工業4.0之智能制造工業云平臺-FlexEngine嶄露頭角!
來源:未知 日期:2016/12/08 瀏覽量:次
一、產生背景
伴隨世界范圍內“工業4.0”革命及“再工業化”戰略的興起,結合“中國制造2025”及“兩化融合”戰略,新一代信息技術與制造業深度融合,正在引發影響深遠的產業變革,形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點。各國都在加大科技創新力度,推動三維(3D)打印、制造全系統/全過程應用建模與仿真技術、物聯網和務聯網、供應鏈動態管理/整合/優化技術、移動互聯網、云計算、大數據、生物工程、新能源、新材料等領域取得新突破。基于信息物理系統(CPS)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式變革,網絡眾包、協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理、全生命周期管理、電子商務等正在重塑產業價值鏈體系,可穿戴智能產品、智能家電、智能汽車等智能終端產品不斷拓展制造業新領域,我國制造業轉型升級、創新發展迎來重大機遇。
在此背景下,把智能制造作為主攻方向,深化互聯網、物聯網和務聯網在制造領域的應用,發展基于互聯網的個性化定制、眾包設計、云制造等新型管理制造模式,推動形成基于消費需求動態感知的研發、制造和管理組織方式,并構建優勢互補、合作共贏的開放型管理生態體系,為此提出了整個M端的解決方案:智能制造平臺-FlexEngine(精益生產運行管理平臺),滿足C2B、B2M、C2M等新型商業模式。
二、平臺概況
FlexEngine,中文名稱“精益生產運行管理平臺”,旨在打造C2M/B2M/C2B等的整個M端解決方案,FlexEngine平臺產品體系包括供應鏈管理(SCM),高級計劃與排產(APS),制造執行系統(MES),倉儲管理系統(WMS),除此之外,該平臺還包括大數據分析系統(DES)、三維仿真模擬系統(SMS),態勢監視系統(PMS),運維管理系統(OMS)以及底層設備通信系統(ECS),構成完整的平臺產品體系,形成業務正向閉環生態體系,打造透明工廠,實現智能制造、柔性制造。
三、平臺架構與設計理念
為了滿足平臺業務系統功能在運營中達到柔性化、可重構、精益化、數字化、敏捷化和可配置化,平臺的架構與設計理念主要表現為:
l 基于SOA的架構模式
l 基于分布式設計思想
l 基于大數據和云計算技術
l 中間件、組件化設計思想
l Saas + Paas 服務模式
基于SOA的架構體系為:
四、平臺產品簡介
4.1、供應鏈管理系統(FlexEngine-SCM)
FlexEngine-SCM(Supply chainmanagement,供應鏈管理系統)是基于協同供應鏈管理的思想,整體性協調了從計劃到執行不同供應鏈功能中的信息、人員、工作流程、財產、事件和任務,借助大數據分析與預測技術、云計算技術、物聯網技術的應用,幫助企業供應鏈的上下游各環節無縫鏈接,形成物流、信息流、單證流、商流以及資金流五流合一的領先模式,促進供需的協同平衡。
FlexEngine-SCM產品通過將物料管理、配送管理、庫存優化、訂單管理、需求與預測以及運輸管理構建為智能業務解決方案集成在精益生產運行管理平臺(FlexEngine)中,通過與平臺中APS產品、MES產品、WMS產品集成,實現整體供應鏈各個環節(供應商、制造商、分銷商、零售商直到最終用戶)的可視化、管理信息化,達到供應鏈內外部協同、一體化的管理目的。
4.2、高級計劃與排產系統(FlexEngine-APS)
FlexEngine-APS(Advanced Planning and Scheduling System,高級計劃與排程),被譽為供應鏈優化引擎,在滿足能力約束、原料約束、需求約束、運輸約束、資金約束等各種生產資源約束的基礎上,實時、同步地給出在不同生產階段的最優生產排程計劃,最大化優化用戶目標,如準時交貨、設備利用率、成本等,幫助生產企業優 化生產管理及作業流程,最大限度的助力生產制造業,降低生產成本,提高整個生產及管理效率,縮短生產周期,降低庫存成本,加快市場響應速度,減少企業的訂單交期壓力,從而全面提高企業服務水平和競爭力,幫助企業提升業績,并在市場競爭中獲得競爭優勢,實現企業長期發展的目標。
4.3、制造執行管理系統(FlexEngine-MES)
作為銜接上層ERP與底層控制的MES,由于其“上傳下達”的集成作用,在企業車間底層與管理上層信息化架起一座橋梁。我們公司一直致力于企業MES解決方案咨詢與實施服務,經過多年的MES實施經驗,研發了FlexEngine-MES(Manufacturing Execution System,制造執行系統),該產品可滿足企業MES應用需要,并可根據客戶個性化要求進行二次開發。FlexEngine-MES平臺包括執行層與自動化層兩個層次應用,執行層包括生產管理、物料管理、質量管理、能源管理四大業務模塊;自動化層包括ANDON、AVI、PMC以及RC四大業務模塊,涵蓋了生產執行過程主要的核心業務,各模塊間相互集成,即可單獨應用,也可整體應用,滿足當前汽車企業“統一規劃、分步實施”的信息化規劃原則,可分階段,分模塊進行MES實施推進。FlexEngine-MES在企業信息化規劃中位于中間的執行層,上接計劃層規劃管理信息,將之分解為可執行任務,將完成信息反饋計劃層;下接控制層,監控底層自動化設備運行,傳遞運行指令要求,最終形成信息閉環。對外提供與ERP、DMS、SCM、BOM軟件系統及PDA、RFID、PLC等硬件平臺接口,實現數據的及時傳遞與信息集成。FlexEngine-MES平臺具有強大的集成功能,能夠與企業ERP/PLM/CAPP等其他信息化系統進行集成,如SAP、UGS和PTC等,全力為企業打造從生產現場到企業上層管理的全方位信息化解決方案。同時,易往MES也能和國內其他品牌的ERP/PDM/CAPP系統實現集成應用。
4.4、倉儲管理系統(FlexEngine-WMS)
FlexEngine-WMS(Warehouse Management System,倉儲管理系統)針對傳統倉儲物流行業進行了商業模式的變革,利用互聯網思維對傳統倉儲物流行業的需求痛點進行整合,致力于通過統包等思維,整合倉儲物流行業內部資源及倉儲規劃,降低生產成本、提升響應速度、具有廣泛的適用性與擴展性,可以滿足不同行業客戶的需求,實現客戶倉庫管理的諸多策略,為企業管理者、員工提供倉庫管理行之有效的工具。
FlexEngine-WMS通過訂單采集、需求預測、庫存補貨、庫存報表,倉儲建設與規劃等功能,為企業決策提供有力的數據支撐。通過系統的多倉支持、DataExchange、企業Portal等套件,實現客戶、供應商的更緊密的協作,完成供應鏈的閉環,在優化庫位、增加銷售、增強客戶服務、供應商管理庫存(VMI)、提高庫存、訂單和出貨可見度等方面獲得收益。
4.5、大數據分析系統(FlexEngine-DES)
FlexEngine-DES(Decision Evaluation System,大數據分析系統)是整個FlexEngine平臺的大數據分析和計算引擎,貫穿整個C2M產品生態體系,為云定制電商平臺和云制造生產平臺提供數據分析、歷史追溯、趨勢預測、決策評估等服務,有效的避免信息孤島和數據孤立,總體實現服務共享、數據共享,其特性如下:
A. 包含整個C2M模式所有數據,是一個標準的大數據中心,這些數據均是從數據倉庫經過ETL抽取而來
B. 豐富的圖形組件庫,方面快捷進行圖形展示、指標分析
C. 高度抽象的模型算法庫,能夠快速有效進行大數據分析計算
D. 統一的服務接口,保證各系統數據統一、協同運作
E. 數據加密技術,保證了數據存儲、訪問控制、數據傳輸的安全
F. 全面支持Hadoop和Spark大數據分布式處理框架
4.6、三維仿真模擬系統(FlexEngine-SMS)
FlexEngine-SMS(Simulation Model System,仿真模擬系統)精益生產運行管理平臺仿真模擬系統(SMS)將仿真技術與虛擬現實技術相結合,利用虛擬現實技術進行仿真模型的建立和實驗的模擬,使仿真的過程和結果可以實現圖象化、可視化,使仿真的系統具有了三維、實時交互、動態感知等特征,實現對工廠、生產線、供應鏈、倉儲規劃、物流運輸等領域三維仿真,同時也可以實現電商平臺三維定制化下單和通過3D打印技術實現三維定制體驗.
4.7、態勢監視系統(FlexEngine-PMS)
FlexEngine-PMS(Posture MonitoringSystem,態勢監視系統)對底層生產過程實時信息的采集和數據挖掘,通過信息集成形成優化控制、優化調度和優化決策等的判斷或指令,提供圖形組件分析、報表分析、預警告警等機制,實現企業生產過程的安全、穩定、均衡、優質、高產、低耗的目標。
態勢監視系統有以下特性:
A. 豐富的數據對接接口及數據采集接口
B. 實時生產線監控
C. 實時設備監控
D. 實時庫存監控
E. 實時物流運輸監控
F. 圖形組件庫及三維模型庫,可實現三維場景實時監控
G. 報警預警功能
E. 報表分析,并提供管理決策輔助
4.8、設備通信系統(FlexEngine-ECS)
FlexEngine-ECS(Equipment Conmmunication System,設備通信系統)解析現場設備的通信協議,并將其轉化成符合OPC 標準的數據,實現現場不同通訊協議的標準化,是精益生產運行管理平臺的底層數據采集和通信的服務軟件,ECS同時還支持自動適配新通訊類型設備,自動根據設備類型下載相對應的設備驅動,并提供友好的配置界面稍作配置,無需修改任何代碼,安全、穩定、高效地就可實現新設備類型添加,ECS包含服務端和客戶端,ECS客戶端利用虛擬現實技術和大數據分析技術,提供設備監控和數據分析能力。
FlexEngine-ECS有以下特性:
A. 支持豐富的硬件接口
B. 豐富的通訊驅動庫
C. 通訊驅動自動匹配、自動加載
E. 豐富的對外通訊接口
F. 提供OPC DA、OPCUA、Web Server等服務
G. 提供虛擬現實交互方式,實現設備監控和數據分析功能
4.9、運維管理系統(FlexEngine-OMS)
FlexEngine-OMS(Operations ManagementSystem,運維管理系統)是負責FlexEngine平臺的運行維護工作,根據生產實時數據為基礎,根據工廠生產運行管理特點,滿足不同類型企業的生產運行管理,提供快速、友好、安全的部署策略、并提供統計分析和輔助決策功能,包括日志刷新、日志管理、后臺服務管理、集群管理、硬件策略、遠程監管、數據庫管理、工廠基礎數據建模等主要功能,保證平臺產品實施部署、用戶管理、權限分配等的安全性和有效性,保障系統的正常運行。
FlexEngine-OMS有以下特性:
A. 可快速實現對平臺產品的實施部署
B. 實時刷新系統運行日志,跟蹤系統運行狀態,并利用圖形組件分析日志
C. 豐富的數據庫管理功能,可實現自動建表、用戶管理、權限分配、輸入SQL語句等
D. 提供硬件策略,實時監控服務器CPU、硬盤、內存、進程等指標
E. 可快速實現對后臺服務組件的升級、啟動、停止和卸載等操作
F. 平臺基礎數據統一接口管理
G. 統計分析功能
H. 提供決策輔助
8、技術價值自我鑒定
智能制造架構的三個維度:
(1)系統層級:設備、控制、車間、企業、協同
(2)生命周期:設計、生產、物流、銷售、服務
(3)智能功能:資源要素、系統集成、互聯互通、信息融合、新興業態
FlexEngine平臺結合成功的客戶實施案例經驗與智能制造架構的深度理解,設計了供應鏈管理系統(SCM)、高級計劃與排程系統(APS)、制造執行系統(MES)、倉儲管理系統(WMS)、設備通信系統(ECS)五大業務系統以及決策評估系統(DES)、三維仿真模擬系統(SMS)、態勢監測系統(PMS)、運維管理系統(OMS)四大支撐系統。在業務上旨在解決企業協同管理的痛點,在技術上旨在實現物理信息融合。FlexEngine平臺全面覆蓋了企業生產、管理,銷售與信息決策全過程,借助FlexEngine平臺企業能夠實現智能制造。
實現FlexEngine技術前提:
1.精通IT技術研發過程,掌握國內外主流先進IT技術如云服務云計算架構設計與實現,大數據挖掘與分析預測,算法與模型設計等。
2.豐富的制造企業信息系統研發測試以及實施部署經驗,深刻理解熟悉從設計,采購,生成到銷售服務全過程。
3.熟悉制造行業相關的國內國際標準,尤其是設備通訊協議標準等。
技術研究主要方法有:收集問題,需求分析,討論解決方案,研究實現,測試驗證,應用實踐檢驗。
五、FlexEngine平臺技術先進性
1、數據及數據服務一體化:
這是平臺核心,也是實現完全一體化的關鍵,打破了信息孤島以及徹底解決了傳統子系統之間相互通訊需要通過定義接口或增加適配轉換層才能相互交換數據的弊端,FlexEngine經過梳理后統一成通用的數據格式xml/json并使用服務,微服務形式提高使用靈活性和可擴展性。其提供的標準化的數據服務及接口,可以與任何平臺、任何系統、任何業務進行對接!
再次,為將來的大數據及服務、供應鏈金融提供強大的支撐和基礎。
2、服務及業務組件一體化:
平臺采用模塊化,組件化,服務化設計,其第二大核心在于將所有M端涉及的業務邏輯、模型算法、中間件等服務全部標準化,建立各類組件包,為上層各類業務提供支撐,同時,由于這些組件是全部標準化的,可以與任何平臺、系統進行對接。
3、嚴格按照工業云標準體系(IaaS、PaaS、SaaS)構建平臺框架及層次,
核心均是基于云架構設計,是工業級別的云平臺,支持兩個一體化。
5、嚴格按照工信部CPS標準開發的開放式服務接口,具有高安全性,交互性,易擴展性。
6、制造業專業算法模型。
7、界面友好的支持2D,3D圖形展示的人機交互界面,3維建模,供應鏈仿真。
8、全過程運行實時監控,故障檢測報警。
六、FlexEngine平臺實用性、經濟性及社會效益
1.按國家標準設計的面向制造業的專業平臺,廣泛適應于各制造企業,工廠,系統可快速靈活部署和實施。
2.加快中國工廠快速實現工業4.0,打造透明工廠,實現智能制造。
3.通過云平臺云服務方式實施部署,可最大化共享軟硬件IT基礎設施,從而大大降低中小企業使用成本。
4.企業通過平臺實現生成銷售自動化,智能化可提高產品質量,數量,增加供給,同時降低了單位成本,銷售成本,達到物美價廉,以滿足廣大人民群眾日益增漲的物質需求。
5.企業可以借助“眾包”平臺發布研發需求,廣泛利用客戶和外部人員的智慧,實現產品設計的社會化與款式多樣化。此外,智能制造將使得定制化生產并不顯著增加企業財務成本,即使在生產小批次產品的時候也可以獲得規模效益。
七、FlexEngine平臺價值估算
1.FlexEngine是中國第一個按國家標準并充分參照國際標準量身定制打造的專業制造平臺,具有廣泛適用性,先進性,在中國眾多制造企業迫切需要升級換代,加速信息化,現代化的大環境下,平臺的突破性特點,其具有行業領先地位,自然擁有最高市場占有率,市場份額。
2.FlexEngine 非傳統技術堆砌,而是采用國際一流IT技術標準,技術架構如分布式高并發設計,并集成人工智能,3D虛擬現實等先進技術,本身具有很高的軟件價值。
3.FlexEngine 技術研發團隊成員經驗豐富,很多擁有大型外資IT企業產品平臺設計經驗,擁有國際化視野,理念先進,軟件質量穩定,性能高。技術團隊根據國情在打造符合中國市場的專業平臺產品過程中歷練了一支團結高效的人才隊伍,也為后續研發第二代平臺產品奠定了堅實基礎。