工業(yè)機(jī)理與智能工廠的實踐

1、 工業(yè)機(jī)理與智能工廠的實踐富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(BEACON) 富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)股份有限公司為全球領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造和科技服務(wù)解決方案供應(yīng)商。公司主要為全球知名品牌廠商提供各類產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)與智能制造等專業(yè)服務(wù)，為客戶提供新形態(tài)的產(chǎn)品智能制造和科技服務(wù)解決方案。公司主要產(chǎn)品領(lǐng)域涵蓋通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其高精密機(jī)構(gòu)件、云端運算設(shè)備及其高精密機(jī)構(gòu)件以及高精密刀具、工業(yè)機(jī)器人等智能制造工具類產(chǎn)品。公司是全球最大的智能手機(jī)構(gòu)件、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與云端運算設(shè)備專業(yè)設(shè)計制造服務(wù)商。在生產(chǎn)制造流程上，本公司已導(dǎo)入感測裝置、建立物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器、機(jī)器與人、人與人之間的互聯(lián)互通，同時，運用大量的傳

2、感數(shù)據(jù)、自動化技術(shù)等，將大數(shù)據(jù)分析、智能建模之結(jié)果，運用至制程中為智能工廠應(yīng)用，達(dá)成生產(chǎn)產(chǎn)出與效率最優(yōu)化。圖1 富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)股份有限公司 身為全球領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造和科技服務(wù)解決方案供應(yīng)商，本公司已通過整合制造、連網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析、云端存儲及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案應(yīng)用等建成富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺BEACON，為客戶提供新型態(tài)的電子設(shè)備產(chǎn)品和科技服務(wù)解決方案，在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、云端運算設(shè)備以及相關(guān)高精密機(jī)構(gòu)件產(chǎn)品方面具備先進(jìn)的技術(shù)水平，擁有高精密度、高一致性的生產(chǎn)工藝云端運算，為客戶提供高品質(zhì)、高效率、安全可靠的電子設(shè)備產(chǎn)品智能制造服務(wù)。圖2 富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺BEACON架構(gòu)一、項目概況1

3、. 項目背景為積極響應(yīng)中國制造2025和國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見，富士康制定了“未來發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃云，移，物，大，智，網(wǎng) + 機(jī)器人”，在此戰(zhàn)略指導(dǎo)下，富士康科技集團(tuán)成立了富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)股份有限公司，全力推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（BEACON）的發(fā)展。2. 項目簡介在工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)的浪潮下，如何幫助企業(yè)提質(zhì)、增效、降本、減存，一直是富士康的核心思想。在實踐過程中，BEACON平臺應(yīng)運而生。通過整合制造、連網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析、云端存儲及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案應(yīng)用等建成富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺BEACON，為客戶提供四大子平臺和八大應(yīng)用服務(wù)。打造跨邊緣層、IaaS層、PaaS層和

4、SaaS層的應(yīng)用體系，連通設(shè)備層、車間層、企業(yè)層，智能輔助生產(chǎn)者、管理者和決策者。以物聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，以智能數(shù)據(jù)平臺、智能制造平臺、影像大數(shù)據(jù)平臺為核心，輔以數(shù)據(jù)模型化、模型服務(wù)化，快速打造客戶關(guān)系管理、生產(chǎn)智造、供貨商供給側(cè)管理、質(zhì)量管理、產(chǎn)品技術(shù)管理、金流與通路管理、安全管理和環(huán)保管理等服務(wù)應(yīng)用。并通過平臺開放共享,打造生態(tài)鏈，為客戶提供高品質(zhì)、高效率、安全可靠的智能制造服務(wù)。采集關(guān)鍵、有效、微觀、納米的數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，利用多源傳感設(shè)備、智能裝備，結(jié)合各類通信協(xié)議接入各類異構(gòu)設(shè)備、系統(tǒng)、產(chǎn)品及影像海量大數(shù)據(jù)，透過富士康云及BEACON平臺，實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)總線等協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將生產(chǎn)數(shù)

5、據(jù)實時收集、分析、處理，以實現(xiàn)機(jī)器控制與交互溝通，最終達(dá)到提升品質(zhì)、增加效率、降低成本的目的，實現(xiàn)更加精準(zhǔn)與透明的企業(yè)管理。3. 平臺建構(gòu)目標(biāo)富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺BEACON的目標(biāo)是成為中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要推手，訂定平臺統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化接口，落實中國制造2025的目標(biāo)實踐，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造和科技服務(wù)解決方案的優(yōu)秀平臺提供者。二、富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺BEACON實施概況1. 總體架構(gòu)和主要內(nèi)容：圖3 富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)圖BEACON 以C2C(Component To Consumer)為主軸，打通全供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)，為企業(yè)創(chuàng)新價值，以關(guān)鍵、有效、微觀、納米的數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，從Data

6、Hub、DataWarehouse、DataSupermarket 到平臺開發(fā)、微服務(wù)應(yīng)用整合進(jìn)行了一系列的觀念與技術(shù)創(chuàng)新，達(dá)到提質(zhì)、增效、降本、減存。2. 富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺BEACON實踐案例：1) BEACON Edge Connect核心連接物聯(lián)網(wǎng)平臺Edge Connect是富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)BEACON打造的核心物聯(lián)網(wǎng)平臺，是萬物互聯(lián)互通時代資源接入管理、數(shù)據(jù)采集的有效解決方案，可以通過Edge Connect高效，安全的將海量設(shè)備連接至邊緣計算及云端，并在核心層（邊緣層）和云端進(jìn)行設(shè)備管理，數(shù)據(jù)存儲，結(jié)合BEACON平臺服務(wù)對數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，分析與可視化展現(xiàn)。Edge Conn

7、ect支持基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議串口、文件、軟件界面參數(shù)的采集、解析與存儲，支持各種智能網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集與存儲,在數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議/標(biāo)準(zhǔn)方面,可根據(jù)用戶需求對數(shù)據(jù)傳輸提供端到端加密，支持容器方式對數(shù)據(jù)接入的服務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展，目前Edge Connect已應(yīng)用到表面貼裝、數(shù)控加工、機(jī)器人、組裝測試、環(huán)境數(shù)據(jù)采集等場景，目標(biāo)是覆蓋全行業(yè)數(shù)據(jù)采集。Edge Connect作為資源管理與數(shù)據(jù)采集平臺，即服務(wù)于平臺又獨立于平臺，可以與任何云平臺無縫串接，無論企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品策略是智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制還是服務(wù)化延伸，數(shù)據(jù)采集永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)，采集的數(shù)據(jù)必須實時、準(zhǔn)確、完整，以支撐各種智能分析需求。圖4 Edge

8、Connect圖示2) 供應(yīng)商零件不良預(yù)警預(yù)報管理系統(tǒng)圖5 富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)圖從供應(yīng)鏈的元器件管理出發(fā)，研究和建立供應(yīng)商零件不良預(yù)警預(yù)報管理機(jī)制。采集零件相關(guān)數(shù)據(jù)，如廠商、廠商料號、物料生產(chǎn)周期、物料出貨批次、所使用的產(chǎn)品、產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、不良信息、分析結(jié)論、維修數(shù)據(jù)等等， 進(jìn)行資料分析和數(shù)據(jù)建模，開創(chuàng)靜態(tài)+動態(tài)的雙重數(shù)據(jù)模型分析方法，達(dá)到科學(xué)預(yù)警預(yù)報管理，依CLCA的原則，串通供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，實現(xiàn)生產(chǎn)品質(zhì)的提升，降低不良的風(fēng)險，提高客戶滿意度。3） 電子元器件表面貼裝智能制造平臺圖6 表面貼裝智能制造電子元器件表面貼裝智能制造平臺通過連接機(jī)器、設(shè)備、人、制造執(zhí)行系統(tǒng)、物料追蹤系統(tǒng)

9、等所有與電子元器件表面貼裝相關(guān)的信息，利用現(xiàn)有的制造經(jīng)驗與大數(shù)據(jù)的分析，為生產(chǎn)過程提供實時監(jiān)控、自動點檢、快速決策、智能保養(yǎng)、透明化、扁平化管理，從而全面提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)。重點打造六大功能：（1） 智能叫料；（2） 智能印刷；（3） 智能吸嘴保養(yǎng)；（4） 智能送料器保養(yǎng)；（5） 貼裝異常智能回饋；（6） 回流焊接工藝智能監(jiān)控。4) 影像大數(shù)據(jù)平臺- 現(xiàn)場管理系統(tǒng)影像大數(shù)據(jù)平臺作為工業(yè)級影像的智能管理平臺，旨在為用戶提供自底層影像數(shù)據(jù)采集至頂層機(jī)器視覺應(yīng)用的整套服務(wù)。圖7 影像大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用架構(gòu)圖結(jié)合工廠內(nèi)部生產(chǎn)實例，影像大數(shù)據(jù)平臺所提供的智能化服務(wù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制程的各大環(huán)節(jié)。以網(wǎng)絡(luò)通路產(chǎn)

10、品制程為例，影像大數(shù)據(jù)平臺可提供的海量影像大數(shù)據(jù)服務(wù)目前主要涵蓋以下環(huán)節(jié)：原料管控、智能制造、品質(zhì)檢驗。5) 供應(yīng)鏈智慧決策系統(tǒng)供應(yīng)鏈智慧決策系統(tǒng)用來優(yōu)化供應(yīng)鏈庫存管理，以庫存系統(tǒng)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)作功能開發(fā)，建立智能辦公應(yīng)用以協(xié)助供應(yīng)鏈管理者快速發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，從而達(dá)到公司整體供應(yīng)鏈狀況可視化和最優(yōu)化的目標(biāo)。供應(yīng)鏈智慧決策系統(tǒng)根據(jù)用戶需求定制個性化管理服務(wù)，匯聚海量、準(zhǔn)確庫存數(shù)據(jù)并以報表直觀呈現(xiàn)，最大限度滿足了用戶對信息查找與利用的需求，及時庫存預(yù)警讓庫存永遠(yuǎn)充足、合理，助力企業(yè)實現(xiàn)零庫存。具體實現(xiàn)了五大模塊功能：（1） 供應(yīng)鏈計劃；（2）需求計劃；（3）主數(shù)據(jù)管理；（4）實時庫存管理

11、；（5）庫存過剩與過時管理。供應(yīng)鏈智慧決策系統(tǒng)實現(xiàn)了供應(yīng)鏈各個層級的互通，實際導(dǎo)入后在本單位全球各工廠提升全球庫存周轉(zhuǎn)率13%，提高全球供應(yīng)鏈跨站點合作效率33%。圖8 供應(yīng)鏈智慧決策系統(tǒng)流程圖6) 綠色智慧能源管理系統(tǒng)國家“十三五”規(guī)劃明確提出單位GDP能耗減低15%，單位GDP二氧化碳降低18%，萬元GDP用水量下降23%等目標(biāo)，因此智能生產(chǎn)的同時實現(xiàn)綠色生產(chǎn)一直是我們的宗旨?；谥瞥坦ば蚬?jié)能增效、生產(chǎn)設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、減少故障及不良品事件的精細(xì)化管理和成本控制需要，對生產(chǎn)的高能耗產(chǎn)線工序和設(shè)備、經(jīng)由平臺能耗大數(shù)據(jù)分析，制定頂層節(jié)能規(guī)劃，動態(tài)調(diào)整節(jié)能措施、局部節(jié)能精細(xì)控制，全面提升生產(chǎn)過程中的

12、效能，實現(xiàn)設(shè)備安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)成本精細(xì)管控。圖9 綠色能源管理應(yīng)用說明圖2. BEACON網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu):圖10 BEACON網(wǎng)絡(luò)連接圖1BEACON平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以打造云連云，橫向連接所有生產(chǎn)過程、縱向的打通客戶到供應(yīng)商全價值鏈連接，注重網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全、及時與快速響應(yīng)。2BEACON平臺網(wǎng)絡(luò)安全策略：安全區(qū)分、專網(wǎng)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證。圖11 BEACON網(wǎng)絡(luò)安全連接圖3. 數(shù)據(jù)架構(gòu)和應(yīng)用數(shù)據(jù)整體架構(gòu)透過數(shù)據(jù)Hub集成所有數(shù)據(jù)，包含：設(shè)備數(shù)據(jù)、傳感器、數(shù)據(jù)庫、資料采集接口、現(xiàn)有的系統(tǒng)以及其他種類資料，當(dāng)資料匯集后，在資料Warehouse定義種類，根據(jù)八大資料種類進(jìn)行分類，最后在利用資料S

13、upermarket的調(diào)用，透過接口的監(jiān)控與管理，讓資料可控、可管、并且可有效利用資料，以完成資料流可由源物料到客戶端全程應(yīng)用，資料服務(wù)覆蓋。數(shù)據(jù)架構(gòu)的三個部分：1數(shù)據(jù)采集部分：在面對多樣的資料種類，采集資料可簡易區(qū)分為設(shè)備以及系統(tǒng)兩種。2資料儲存、計算部分：資料匯入后，存入分布式非關(guān)連性資料庫，透過不同類別分別儲存，并透過關(guān)連性資料庫同時匯入產(chǎn)生所需的統(tǒng)計型報表。計算種類包含即時計算、監(jiān)控、反應(yīng)、分析以及離線海量計算與分析，分別處理設(shè)備到設(shè)備、設(shè)備到系統(tǒng)以及設(shè)備到人的不同需求。圖12 BEACON數(shù)據(jù)流程圖3工業(yè)機(jī)理部分：數(shù)據(jù)的使用是基于工業(yè)業(yè)務(wù)與經(jīng)驗、設(shè)備工程師、制程工程師、數(shù)據(jù)工程師以及

14、數(shù)據(jù)分析工程師一同設(shè)計，打造針對不同的應(yīng)用場景的微服務(wù)資源。4. 安全及可靠性圖13 富士康云+BEACON安全架構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)層安全：1線路可靠性：采用N+1回路，避免單點故障，增強(qiáng)高可用性；2DDoS防護(hù)：提供跨電信跨線路與跨Site的流量清洗服務(wù)，總防御能力可達(dá)TB等級；3APT攻擊防護(hù)：主動防御，可阻斷云主機(jī)對外部非法網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)；4防火墻/IPS入侵防御：多層次防火墻結(jié)合入侵防御系統(tǒng)主動防御；5Load Balancer：提供服務(wù)級(端口)負(fù)載均衡及備援機(jī)制；系統(tǒng)層安全：6云漏洞偵測：透過CyberSecurity針對漏洞進(jìn)行對應(yīng)風(fēng)險處理；7資安資產(chǎn)管理：系統(tǒng)需經(jīng)過認(rèn)證注冊、入網(wǎng)許可，強(qiáng)化變更

15、管理；8跨平臺補(bǔ)丁修補(bǔ)：提供系統(tǒng)化自動偵測并且更新補(bǔ)丁;9接入管理：透過Cloud VDI聯(lián)機(jī)管理、雙因子認(rèn)證，強(qiáng)化管理；10AI病毒防護(hù)：結(jié)合了無特征檢測和關(guān)鍵端點防護(hù)技術(shù)；11APT入侵檢測：掃描主機(jī)內(nèi)部惡意程序、偵測非法聯(lián)機(jī)；數(shù)據(jù)層：12Cloud DR：標(biāo)準(zhǔn)化的備份程序，異地快速還原的整合功能；13Cloud Motion： VM在云與平臺之間快速遷移，動態(tài)分配空間。數(shù)據(jù)安全與可信度:1. 存儲服務(wù)私密性；2. 儲存服務(wù)備份機(jī)制；3. 平臺訪問控制；4. 平臺攻擊防范。圖14 BEACON數(shù)據(jù)安全控管圖5. 其他亮點(1)最大的制造行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，含數(shù)據(jù)采集、工業(yè)PaaS、工業(yè)A

16、PP；(2)深耕整合性創(chuàng)新設(shè)計與制造到市場銷售，40余年的設(shè)計制造經(jīng)驗積累可以作為行業(yè)輸出，幫助企業(yè)轉(zhuǎn)型智造；(3)在智能制造、機(jī)器人等走在世界前列；從產(chǎn)品到服務(wù)實現(xiàn)全數(shù)字化生態(tài)體系。三、下一步實施計劃繼續(xù)打造智慧工廠， 在企業(yè)內(nèi)部提升生產(chǎn)率，完善設(shè)備產(chǎn)線系統(tǒng)，實時獲取六流數(shù)據(jù)，提質(zhì)增效，降本減存。向價值鏈延伸、垂直整合，打通企業(yè)外部價值鏈，實現(xiàn)產(chǎn)品、生產(chǎn)、服務(wù)創(chuàng)新，建立智能制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。深耕工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，面向開放生態(tài)的平臺營，匯聚產(chǎn)業(yè)資源鏈，向全生態(tài)的平臺運營轉(zhuǎn)變，精準(zhǔn)智能數(shù)據(jù)，訂制智能制造。圖15 富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實施路徑圖四、項目創(chuàng)新點和實施效果1、技術(shù)先進(jìn)性: 平臺創(chuàng)新：PaaS on PaaS、微服務(wù)異構(gòu)再生、工業(yè)機(jī)理生態(tài)圈。2、可復(fù)制推廣性:圖16 BEACON服務(wù)應(yīng)用圖富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺BEACON打造跨核心層（邊緣層）、IaaS、PaaS、SaaS的應(yīng)用體系，連通設(shè)備層、車間層、企業(yè)層，智能輔助生產(chǎn)者、管理者和決策者。以IoT平臺數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，以智能數(shù)據(jù)平臺、智能