WISE- PaaS平台具备了通用性和先进性的特点。例如，无论是工业领域，还是各垂直行业领域，数据的采集、传输和分析都是实现物联网价值的必不可少的环节。而如今，越来越多的场景中，设备端对于数据处理的需求已大大超出云端处理的能力，因此边缘计算成为工业物联网、智慧城市等领域的刚需。如此形式之下，研华推出了IoT边缘智能服务器Edge Intelligence Servers(EIS)，为客户提供更先进、全面、便捷的物联网解决方案。而对于物联网解决方案在不同行业的落地，研华联手上下游合作伙伴，软硬结合、深入行业痛点，提出垂直产业整合式解决方案Solution Ready Platform（SRP）。硬件方面，研华有数据采集的感知层基础和数据传输的通信层能力，并提供多种嵌入WISE- PaaS云服务能力、EIS边缘计算能力的物联网设备；软件方面，研华联合合作伙伴的能力，形成物联网软件生态体系，让客户可以快速组建物联网软件/云端解决方案。 从硬件、中间件WISE- PaaS，到EIS边缘智能服务器和垂直产业整合式解决方案SRP，研华已经搭建起“硬件+软件+平台”的完整物联网产业架构，这将有助于更多用户不断缩短进入物联网产业的“最后一公里”，加速推进工业物联网的落地。携手产业伙伴 建设物联网生态圈近十年的物联网发展之路使研华深知，物联网产业链庞大，想要长远立足必须打破单打独斗的发展方式，结合产业伙伴的力量，以“协同”的方式建立完整的物联网生态体系。为此，研华建立WISE- PaaS/IIoT联盟、物联网WISE- PaaS软件商城，创造新的商业模式。通过这样的合作模式，为客户提供弹性的软件架构，促成不同云端服务、软件解决方案以及SRP无缝整合，使客户实现物联网边缘智能和客制化解决方案。这项服务创新不只使研华的物联网产品阵容更加完备，也为研华在各垂直市场的客户带来领先优势。在与合作伙伴、行业客户共同开拓的物联网版图中，研华科技始终秉承赋能的角色来构建共赢新生态，以技术革新和行业趋势为基础，帮助传统行业客户逐步迈进物联网时代全新的商业模式，为客户提供先进、智能、前瞻、切实的解决方案，在新一轮洗牌和竞逐中，始终站在“颠覆者”的浪潮之巅。研华中国区总经理罗焕城10 11研华智能制造全产业方案布局工业4.0Industrial 4.0141720232629数字化车间助力海信质效双升梦天木门: 家具“定产销”的智能化之路直击食品饮料包装，高速检测升级路“双剑合璧”成就机床产业升级AGV、机床和产线三线联动，迈向 “无人工厂”怡丰机器人: 以技术力量，扩展AGV市场应用12 13集产业生态，助力中国“智”造转型随着中国制造2025的出台，我国的制造业正式踏上了以智能制造为重要发展方向的转型升级之路，但这将会是一个长期过程。从全球制造业来看，智能制造正在向“网络化、智能化、绿色化”转变，“信息集成”是其中最为核心、最为基础的问题。我国传统制造业具有规模体量大、资产重、发展水平参差不齐等特点，整体转型升级的过程中，处于不同发展水平的领域及行业也将成波次的动态推进。这些问题，一企之力难以面对，“协同深耕、共创多赢”的产业生态才是“智”造转型之道。加速对现有制造业的升级实现智能制造，并不是花200亿元新建一个智能工厂，而应重在对现有制造业的升级。对于多数制造业企业而言，设备已经有了，问题是工厂里使用的制造设备通信标准繁多，多种标准并存，且厂区布局复杂。如何将客户现有的多品牌、大批量的传统设备实现联网，数据采集、整合和分析，是更为现实且紧迫的问题。研华提出“阶段式导入蓝图”，从数据采集和通讯的视角，通过核心软件平台WebAccess来实现采集、整合和往上连接到第三方系统这个过程。平台把产业上应用的各项标准软硬件及协议收录其中，这些协议与软硬件搭配都可及时分享给更多有需要的相关产业开发者，帮助产业伙伴快速在不同设备厂家的系统间实现数据的互联，提供硬件+软件+云的完整解决方案。平台服务更多不同产业的系统集成商或大型设备制造商，将大大加速各物联网产业落实云端智能应用，通过企业大数据，实现生产信息可视化，优化生产流程、提升质量效率，实现与预防维护等智能应用，并于最终落实服务延伸与业务模式创新。生态圈开辟工业物联网新典范工业物联网的发展，需要多方技术集成与跨界合作，从设计、开发、验证到整合阶段，随着产业升级的推进，新技术、新模式等新价值形态也将不断出现，融入到工业物联网的各个环节。研华深信想要成就物联网事业，需集结生态伙伴之力，共同拓展行业应用深度和广度。研华科技工业物联网事业群中国区总经理蔡奇男通过推动WISE-PasS/IIoT联盟（原名为WebAccess+物联应用产业联盟，以下简称“联盟”）发展，不同行业结盟细分伙伴，汇聚资源，以共建工业物联网新典范。研华专注聚焦于智能设备制造、智慧工厂、能源与环境、交通、工业网通等6大垂直领域，联合生态伙伴对准行业大力发展SRP（Solution Ready Platform，软硬件整合解决方案）。截至2016年底，联盟在全球共有近100多家产业伙伴，坚持产业专注及资源共享模式， 透过海纳百川的Sector- Lead业务组织和伙伴力量推进产业升级的进程落地。不断调整和发展的联盟使研华物联网生态体系的架构更为完备，这不仅为研华提供了机会，也为推动整个产业的发展贡献了力量。14 15数字化车间助力海信质效双升中国制造业正在向智能化方向迈进，电器行业也步入转型升级期。青岛海信携手研华与赛意，三方协作，打造数字化车间，实现生产监控可视化和设备精细化管理，有效提升了产品质量和生产效率。专访 | 广州赛意信息科技股份有限公司项目总监朋孙刚撰文 | 金艳 张柳广州赛意信息科技有限公司成立于1998年，始终致力于企业信息化管理咨询与企业信息系统建设服务，拥有多年电子商务套件实施与增值开发经验，善于将国际化的管理理念和中国企业文化背景有机结合，致力于为客户提供个性化的解决方案，为客户创造价值。随着中国制造业的逐步升级与居民生活水平的不断提升，消费者越来越注重家用电器的智能、健康环保与人性化。同时，电器行业近几年产品同质化现象严重，促使电器厂商加速了改造升级的脚步，更加注重产品质量和生产效益，朝着更加高端化、智能化、细分化方向发展。作为一家知名的家电企业，青岛海信电器股份有限公司（以下简称青岛海信）也在智能制造的浪潮中不断前行。为了实现质效双升的目标，在激烈的市场竞争取胜，青岛海信也希望对生产制造过程进行改造升级，打造数字化车间，从而满足不断变化的市场需求。去“粗”取“精” 管理求突破如同众多电器企业一样，青岛海信在快速发展的过程中，也暴露了一些弊端:生产及设备管理相对粗放，设备犹如一个个信息孤岛，无法实现集成，企业管理者只能总体了解目前基本的产能状况，在面对设备能否满足生产需求，如何有效提升生产效率等问题时，没有足够的数据支持，导致生产效率不高，流程管理不够顺畅。并且，粗放管理带来了成本浪费，例如设备开停的方式、停机时间长短等细节，如果操作不当，往往会增加不必要的成本。这些状况的改善，如果仅仅依靠表单管理或者单纯业务流程的改变是无法解决的。最有效的方式在于，打造数字化车间。数字化车间作为信息技术和现代化制造技术的有机结合体，能够促进生产过程更加精密、快速、高效，助力制造系统更加柔性、敏捷、智能。通过这种方式，能够有效解决电器企业设备管理粗放模式所带来的弊端，提升企业自身的制造竞争力。对于青岛海信来说，这无疑是最好的发展改良剂。为了实现质效双升的目标，青岛海信进行改造升级，打造数字化车间质效双升数字化升级在数字化车间项目中，青岛海信整体计划以 6 条整机线和 4 条模组线，共72个车间109台设备作为试点进行改造。青岛海信要求，建立设备管理的应用平台，利用信息化手段打通业务流程，实现设备集成互联和数据采集，并在此基础上打造生产中央监控室，实现从计划、生产到配送，包括质量、物料、设备等生产要素的实时监控，整体车间实现了可视化，逐步形成生产车间的数字化管理。广州赛意作为整体项目的系统集成商，为青岛海信提供此次改造的整体规划设计和软件解决方案，实现与青岛海信的信息系统对接。而落地过程中的设备管理对接，则由研华提供相应的硬件以及技术支持。赛意和研华基于青岛海信的整体解决方案进行了软硬件的深度融合，共同攻克难题，切实解决了青岛海信的实际问题。项目改造存在着电器行业众多传统企业升级都会遇到的困难。赛意信息项目总监朋孙刚介绍:“企业使用的设备型号各式各样，而设备的控制板卡不标准，通讯协议不一致，这些都给设备改造增加了难度，普通配件模式根本无法搞定。”在与研华设计工程师进行沟通讨论之后，双方针对海信的采集模块进行单独开发，打通通讯方式，形成统一规范，为数据的准确采集奠定基础。另外，在车间改造上，青岛海信还提出了一些个性化需求。例如车间的照明改造，青岛海信要求在现有基础上不做过多改动，同时要求管理更加智能化，也就是说，照明系统要根据生产排工情况设置开关时间，即便由于工人疏忽在停工时忘记关灯，系统也可以在设定的时间自动关闭。要达到客户提出的双重目标，不是靠简单的硬件装配就能完成的。研华与赛意进行技术交流和技术攻关，利用亚当模块进行相应改造，不仅满足了客户需求，效果甚至超出了客户的预期。并且，从人为控制变为系统自动管控，不仅节省了能源，减少了浪费，更重要的是，通过自动监控和自动控制，使能源应用与实际业务高度匹配，精细化的管理手段大大提升了生产效益。通过打造生产管理智能化平台框架，所有设备互联集中在中控室管控，管理变得更加信息化和精细化，改造效果达到了预期，得到了客户的认可。一来生产线运行全过程变得可视化，各种指标、数据能准确获得，管控范围变得更广，产品品质得以保证。管理者可以清楚知道生产线上每个环节的信息和人员状况，对设备运行实时监测，提前发现异常情况；还可以通过加工分析数据，找到问题所在，为决策提供依据。二来人力物力管理更加便捷，与生16 17产实际状况更匹配，降低了企业成本。第三，信息融合度变得更高，应用性更强，管理者通过电脑或手机就可以远程了解生产车间的所有状况，一切尽在掌控，大大提升了管理效率。改造继续 智能在前方青岛海信的数字化车间改造过程，为电器行业传统企业的车间改造提供了参考与借鉴。通过技术手段将设备采集、运行状态、产量及报警等信息可视化，实施生产监控，以数据为支撑实现精细化管理。对于改造中遇到的电器企业普遍存在的设备型号和通讯协议差异难题，此项目的解决方式不失为一个成功典范。朋孙刚对电器市场的开拓充满信心，他表示:“电器企业进行数字化改造，是迈向智能制造的必由之路，也是未来行业发展的一大趋势。”智能制造与传统制造的不同之处，在于对数据的收集、处理和分析，如果不能实现数据互联共享，就无法真正实现智能制造一体化。从这个角度来讲，打造数字化车间是打通智能制造壁垒重要的环节。目前，经过改造的生产线已经成为了青岛海信的样板车间。未来，还将有 40 多条生产线、近 1 万台设备陆续进行数字化改造，与生产环节和生产工艺进一步融合，全部数据将实现集中管控和处理，生产过程透明化，企业绩效管理和及时性管理进一步落到实处。赛意和研华将以青岛海信项目为契机，进一步扩大、加深合作，把这一项目的改造实现方式转化为更为通用的模式，进一步优化项目交付周期和交付成本，更好地服务于更多的电器行业客户。数字化改造不仅改善了海信的生产管理系统，提升了效率，也为企业进一步迈向智能化奠定了坚实的基础。更为诸如海信这样的电器企业树立了标杆，对整个电器行业的数字化、智能化发展都将带来深远影响。海信生产车间内，工人工作的场景梦天木门 : 家具“定产销”的智能化之路“全屋定制”已经悄然成为定制家具行业的发展主流，个性化的需求推动着定制家具生产制造朝着智能化的方向前行。作为国内家具行业的知名企业，梦天木门携手广东数夫家具软件与研华，共同打造了国内首个木作定制家具行业的智能工厂。梦天木门创建于1989年，是国内最早致力于研发、生产、销售木质复合门的知名品牌。梦天拥有庆元、嘉善两大生产基地，总占地面积 500 多亩，员工 3600多人。公司引进德国、荷兰、台湾等国内外一流的生产设备1000 多台，形成年产 210 万套实木复合门的生产能力。两大生产基地巩固了梦天在国内外遥遥领先的市场份额。随着生活水平的逐步提升，人们越来越追求个性化、有品位的生活水准，定制家具在讲究收纳实用的基础上，其艺术价值和审美功能也日益凸显。“全屋木作定制家具”的高端品味、现代化、个性化且环保的特点正在成为定制家具行业的潮流。以高端木门研发、生产、销售起家的国内知名品牌梦天木门，也在市场变化中不断寻求新的商机。梦天木门执行副总裁马总在谈及行业现状时表示，当前中国建材家居行业的市场容量已达 4 万多亿，实木木门最少也是千亿级的市场规模。这对梦天来说，既是机遇，也是挑战。从 2015 年开始，梦天就逐步向水性漆全屋木作大规模个性化定制转型，为消费者提供更环保、更实用、更个性化的定制化家具。个性化定制的多重挑战马总介绍，在转型过程中，梦天也面临着诸多难题和挑战 :与传统的油性漆相比，水性漆更为健康环保、无毒无味、对于施工者也是没有任何伤害。但水性漆表面处理存在技术难关，品质难以控制。木作类全屋定制以实木为主，这种天然的材质虽然环保、美观，但由于每棵树木的高矮、粗细、长势都不一样，纹路也不规则，很难形成规范和标准；同时，变形、含水率、出材率、表面处理以及防腐防潮等因素都会影响最终成品品质。实木家具的制造需要经过200多道工序，工艺复杂程度远远大于三聚氰胺板式家具，因此生产难度大大增加。更棘手的一点是，实木家具大多需要经验丰富的木工师傅手工制造，对于人员的依赖程度相当高，从而增加了人员的专访丨梦天木门集团有限公司执行副总裁马女士撰文丨张柳18 19劳动强度和劳动成本。由于每个家庭的环境布局、风格、需求、爱好等都各不相同，因此，每家的全屋定制都具有独特的个性化，也就不容易进行大规模生产，从而使得交货期大大延长，很大程度上影响客户满意度。以上这些问题，不仅对于梦天更是整个定制家具行业所面临的难点。加之行业内能够实现全屋木作大规模个性化定制的企业非常少，市场也不规范。因此，梦天想到要对企业产线进行改造，以更快响应个性化定制的市场需求。生产与物流都“流动”起来工厂的改造从梳理整个家具定制化流程开始，一般的流程包括方案设计、现场测量、现场放样、报价、生产、物流以及安装，考虑到效率，就要去掉不产生价值的中间环节。例如，用自动化代替纯手工作业，降低对人员的依赖程度。其次，是针对行业及客户需求优化作业流程，在既满足客户个性化的同时提升效率，打造快捷、高效的系统。梦天与数夫、研华以及设备专家进行了多次方案交流，全面规划作业流程和工厂布局图，根据需求寻找合适的设备厂商定制机械设备，而不是简单地采用市面上的通用设备，在制造设备上实现了柔性化。实现工厂的自动化，数据采集是第一步，其中涉及到订单和设备数据。从到客户家里测量尺寸开始，在这一过程中，客户也会全程参与设计，是真正的个性化全屋定制。由于家庭环境、布局、客户需求各不相同，测量出来的数据也千差万别。另一个是工厂内的设备感知系统，需要对设备每天的转速、速度、压力、温度等参数实时采集，从而自动指导生产过程中的换刀时间、设备维护等，提前预防不良品的产生，进一步提升生产效率。在这些过程中，数据采集与通讯的实时性极为关键。由于很多加工设备都是定制化的，产线从得到指令到开始生产之间不能有信号延迟，生产节拍以秒为单位，通讯更是要求毫秒级水准。软件和硬件的无缝衔接，克服了通讯协议、语言各不相同的障碍，改善了原有的通讯延迟问题并且提高了数据传输的准确性，使得生产指令能够迅速有效下达。不仅保证了生产节拍，大大提升了效率，也赋予了加工设备更加柔性化，有助于企业实现精益管理。马总强调，每天，梦天都会收到几千张定制家具的订单，因此梦天设置了一个订单池，对订单不断进行循环运算，优化排程、进行统筹，从源头优化流程，提升效率。以前，梦天的信息系统多而繁杂，数夫特别为梦天构建了ERP系统，整合内部资源。ERP系统将所有外部供应商纳入一个信息平台，用以整合供应链；除此之外，系统中还配置了超级动态BOM（物料清单），便于实施自动化拆单，将所有定制化家具分解为最低层的零部件。在此之后开始实施智能工厂的 MES 系统，配合 APS（先进规划与排程系统），能够根据订单时间自动安排调节，提供诸如生产原料需求量、何时加工、加工多少、谁来加工等指令给工厂。现在，在改造后的工厂中，通过优化工艺流程，让个性化定制家具的生产改变原来的离散型加工，而是形成了一个“流”的生产。物流也在不断流转，货品周转时间不能超过一天，产线之间采用 AGV 进行自动化搬运，提升效率。由此可见，梦天的智能化体现在方方面面。生产与营销智能化并行从最初的方案设计，到最终的成品交付，智能化从始至终贯穿所有流程。如今，第一批的6条产线已经于3月1日开始试产并初见成效，预计今年年底就能达到预定整体效益目标。目前，与业内同行相比，梦天的产线效率提升了4倍，与自身改造前的效率相比也至少提升了 3 倍。在人员成本方面更是大大节约，以前需要通过2000多位操作工人创造的效益，现在只需 500 个操作工人就能顺利完成，同时交货周期逐渐提前到以前的 1/3。此次智能工厂的打造，梦天开创了国内业界的先河，打造了业界的智能标杆。而梦天的智能化之路，还远远不止于此。C2B模式给予家具产品更多个性化的选择。从设计阶段到成品生产的过程，用户都可以全程参与，刺激了用户的购买积极性，并满足了相当一部分对设计感有需求的消费人群。此外，产品完成后由物流公司运送到客户手中，解决了企业的仓储问题，降低了企业的经营成本，从而降低了平台上家具产品的价格。需求与模式的转变，对梦天这样的家具企业提出了新的挑战：生产模式从大规模制造向订单柔性生产转变；对于C2B产品的价格和周期的把控；线上线下全系服务的实现，为用户提供了从设计到交付的“一条龙”服务。梦天的智能化之路，是一个包括智能设计、智能制造、智能营销在内的整体智能解决方案实践因此，马总表示，这样的需求变化对于梦天来说既是挑战，更是机遇。梦天的智能化之路，是一个包括智能设计、智能制造、智能营销在内的整体全方位的智能解决方案实践，梦天木门，正在迈向工业 4.0。20 21直击食品饮料包装，高速检测升级路在食品饮料行业中，包装检测是一个不可或缺的环节。当前，食品安全检测面临更加全面以及更加快速的需求，山东明佳携手研华打造的视觉检测系统以智能化兼顾精准与效率，代表了当前包装检测领域的发展方向。伴随着食品安全快速检测需求的迅猛增长，中国食品包装检测设备行业正在面临严峻挑战 : 生产线速度越来越快，客户对于检测多样性和准确度的要求一再提高，而市场上的检测设备水准却参差不齐，检测能力、范围有限，精准度、稳定性差距较大；国外高端设备在采购维护成本高昂的同时，往往与国内生产线具体需求的适配性偏低，性价比不足。以上种种，正是山东明佳科技有限公司在多年发展中看到的市场机遇。作为酒、饮料、乳品等行业的专业包装检测设备制造商，从2007年开始，山东明佳从事啤酒包装线的在线无损检测，十年来，亲历和见证了检测设备市场需求的不断变化。高速度、高精度成为行业主流我国目前有数万条饮料食品生产线，大量仍采用人工管控的模式，即工人利用经验来辨别产品缺陷并对生产线进行监管与统计，这种方式存在速度慢、精度低、稳定性差、安全等级低、工资成本和管理成本高等问题。随着食品饮料行业的高速发展，集约型、高精度、高速度的智能检测系统正日益成为食品饮料行业的主流。以啤酒行业为例，这种趋势更为明显。啤酒生产企业为了获得更好的品质与效率，不断投入使用高速生产线，生产能力从 10,00020,000 容器 /h（小时）迅速猛增到最高可达120,000容器/h；并且，企业对灌装生产线各个环节配套高速检测设备的需求越来越迫切。此外，政府和消费者对于食品饮料质量问题愈发重视，促使生产商严格把控品质，检测更加全面、精准。需求的转变落实到细节处，催生了检测内容和检测速度的系列变化。据山明佳科技始创于2009年7月，是中国最早将尖端的机器视觉技术和各类检测技术应用于啤酒、饮料和食品行业的公司，自2009年第一台设备在可口可乐公司成功验收至今，已有近千台套各类在线检测设备应用于可口可乐、百威英博、达能、雀巢、统一、青岛啤酒、华润雪花等国内外知名企业。公司成立之初，就与清华大学共建“在线检测博士后流动站”成立视觉研发中心，专门为食品企业提升质量，加强食品安全提供前沿的技术开发和尖端的技术应用。专访 | 山东明佳科技副总经理张淳撰文 | 张柳 金艳东明佳科技张淳副总经理介绍，在检测内容上，例如针对喷码质量检测，客户以前大都关注漏喷和喷印不全等现象，近两年发展为要求不能存在喷印模糊、变形、位置偏移、点阵点数缺少、字符错误等各种问题。再比如套标、贴标质量检测，客户从关注标签位置偏高偏低、接头标等缺陷，变为不能存在气泡、褶皱、破洞、错标、标签印刷质量不良等问题，甚至对于标签和容器间、多个标签间的相对位置也有很高的要求。另一方面，啤酒、饮料产品的更迭频率非常快，为了更加吸引消费者，瓶子形状和外标签等产品外包装的更新速度也非常快，同一款产品的外包装可能根据季度和人群需求不断调整，一年更换多次包装是常态，这就要求对应的检测设备也需要具备足够的兼容性来应对产品包装的变化。客户需求的日益复杂和细节关注，对检测设备提出了高难度的挑战，这要求检测设备的运行速度不断提高，同时需要具有优异的适应性和稳定性，能根据生产需求方便、快速地调整，并且，检测设备的功能和精度也要不断提升，对不同生产情况始终保持高水准的产品质量控制，确保低故障率且易维护。设备定制化升级 满足客户不同需求挑战带来进步。不同于一些同行企业采用外包的方式，明佳科技将核心技术牢牢掌握在自己手中，采用全自主研发设计、机械加工、装配调试、售前售后一条龙服务的方式，提供一站式交钥匙工程。例如国内某知名啤酒厂商有这样一个需求：一条生产线上，回收的啤酒瓶重新清洗后，需要加装空瓶验瓶机，为了将存在缺陷和清洗不净的瓶子分离出来，只有合格瓶子才能再次进行灌装出厂。这一需求原本并不难，但由于该生产线存在多种瓶源混杂灌装生产的问题，所有国内外空瓶验瓶机均无法适用这一情况。明佳想出了一个对策，将标准验瓶机定制化升级，能兼顾多种瓶源的检测，并达到同样的质量检测精度，在保证使用效果的同时很好地适应客户的实际情况，设备运行效果令客户非常满意。在视觉检测系统的开发、应用中，研华的工控机和触摸屏为检测系统的高稳定性和长使用寿命提供了有力的保障。张淳表示:“一直以来，研华是明佳值得信赖的合作伙伴。工控机作为视觉检测系统中的核心部件，如果出现问题而导致停产，将对客户产生很大影响。采用研华的工控机后，整体效果非常好。高可靠性不仅让维护成本明显下降，而且提升了客户满意度。当明佳有不同层面的需求时，研华也能及时响应，提供在啤酒生产线上，明佳将啤酒标准验瓶机定制化升级，兼顾多种瓶源的检测22 23集约型、高精度、高速度的智能检测系统正日益成为食品饮料行业的主流。不同的产品选择。”以技术创新 提升检测速度与精度近几年，国内外企业在专业检测领域的技术突破并不多，差距不断缩小，导致同质化竞争严重，价格战现象明显。例如玻璃厂容器制品检测，国内外设备普遍存在检测速度低、精度低、误检率高等现象。由于检测速度无法匹配生产线的速度，玻璃瓶厂的一条生产线往往至少需要配置两条检测线；由于检测精度不达标，每台检测设备旁还需要有工人通过目检方式把关。针对这种现象，明佳于2016年底推出创新的颠覆性产品，使玻璃制品的检测速度明显提升，符合整线需求，并且以一台设备替代传统模式中产线后端的多台检测设备，不仅帮助客户大幅降低了设备采购成本、空间占用和工人数量，而且大大提升了检测精度。即便最难的玻璃瓶口颈部微裂纹检测、模具号视觉识别等需求，多样化模块设计也能够满足应用需求，最大程度减少玻璃瓶质量问题，从而避免灌装渗漏、灌装产品变质，甚至爆炸等恶果的发生。在技术手段方面，明佳科技不断提升：一方面，在线检测、无损检测等更多的检测技术手段相互融合，甚至技术跨界擦出火花，将3D测量技术、多光谱技术、X射线技术、新的传感器等应用到检测中，多元化信息融合产生显而易见的效益。另一方面，将机器学习、深度学习等人工智能技术引入到工业检测领域，与检测设备的稳定、持续运行中产生的在线大数据相结合，可以使设备的智能化水平产生质的飞跃。张淳满怀信心地表示:“尽管一些人工智能算法的使用对于硬件性能要求非常高，但研华已经有很好的板卡设备，硬件上也已经预留了开发空间，明佳科技将与研华在这一方面展开深入合作。”目前，明佳科技为国内外企业配套了近千台设备，全天候24小时工作，每天产生的数据量非常巨大，这其中蕴含了大量的信息可供挖掘。明佳致力于配备酒类、饮料、食品、调味品、日用品等整条包装生产线所需的全套检测设备，将瓶胚检测、空瓶空罐检测、灌装后的封盖检测、液位检测、标签喷码检测、满箱检测等各环节中产生的一个个分散的信息孤岛集合起来，形成数据链，从而为整线优化、信息追溯和工艺改进等提供依据。在大数据与物联网的发展方向，研华所拥有的完整解决方案有助于明佳实现大数据管理，提升设备性能，从更高位面实现优化，在激烈的竞争中取胜。“双剑合璧”成就机床产业升级工业 4.0 时代的到来，智能工厂成为大趋势，机床产业也在谋求自身的智能化升级，研华携手霭崴、上海理工提供设备联网解决方案以及智能故障诊断系统，促进机床产业的智能化，实现高精度、高效率的生产模式。霭崴科技一直秉持着永续经营的理念，除了提供专业电控系统软硬件规划设计，也兼顾现场配线规划、施工及试车等专业性工作，不断自我要求，加强日新月异的国际标准化的专业知识，培育国际化水平的团队来满足国内外客户之需求。机床被称为万械之基、工业母机，直接影响着一个国家制造业的水平。进入数控时代后，由于核心技术缺乏，产品附加值低，市场竞争激烈，大而不强成为中国机床行业发展无法回避，必须破解的现实难题。中国拥有世界最大的机床市场，2016年底全国机床产量达到270000台，并每年高速的成长，预计到2020年机床年产量将会达到 304000 台。但是国内机床市占率不高，主要也就沈阳、秦川、上海等大的机床厂。汽车制造业是机床的需求大户，约占机床总消费的40%左右。汽车制造业需要大批高效、高性能、专用数控机床和柔性生产线，但国内很多机床设备老旧，兼容性也存在问题，跟不上生产发展的需要。由此，如何推进机床智能化，实现设备联网抓取数据成为机床产业的重要议题之一。霭葳科技 : 如何实时掌握设备数据霭葳是一家以自动化为主，为金属数控机床设备的客户提供电控系统软硬件集成方案的系统集成商，他们的业务主要是提供针对单机的控制系统方案。近几年，他们越来越多地收到客户要实时掌握各个生产节点数据的新需求，使得霭葳需要寻找到一款可以实时抓取数据的生产管理系统，以此来提升机床的附加价值。但就在整合系统的过程中，他们也遇到不少问题。首先，对于一些程序量要求相对较少的数控机床，过去一直是采用最原始的手工键盘输入方式，这种方法效率低、耗时长，且易出错。其次，台湾的金属加工业，以少量多样的订单为主，每生产一个零部件就需要换一个程序，为了使程序号与零件图号相互对应，必须有专人负责对程序进行记录管理，此项工作繁杂、易出错，专访丨霭崴科技股份有限公司詹协理 上海理工大学胡教授撰文丨干晔 张柳 梓宁24 25严重影响数控加工的生产效率。因此迫切需要改善数控机床现状，对其进行系统化的管理。但是，机床控制器的封闭性和较高的技术门槛，致使读取机床数据、整合工厂系统成为一个大难题。霭葳科技负责人指出:“目前市场上可以实现CNC机床设备联网的软件比较少，我们需要的是界面操作简单，便于针对客户需要，做二次开发达到快速导入目的的软件。”为了整合工厂多元化设备的数据采集，符合设备连网需求，研华特别开发与数控系统沟通的控制器，发挥WebAccess在智能工厂物联网整合应用软件平台所扮演的地位。研华提供的WebAccess CNC数控系统联网软件，可以帮忙用户实现机床的数据采集与程序的远程上传下载，以及对程序版本的管理；WebAccess CNC 具备 I/O 设备监控能力，因此支持CNC信息管理与状态可视化。用户可通过IE浏览器浏览SCADA网页并实时捕捉CNC生产状态数据。 通过机床信息的联网，经营管理者可以通过数据直观地了解到每一台机床设备的运作使用情况。此外，配合刀具或设备维护管理时，协同机床产生的生产数据，可以对其进行分析，提早备料或进行设备维护，降低必要的库存压力。上海理工智能诊断:如何实现效率和成本的双赢通过设备联网抓取数据，整合系统只是工厂智能化转型的第一步，用户在操作过程中还会遇到很多问题，比如在加工过程中，如果某台机床突然出现故障，就会造成难以弥补的损失。企业不仅要承担停机带来的损失，还要支付高额的维修保养费用。传统的人工故障诊断模式无法满足所需，自动化、智能化的机床故障诊断系统已成为必然趋势。上海理工开发了一套独特的智能诊断算法，其考虑的是去除现场干扰，克服机床生产现场嘈杂状况对于信号采集准确度的影响。举例来说，检测机床振动特性的传统方式是锤击法，检测准确度与机床操作人员的经验密切相关，因此稳定性难以保证。而上海理工的这套算法，能够将结构振动测试变得简单，无论操作人员是否有经验，都可以轻松检测，并且结果稳定，此优势已经在几十台不同机床上得到了验证，也获得了国内龙头机床企业的普遍认可。智能机床故障诊断系统需要的是从传感层到采集层，提供基于设备云的智能机床预测性维护与远程管理的运维方案。研华考虑到了用户对于成本及采样效率的需求。这套检测系统的特点之一是开放性，无论总线还是接口都是开放型的，采样频率非常高，不但能够接收振动信号，还能接收音频信号，从而更加准确地检测机床故障。第二点是便宜，研华严格控制硬件成本，相对于进口设备来说在价位上具有相当大的优势。第三点就是采集通道非常多，集成了硬件采样、传感、音频采集等系统，满足了机床行业多样化数据采集的需求，能有效完成在线诊断检测。”目前，智能机床故障诊断系统已经应用于多家机床企业。一家在亚洲占据领军地位的带锯机企业在采用诊断系统后，在效率和成本上实现了双赢。举例来说，带锯机切削时刀具等零部件会磨损，为了保证加工精度，以前的方式是在固定时间周期内更换带锯机的配件，不仅成本不易控制，也可能造成刀具的浪费。而现在，通过测量振动并分析数据，管理者可以在线监测，对有可能出现的故障问题作出预判并预警，避免机床故障造成停工。这样能够有效节省维修维护成本，最大化零部件的使用寿命，保障加工品质。另外，根据带锯机的磨损程度，可以将其加工不同精度的工件，也就是说，新的带锯机用来加工高精部件，而已经磨损的带锯机可以用于粗加工，这一方式让本身已经废弃的设备再度焕发生机，大大节省了客户成本，延长了设备使用寿命。降低系统成本，加速应用落地欧美专业的诊断系统早已进入中国，之所以没有普及开来。一方面是由于系统本身比较封闭，完全依托自有的知识库来开发，开放性不足，客户不能添加自己所需的技术和功能。另一方面，专业系统相当昂贵，往往只有高端机床设备企业才予以考虑，对于中小型机床厂商来说唯有望洋兴叹。霭葳通过设备联网实现实时抓取节点数据，但这只是转型的第一步。之后，霭葳要考虑的就是导入机床诊断系统，类似上海理工的智能机床故障诊断系统，其考虑到了系统的开放性，客户可以添加自己的技术或技能。同时，相比欧美的专业系统，国内的智能诊断系统又大大降低了硬件成本，性价比更高，能够覆盖高、中、低端客户群。越来越多的像霭葳一样的企业可以借此进行改造升级，加速应用落地，打造智能生产的新模式。霭葳实现 CNC 机床设备联网，提升机床附加价值26 27AGV、机床和产线三线联动，迈向“无人工厂”研华携手慧杰帮助菲利华导入自动化系统解决方案，实现叉车AGV、机床和生产线的三线联动，提高生产效率的同时，助力企业迈向无人工厂的目