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工廠設備互聯實踐公司工廠主要生產電子裝置連接產品，工廠的總體設計包括工廠的整體布局設計、實物流、信息流和工藝流的規劃設計。在充分考慮了工藝與物流的合理分布的基礎上，採用最先進的智能工廠理念，從工廠整體布局總體設計着手，考慮多種智能設備產線、系統集成及互聯互通。智能工廠通信系統採用了PROFINET工業以太網技術、安全橋Safety Bridge技術、工業無線WLAN技術(IEEE802.11n)等，實現機器人、AGV、自動化產線與信息系統的數據庫直接進行數據交互，可根據生產工藝的要求實現各單元之間協調控制，同時各單元系統還可獨立運行並實施控制。

關鍵詞：智能工廠；設備互聯；智能製造；

一、案例簡介

公司智能工廠通信系統採用了PROFINET工業以太網技術、安全橋Safety Bridge技術、工業無線WLAN技術(IEEE802.11n)等，實現機器人、AGV、自動化產線與信息系統的數據庫直接進行數據交互，可根據生產工藝的要求實現各單元之間協調控制，同時各單元系統還可獨立運行並實施控制。其中，PROFINET的RT（實時）通道和IRT（等時同步）通道可以實現毫秒級到微秒級的響應速度，並且PROFINET兼容TCP/IP協議的實時以太網，為系統拓展提供了接口；mGuard採用的CIFS技術可定期掃描網絡中的病毒，並可以調用第三方病毒服務器對病毒實施有效查殺。

二、案例背景介紹

公司自成立以來，經過了高速的發展和擴張，雖然公司內部經過精益生產項目的實施，自動化產線的研發和使用，有效的節省了空間，提升了利用率。但是，現有的空間仍然無法滿足公司高速發展的需要。為了徹底解決這一問題，公司決定投資新建工廠。通過整合企業現有的智能製造能力，打造電氣行業的智能製造標杆工廠。

公司採用了最先進的智能工廠理念與技術，在工廠整體布局上貫徹了精益管理理念，實施了多種智能設備產線、系統集成及互聯互通，可實現人與機器的相互協調合作。底層通過設備購置、改造、升級等，將未實現互通互聯的設備實現互通互聯，主要包括自動化產線、數字化機床、三坐標儀、視覺設備、計量設備等，並且數據可與MES系統進行集成，實現數據共享。

三、案例應用詳情

1、總體應用框架

工廠的整體布局分為基礎層、執行層，在工廠之外，還有企業的管理層，具體的體系架構如圖所示。由圖可知，系統將收集到的客戶信息與管理層的SAP和PLM進行信息交互，SAP與執行層MES之間進行信息交互， PLM將數字產品信息傳遞到執行層的工藝設計、執行與管理系統，同時MES與工藝設計、執行與管理系統也存在信息交互，MES將生產訂單等信息傳遞給基礎層生產資源、製造設備、模具、檢測工具等，工藝設計、執行與管理系統將生產工藝、物流信息等傳遞給製造設備、AGV等，同時基礎層又會將收集到的信息反饋到MES與工藝設計、執行與管理系統中。

2、關鍵技術應用詳情

工廠通信系統採用了PROFINET工業以太網技術、安全橋SatetyBridge技術、工業無線WLAN技術(IEEE802.11n)等，實現機器人、AGV、自動化產線與信息系統的數據庫直接進行數據交互，可根據生產工藝的要求實現各單元之間協調控制，同時各單元系統還可獨立運行並實施控制。如圖所示。

工廠中核心生產設備，均通過Netop遠程軟件進行聯網，設備聯網率達到100%。

PROFINET的RT（實時）通道和IRT（等時同步）通道可以實現毫秒級到微秒級的響應速度，已被工業自動化業界廣泛採用。工廠採用開放實時以太網的一網到底結構，從底層I/O現場層到設備之間連接的控制層，再到管理層MES、ERP等全部採用PROFINET實時工業以太網，包括線纜、光纖傳輸的PROFINET技術、無線WLAN傳輸的PROFINET技術。

PROFINET兼容TCP/IP協議的實時以太網，能滿足過程控制、工廠自動化和運動控制實時通信要求，已有的系統無需修改就能集成到PROFINET中，系統具有高度開放性和兼容性，為系統拓展提供了接口，如CNC設備、機器人、RFID、視覺系統、視頻監控等。

工廠已經建成了以工業交換機和工業無線AP為接入設備，並與公司辦公網絡有機集成的工業以太網。通過有線的、無線的連接，工廠中的生產設備能夠與網絡相連，並將相關的數據傳輸到MES系統中。

系統在設備層、執行層和管理層以上設置防火牆保護，免於「外部」的未授權訪問，其過濾器根據源發地址和目標地址對數據包進行過濾，阻止來自「外部」的不需要的數據流。所採用的mGuard工業級防火牆以深度數據包檢測技術為核心，可有效防止工業及病毒的入侵。mGuard採用的CIFS技術可定期掃描網絡中的病毒，並可以調用第三方病毒服務器對病毒實施有效查殺。

四、創新性與優勢

本項目的創新性與優勢在於以下幾個方面：

（1）工廠藉助全廠互聯網平台實現機器、人員的互聯，實現生產數據與人員的無縫對接，生產管理人員可以藉助系統採集來的數據，進行現場的感知和管控，實現了生產數字化；

（2）工廠中核心生產設備，均通過Netop遠程軟件進行聯網，設備聯網率達到100%；

（3）工廠已經建成了以工業交換機和工業無線AP為接入設備，並與公司辦公網絡有機集成的工業以太網。通過有線的、無線的連接，工廠中的生產設備能夠與網絡相連，並將相關的數據傳輸到MES系統中；

（4）所採用的mGuard工業級防火牆以深度數據包檢測技術為核心，可有效防止工業及病毒的入侵。

公司工廠設備互聯實踐能夠幫助客戶實現工廠智能化、數字化、信息化、網絡化，有效提高生產效率，確保全生命周期的安全可靠，為製造業注入新的活力，為中國智造增添新的助力。

五、案例應用效益分析

通過工廠設備的互聯，建設智能工廠實現了工廠的自動化生產，建設了覆蓋全廠的MES生產管理系統，使得工廠能夠對整個生產工藝做出實時的檢測與規劃；工廠藉助全廠互聯網平台實現機器、人員的互聯，實現生產數據與人員的無縫對接，生產管理人員可以藉助系統採集來的數據，進行現場的感知和管控，實現了生產數字化；新工廠建立起信息化的管理平台，向上層面的企業經營管理層的ERP系統和面向生產工廠實時數據高度集成化的MES系統，實現管理和生產數據相連接成一個整體，使得生產數據高度集成化和信息共享性。未來，進一步推進工廠互聯網應用，將人、設備、自動化產線、工廠、供應商和客戶緊密聯繫在一起，形成跨設備、跨系統、跨廠區、跨地區的互聯互通，從而提高效率，推動整個製造服務體系智能化。