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工业4.0之智能制造工业云平台-FlexEngine崭露头角


一、产生背景

伴随世界范围内“工业4.0”革命及“再工业化”战略的兴起,结合“中国制造2025”及“两化融合”战略,新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度,推动三维(3D)打印、制造全系统/全过程应用建模与仿真技术、物联网和务联网、供应链动态管理/整合/优化技术、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。基于信息物理系统(CPS)的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革,网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系,可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新领域,我国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇。

在此背景下,把智能制造作为主攻方向,深化互联网、物联网和务联网在制造领域的应用,发展基于互联网的个性化定制、众包设计、云制造等新型管理制造模式,推动形成基于消费需求动态感知的研发、制造和管理组织方式,并构建优势互补、合作共赢的开放型管理生态体系,为此提出了整个M端的解决方案:智能制造平台-FlexEngine(精益生产运行管理平台),满足C2B、B2M、C2M等新型商业模式。

二、平台概况

FlexEngine,中文名称“精益生产运行管理平台”,旨在打造C2M/B2M/C2B等的整个M端解决方案,FlexEngine平台产品体系包括供应链管理(SCM),高级计划与排产(APS),制造执行系统(MES),仓储管理系统(WMS),除此之外,该平台还包括大数据分析系统(DES)、三维仿真模拟系统(SMS),态势监视系统(PMS),运维管理系统(OMS)以及底层设备通信系统(ECS),构成完整的平台产品体系,形成业务正向闭环生态体系,打造透明工厂,实现智能制造、柔性制造。

FlexEngine平台各个系统在业务上的关系,参见下图所示:

1 平台各个系统之间的关系图

三、平台架构与设计理念

为了满足平台业务系统功能在运营中达到柔性化、可重构、精益化、数字化、敏捷化和可配置化,平台的架构与设计理念主要表现为:

l  基于SOA的架构模式

l  基于分布式设计思想

l  基于大数据和云计算技术

l  中间件、组件化设计思想

l  Saas + Paas 服务模式

基于SOA的架构体系为:

2 SOA架构体系图

四、平台产品简介

4.1、供应链管理系统(FlexEngine-SCM)

FlexEngine-SCM(Supply chainmanagement,供应链管理系统)是基于协同供应链管理的思想,整体性协调了从计划到执行不同供应链功能中的信息、人员、工作流程、财产、事件和任务,借助大数据分析与预测技术、云计算技术、物联网技术的应用,帮助企业供应链的上下游各环节无缝链接,形成物流、信息流、单证流、商流以及资金流五流合一的领先模式,促进供需的协同平衡。

FlexEngine-SCM产品通过将物料管理、配送管理、库存优化、订单管理、需求与预测以及运输管理构建为智能业务解决方案集成在精益生产运行管理平台(FlexEngine)中,通过与平台中APS产品、MES产品、WMS产品集成,实现整体供应链各个环节(供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户)的可视化、管理信息化,达到供应链内外部协同、一体化的管理目的。

3 供应链管理功能模块

4.2、高级计划与排产系统(FlexEngine-APS)

 FlexEngine-APS(Advanced Planning and Scheduling System,高级计划与排程),被誉为供应链优化引擎,在满足能力约束、原料约束、需求约束、运输约束、资金约束等各种生产资源约束的基础上,实时、同步地给出在不同生产阶段的最优生产排程计划,最大化优化用户目标,如准时交货、设备利用率、成本等,帮助生产企业优 化生产管理及作业流程,最大限度的助力生产制造业,降低生产成本,提高整个生产及管理效率,缩短生产周期,降低库存成本,加快市场响应速度,减少企业的订单交期压力,从而全面提高企业服务水平和竞争力,帮助企业提升业绩,并在市场竞争中获得竞争优势,实现企业长期发展的目标。

4 高级计划与排产系统的功能模块

4.3、制造执行管理系统(FlexEngine-MES)

作为衔接上层ERP与底层控制的MES,由于其“上传下达”的集成作用,在企业车间底层与管理上层信息化架起一座桥梁。我们公司一直致力于企业MES解决方案咨询与实施服务,经过多年的MES实施经验,研发了FlexEngine-MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统),该产品可满足企业MES应用需要,并可根据客户个性化要求进行二次开发。FlexEngine-MES平台包括执行层与自动化层两个层次应用,执行层包括生产管理、物料管理、质量管理、能源管理四大业务模块;自动化层包括ANDON、AVI、PMC以及RC四大业务模块,涵盖了生产执行过程主要的核心业务,各模块间相互集成,即可单独应用,也可整体应用,满足当前汽车企业“统一规划、分步实施”的信息化规划原则,可分阶段,分模块进行MES实施推进。FlexEngine-MES在企业信息化规划中位于中间的执行层,上接计划层规划管理信息,将之分解为可执行任务,将完成信息反馈计划层;下接控制层,监控底层自动化设备运行,传递运行指令要求,最终形成信息闭环。对外提供与ERP、DMS、SCM、BOM软件系统及PDA、RFID、PLC等硬件平台接口,实现数据的及时传递与信息集成。FlexEngine-MES平台具有强大的集成功能,能够与企业ERP/PLM/CAPP等其他信息化系统进行集成,如SAP、UGS和PTC等,全力为企业打造从生产现场到企业上层管理的全方位信息化解决方案。同时,易往MES也能和国内其他品牌的ERP/PDM/CAPP系统实现集成应用。

5 制造执行管理系统功能模块

4.4、仓储管理系统(FlexEngine-WMS)

FlexEngine-WMS(Warehouse Management System,仓储管理系统)针对传统仓储物流行业进行了商业模式的变革,利用互联网思维对传统仓储物流行业的需求痛点进行整合,致力于通过统包等思维,整合仓储物流行业内部资源及仓储规划,降低生产成本、提升响应速度、具有广泛的适用性与扩展性,可以满足不同行业客户的需求,实现客户仓库管理的诸多策略,为企业管理者、员工提供仓库管理行之有效的工具。

FlexEngine-WMS通过订单采集、需求预测、库存补货、库存报表,仓储建设与规划等功能,为企业决策提供有力的数据支撑。通过系统的多仓支持、DataExchange、企业Portal等套件,实现客户、供应商的更紧密的协作,完成供应链的闭环,在优化库位、增加销售、增强客户服务、供应商管理库存(VMI)、提高库存、订单和出货可见度等方面获得收益。

6 仓储管理系统功能模块

4.5、大数据分析系统(FlexEngine-DES)

 FlexEngine-DES(Decision Evaluation System,大数据分析系统)是整个FlexEngine平台的大数据分析和计算引擎,贯穿整个C2M产品生态体系,为云定制电商平台和云制造生产平台提供数据分析、历史追溯、趋势预测、决策评估等服务,有效的避免信息孤岛和数据孤立,总体实现服务共享、数据共享,其特性如下:

A. 包含整个C2M模式所有数据,是一个标准的大数据中心,这些数据均是从数据仓库经过ETL抽取而来

B. 丰富的图形组件库,方面快捷进行图形展示、指标分析

C. 高度抽象的模型算法库,能够快速有效进行大数据分析计算

D. 统一的服务接口,保证各系统数据统一、协同运作

E. 数据加密技术,保证了数据存储、访问控制、数据传输的安全

F. 全面支持Hadoop和Spark大数据分布式处理框架



7 大数据分析系统功能模块

4.6、三维仿真模拟系统(FlexEngine-SMS)

 FlexEngine-SMS(Simulation Model System,仿真模拟系统)精益生产运行管理平台仿真模拟系统(SMS)将仿真技术与虚拟现实技术相结合,利用虚拟现实技术进行仿真模型的建立和实验的模拟,使仿真的过程和结果可以实现图象化、可视化,使仿真的系统具有了三维、实时交互、动态感知等特征,实现对工厂、生产线、供应链、仓储规划、物流运输等领域三维仿真,同时也可以实现电商平台三维定制化下单和通过3D打印技术实现三维定制体验.

8 三维仿真模拟系统功能模块

4.7、态势监视系统(FlexEngine-PMS)

FlexEngine-PMS(Posture MonitoringSystem,态势监视系统)对底层生产过程实时信息的采集和数据挖掘,通过信息集成形成优化控制、优化调度和优化决策等的判断或指令,提供图形组件分析、报表分析、预警告警等机制,实现企业生产过程的安全、稳定、均衡、优质、高产、低耗的目标。

态势监视系统有以下特性:

A. 丰富的数据对接接口及数据采集接口

B. 实时生产线监控

C. 实时设备监控

D. 实时库存监控

E. 实时物流运输监控

F. 图形组件库及三维模型库,可实现三维场景实时监控

G. 报警预警功能

E. 报表分析,并提供管理决策辅助

9 态势监控系统效果示例

4.8、设备通信系统(FlexEngine-ECS)

 FlexEngine-ECS(Equipment Conmmunication System,设备通信系统)解析现场设备的通信协议,并将其转化成符合OPC 标准的数据,实现现场不同通讯协议的标准化,是精益生产运行管理平台的底层数据采集和通信的服务软件,ECS同时还支持自动适配新通讯类型设备,自动根据设备类型下载相对应的设备驱动,并提供友好的配置界面稍作配置,无需修改任何代码,安全、稳定、高效地就可实现新设备类型添加,ECS包含服务端和客户端,ECS客户端利用虚拟现实技术和大数据分析技术,提供设备监控和数据分析能力。

FlexEngine-ECS有以下特性:

A. 支持丰富的硬件接口

B. 丰富的通讯驱动库

C. 通讯驱动自动匹配、自动加载

E. 丰富的对外通讯接口

F. 提供OPC DA、OPCUA、Web Server等服务

G. 提供虚拟现实交互方式,实现设备监控和数据分析功能

10 设备通信系统功能模块

4.9、运维管理系统(FlexEngine-OMS)

FlexEngine-OMS(Operations ManagementSystem,运维管理系统)是负责FlexEngine平台的运行维护工作,根据生产实时数据为基础,根据工厂生产运行管理特点,满足不同类型企业的生产运行管理,提供快速、友好、安全的部署策略、并提供统计分析和辅助决策功能,包括日志刷新、日志管理、后台服务管理、集群管理、硬件策略、远程监管、数据库管理、工厂基础数据建模等主要功能,保证平台产品实施部署、用户管理、权限分配等的安全性和有效性,保障系统的正常运行。

FlexEngine-OMS有以下特性:

A. 可快速实现对平台产品的实施部署

B. 实时刷新系统运行日志,跟踪系统运行状态,并利用图形组件分析日志

C. 丰富的数据库管理功能,可实现自动建表、用户管理、权限分配、输入SQL语句等

D. 提供硬件策略,实时监控服务器CPU、硬盘、内存、进程等指标

E. 可快速实现对后台服务组件的升级、启动、停止和卸载等操作

F. 平台基础数据统一接口管理

G. 统计分析功能

H. 提供决策辅助


11 运维管理系统功能模块

8技术价值自我鉴定

智能制造架构的三个维度:

(1)系统层级:设备、控制、车间、企业、协同

(2)生命周期:设计、生产、物流、销售、服务

(3)智能功能:资源要素、系统集成、互联互通、信息融合、新兴业态

FlexEngine平台结合成功的客户实施案例经验与智能制造架构的深度理解,设计了供应链管理系统(SCM)、高级计划与排程系统(APS)、制造执行系统(MES)、仓储管理系统(WMS)、设备通信系统(ECS)五大业务系统以及决策评估系统(DES)、三维仿真模拟系统(SMS)、态势监测系统(PMS)、运维管理系统(OMS)四大支撑系统。在业务上旨在解决企业协同管理的痛点,在技术上旨在实现物理信息融合。FlexEngine平台全面覆盖了企业生产、管理,销售与信息决策全过程,借助FlexEngine平台企业能够实现智能制造。

实现FlexEngine技术前提:

1.精通IT技术研发过程,掌握国内外主流先进IT技术如云服务云计算架构设计与实现,大数据挖掘与分析预测,算法与模型设计等。

2.丰富的制造企业信息系统研发测试以及实施部署经验,深刻理解熟悉从设计,采购,生成到销售服务全过程。

3.熟悉制造行业相关的国内国际标准,尤其是设备通讯协议标准等。

技术研究主要方法有:收集问题,需求分析,讨论解决方案,研究实现,测试验证,应用实践检验。

五、FlexEngine平台技术先进性

1、数据及数据服务一体化:

这是平台核心,也是实现完全一体化的关键,打破了信息孤岛以及彻底解决了传统子系统之间相互通讯需要通过定义接口或增加适配转换层才能相互交换数据的弊端,FlexEngine经过梳理后统一成通用的数据格式xml/json并使用服务,微服务形式提高使用灵活性和可扩展性。其提供的标准化的数据服务及接口,可以与任何平台、任何系统、任何业务进行对接!

再次,为将来的大数据及服务、供应链金融提供强大的支撑和基础。

2、服务及业务组件一体化:

平台采用模块化,组件化,服务化设计,其第二大核心在于将所有M端涉及的业务逻辑、模型算法、中间件等服务全部标准化,建立各类组件包,为上层各类业务提供支撑,同时,由于这些组件是全部标准化的,可以与任何平台、系统进行对接。

3、严格按照工业云标准体系(IaaS、PaaS、SaaS)构建平台框架及层次,

核心均是基于云架构设计,是工业级别的云平台,支持两个一体化。

5、严格按照工信部CPS标准开发的开放式服务接口,具有高安全性,交互性,易扩展性。

6、制造业专业算法模型。

7、界面友好的支持2D,3D图形展示的人机交互界面,3维建模,供应链仿真。

8、全过程运行实时监控,故障检测报警。

六、FlexEngine平台实用性、经济性及社会效益

1.按国家标准设计的面向制造业的专业平台,广泛适应于各制造企业,工厂,系统可快速灵活部署和实施。

2.加快中国工厂快速实现工业4.0,打造透明工厂,实现智能制造。

3.通过云平台云服务方式实施部署,可最大化共享软硬件IT基础设施,从而大大降低中小企业使用成本。

4.企业通过平台实现生成销售自动化,智能化可提高产品质量,数量,增加供给,同时降低了单位成本,销售成本,达到物美价廉,以满足广大人民群众日益增涨的物质需求。

5.企业可以借助“众包”平台发布研发需求,广泛利用客户和外部人员的智慧,实现产品设计的社会化与款式多样化。此外,智能制造将使得定制化生产并不显著增加企业财务成本,即使在生产小批次产品的时候也可以获得规模效益。

七、FlexEngine平台价值估算

1.FlexEngine是中国第一个按国家标准并充分参照国际标准量身定制打造的专业制造平台,具有广泛适用性,先进性,在中国众多制造企业迫切需要升级换代,加速信息化,现代化的大环境下,平台的突破性特点,其具有行业领先地位,自然拥有最高市场占有率,市场份额。

2.FlexEngine 非传统技术堆砌,而是采用国际一流IT技术标准,技术架构如分布式高并发设计,并集成人工智能,3D虚拟现实等先进技术,本身具有很高的软件价值。

3.FlexEngine 技术研发团队成员经验丰富,很多拥有大型外资IT企业产品平台设计经验,拥有国际化视野,理念先进,软件质量稳定,性能高。技术团队根据国情在打造符合中国市场的专业平台产品过程中历练了一支团结高效的人才队伍,也为后续研发第二代平台产品奠定了坚实基础。


发布时间:2016年12月6日 14:12 人气: 审核编辑:ZYW
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