CN113035376A - 基于工业互联网的智能工厂及其构建方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种基于工业互联网的智能工厂及其构建方法，上述构建方法包括：构建网络系统，将工厂内的工作设备进行物联网操作，使得上述工作设备在统一的网络系统之中实现信息互联；构建智能工厂应用系统，基于B/S架构开发上述智能工厂应用系统，上述智能工厂应用系统用于根据工厂需求定制得到对应的功能模块；以及构建混合云平台，上述混合云平台的私有云用于为上述智能工厂应用系统提供服务，上述混合云平台还对接至外部服务系统，用于根据用户在上述智能工厂应用系统发出的请求而调用对应外部服务系统的接口，以实现产业链的协同。实现智能工厂的系统化、高效化和模块化建设。
Description
技术领域
本公开属于数字化系统集成技术领域，涉及一种基于工业互联网的智能工厂及其构建方法。
背景技术
我国大量的企业在实现数字化企业的路上仍然缺乏系统的工具、方案和路径。大量中小企业还停留在工业1.0、工业2.0的层面，很多中小企业数字化基础空白。还缺乏能够支撑企业智能工厂建设、数字化实现的轻量级、自主可控的系统化建设和开发方案。目前制造业面临的主要问题不纯粹是技术水平或生产效率的问题，还有生产与市场的脱节，以及供应链上各个环节的停顿与积压。例如，产能过剩、设备闲置、生产周期长、新产品开发慢、产品不适销、库存积压等问题。
随着数字技术的普及和成熟，智能工厂的建设也变得更加具体和落地，但企业应用数字技术建设工厂的方案变得更加复杂，大量中小企业并不具备应用数字科技来建设工厂，提升工厂运营效率的能力。
目前各个企业在智能工厂的建设过程中长期存在以下问题：投入巨大、部署复杂、建设周期长、应用开发拓展的缺乏灵活、App应用与业务协同性不高、子模块或系统相互之间互联互通存在障碍、数据无法支撑经营和决策等问题和痛点。
因此需要提出一种能够指导企业进行智能工厂建设的方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种基于工业互联网的智能工厂及其构建方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
本公开的一个方面提供了一种基于工业互联网的智能工厂的构建方法。上述构建方法包括：构建网络系统，将工厂内的工作设备进行物联网操作，使得上述工作设备在统一的网络系统之中实现信息互联；构建智能工厂应用系统，基于B/S架构开发上述智能工厂应用系统，上述智能工厂应用系统用于根据工厂需求定制得到对应的功能模块；以及构建混合云平台，上述混合云平台的私有云用于为上述智能工厂应用系统提供服务，上述混合云平台还对接至外部服务系统，用于根据用户在上述智能工厂应用系统发出的请求而调用对应外部服务系统的接口，以实现产业链的协同。
根据本公开的实施例，上述构建网络系统包括：在上述工作设备之间建立通信网络，上述通信网络包括以下至少之一：总线系统、以太网或无线网；构建信息采集网络，上述信息采集网络将各个工作设备的数据采集后进行标准化处理后发送至智能工厂应用系统的服务器或上述混合云平台进行存储；以及构建网络融合层，基于智能网关技术实现不同网络协议的转换，以实现不同网络形式数据的互联互通。
根据本公开的实施例，上述智能工厂应用系统用于根据工厂需求实现物料管理、订单管理、生产排程、制造执行、产线研发、需求分析、工艺和过程控制、全流程质量管控与溯源、设备运行维护和智能物流的综合管理。上述构建智能工厂应用系统包括：构建物料管理模块，上述物料管理模块用于进行生产物料的智能化管理；构建销售管理模块，上述销售管理模块用于进行订单数据、销售数据和物流数据的智能化管理；构建生产排程模块，上述生产排程模块用于根据销售管理模块中的订单数据生成工厂的生产计划，并根据上述生产计划和生产数据分配执行上述生产计划的产线和设备；构建数据分析模块，上述数据分析模块用于分析来自生产、经营和销售的各类数据，以构建工艺控制数学模型；构建工艺流程优化模块，用于根据构建的工艺控制数学模型和实际生产数据来确定产线工艺并优化工艺流程；构建设备运行维护模块，上述设备运行维护模块用于设备的远程运行维护。
根据本公开的实施例，上述数据分析模块用于分析设备运行数据、工艺参数、质量检测数据、物料配送数据、进度管理数据以及市场销售数据，以构建工艺控制数学模型。
根据本公开的实施例，上述构建设备运行维护模块，包括：构建数据采集模块，采用基于工业物联网技术传感器的在线采集，或者基于移动作业和无线定位技术的离线采集方式来采集工厂的工作设备的状态数据，上述状态数据包括以下至少之一：温度参数、振动参数、运行工艺以及性能变化参数；构建故障诊断模块，基于历史状态数据和历史故障诊断结果得到故障诊断模型，从而根据数据采集模块采集的工作设备的状态数据和故障诊断模型实现故障诊断；构建设备管控模块，上述设备管控模块用于设备故障处理、设备日常运行维护和备件协同管理。
根据本公开的实施例，上述构建设备运行维护模块，还包括：构建工作设备的自动化操作模块，该自动化操作模块用于工作设备的生产过程的自动化控制，使得工作设备在生产过程中执行既定工作流程。
根据本公开的实施例，上述构建设备运行维护模块，还包括：构建可视化管理模块，上述可视化管理模块用于采集并整合制造进度、现场操作、质量检验、设备状态的信息，实现对物流、能源流、信息流、资产的全流程监控和管理；以及构建节能环保管理模块，上述节能环保管理模块用于根据环保要求对产线工艺的可行性进行评估和提示。
根据本公开的实施例，上述私有云基于OpenStack、Kubernetes、Docker来实施构建，包含边缘层、平台层和应用层。
根据本公开的实施例，上述构建方法还包括：上述混合云平台根据用户的请求对接至产业链或供应链系统、需求端或合作伙伴的服务系统、金融服务系统、物流服务系统或监管系统至少之一。
本公开的另一个方面提供了一种智能工厂，上述智能工厂采用如上所述的任一种构建方法构建得到。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开提供的基于工业互联网的智能工厂及其构建方法，具有以下有益效果：
通过构建网络系统，使得工作设备(包括各种同类设备或异构设备)实现信息互联，通过构建智能工厂应用系统，使得用户(例如构建了上述智能工厂的生产企业)能够根据具体需求实现各个功能模块的定制，通过构建混合云平台，可以使得用户可以在智能工厂应用系统中请求调用外部服务系统的接口，实现工厂内部数据与外部服务的对接，从而实现工厂的操作运营技术(Operations Technology，OT)和信息技术(InformationTechnology，IT)的全面融合，支撑智能工厂的系统化、高效化和模块化建设，至少解决数据无法支撑经营和决策、部署复杂以及App应用与业务协同性不高的问题。
附图说明
图1为根据本公开实施例所示的基于工业互联网的智能工厂的构建方法的流程图。
图2为根据本公开实施例所示的构建网络系统的详细实施流程图。
图3为根据本公开一实施例所示的构建网络系统的详细实施框图。
图4为根据本公开实施例所示的构建设备运行维护模块的详细实施流程图。
图5为根据本公开另一实施例所示的构建网络系统的详细实施框图。
图6为根据本公开实施例所示的构建得到的智能工厂的系统架构。
具体实施方式
当下工厂的智能化建设，已经不是简单建设一套自动化装备生产线、上一个财务管理软件、办公自动化(Office Automation，OA)系统、企业管理的企业资源计划(Enterprise resource planning，ERP)软件、定制化一套制造执行系统(Manufacturingexecution system，MES)的事情，而是需要有一整套系统化的能够支撑工厂生产装备快速接入，柔性化的生产工艺，业务与信息系统协同，支持物联网、大数据、云计算等数字技术的落地的建设方案。很多制造业企业为响应政府要求，进行上云行动，但实际效果并不理想，企业仅仅停留在形式上云，并没有将云计算与工厂系统建设、企业业务需求对接起来。
操作运营技术(Operations Technology，OT)为专门用于直接监控和/或控制物理设备来检测物理过程或使得物理过程发生变化的硬件和软件。信息技术(InformationTechnology，IT)包括用于企业管理的硬件、软件、网络、通信技术以及存储、处理和向企业各个部门传输信息的系统。
本公开的实施例提供了一种基于工业互联网的智能工厂的构建方法以及采用该方法构建得到的智能工厂，能够实现工厂的OT和IT数据的全面融合，支撑智能工厂的系统化、高效化和模块化建设。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
本公开的第一个示例性实施例提供了一种基于工业互联网的智能工厂的构建方法。
图1为根据本公开实施例所示的基于工业互联网的智能工厂的构建方法的流程图。
参照图1所示，本公开实施例提供的基于工业互联网的智能工厂的构建方法，包括以下操作：S21、S22和S23。
在操作S21，构建网络系统，将工厂内的工作设备进行物联网操作，使得上述工作设备在统一的网络系统之中实现信息互联。
在操作S22，构建智能工厂应用系统，基于B/S架构开发上述智能工厂应用系统，上述智能工厂应用系统用于根据工厂需求定制得到对应的功能模块。
B/S架构为浏览器/服务器模式的网络架构。
在操作S23，构建混合云平台，上述混合云平台的私有云用于为上述智能工厂应用系统提供服务，上述混合云平台还对接至外部服务系统，用于根据用户在上述智能工厂应用系统发出的请求而调用对应外部服务系统的接口，以实现产业链的协同。
通过构建网络系统，使得工作设备(包括各种同类设备或异构设备)实现信息互联，通过构建智能工厂应用系统，使得用户(例如构建了上述智能工厂的生产企业)能够根据具体需求实现各个功能模块的定制，通过构建混合云平台，可以使得用户可以在智能工厂应用系统中请求调用外部服务系统的接口，实现工厂内部数据与外部服务的对接，从而实现工厂的操作运营技术(Operations Technology，OT)和信息技术(InformationTechnology，IT)的全面融合，支撑智能工厂的系统化、高效化和模块化建设，至少解决数据无法支撑经营和决策、部署复杂以及App应用与业务协同性不高的问题。
图2为根据本公开实施例所示的构建网络系统的详细实施流程图。
根据本公开的实施例，参照图2所示，上述构建网络系统的操作S21包括以下子操作：S211、S212和S213。
在子操作S211，在上述工作设备之间建立通信网络，上述通信网络包括以下至少之一：总线系统、以太网或无线网。
上述工作设备包括各种同类设备或异构设备。
在子操作S212，构建信息采集网络，上述信息采集网络将各个工作设备的数据采集后进行标准化处理后发送至智能工厂应用系统的服务器或上述混合云平台进行存储。
在子操作S213，构建网络融合层，基于智能网关技术实现不同网络协议的转换，以实现不同网络形式数据的互联互通。
例如，在工厂内的底层设施通过总线系统、工业以太网和无线网络通信技术，将各类分布式设备、信息采集模块、动作操控模块等集成到相互关联、统一协调的网络系统之中，以实现高效、便利的互联互通。然后构建的信息采集网络将采集到的数据利用相关转化技术做标准化处理，并进行安全可靠的存储。网络融合层采用智能网关技术，通过将无线通信及多种工业无线网络技术相融合，实现相关网络协议的互相转换，有效提升车间互联互通网络环境的互操作性。
本公开中，可以针对智能工厂的建设需求确定需要在智能工厂应用系统上线的功能模块。例如，对智能工厂的建设需求进行梳理，功能模块的实现目标包括：数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯、智能物流等应用，推动企业全价值链的流程智能化整合。对应实现的价值目标包括：产品品质提升、快速需求响应、客户价值提升、设备高效运行、劳产率提升、资金运转效率提高、盈利能力增强等目标。
基于B/S架构开发的智能工厂应用系统具有快速响应、易于维护、升级以及扩展的优点，能够实现从订单到产品完成的整个生产过程的优化。智能工厂采用软件和硬件结合的方式，实现先进传感、控制、检测、装配、物流及智能化工艺装备与生产管理软件的高度集成。
图3为根据本公开一实施例所示的构建网络系统的详细实施框图。
根据本公开的实施例，上述智能工厂应用系统用于根据工厂需求实现物料管理、订单管理、生产排程、制造执行、产线研发、需求分析、工艺和过程控制、全流程质量管控与溯源、设备运行维护和智能物流的综合管理。基于工业互联网架构的功能模块的构建，形成以采购、生产、营销、物流、财务为主线的集成应用系统：智能工厂应用系统。
参照图3所示，上述构建智能工厂应用系统的操作S22包括以下子操作：S221、S222、S223、S224、S225和S226。
在子操作S221，构建物料管理模块，上述物料管理模块用于进行生产物料的智能化管理。
在子操作S222，构建销售管理模块，上述销售管理模块用于进行订单数据、销售数据和物流数据的智能化管理。
在子操作S223，构建生产排程模块，上述生产排程模块用于根据销售管理模块中的订单数据生成工厂的生产计划，并根据上述生产计划和生产数据分配执行上述生产计划的产线和设备。
在子操作S224，构建数据分析模块，上述数据分析模块用于分析来自生产、经营和销售的各类数据，以构建工艺控制数学模型。
在子操作S225，构建工艺流程优化模块，用于根据构建的工艺控制数学模型和实际生产数据来确定产线工艺并优化工艺流程。
在子操作S226，构建设备运行维护模块，上述设备运行维护模块用于设备的远程运行维护。
上述销售管理模块可以分为订单管理模块、销售管理模块和物流管理模块。
要构建的智能工厂的仓储物流基于上述物流管理模块，包括：原料入库、投料、产出、到成品发运全流程的场内物流管理，实现仓储及物流管理的自动化、合理化、高效化和可视化。
在硬件方面，智能工厂可以通过建设自动化立体库，设置智能搬运机器人AGV、有轨巷道堆垛机、输送机等设备，在软件方面，在智能工厂应用系统中构建物流管理模块、销售管理模块和订单管理模块，实现仓储物流与工艺路线的动态、柔性衔接，达到加快库存周转、提高仓库利用率、缩短产品制造周期的目的。
在一实施例中，生产、经营和销售的各类数据包括但不限于是：设备运行数据、工艺参数、质量检测数据、物料配送数据、进度管理数据以及市场销售数据，以构建工艺控制数学模型。
从智能工厂进行架构时，就避免传统企业面临的“信息孤岛”的痛点，通过私有云为智能工厂应用系统提供服务，通过构建数据分析模块，可以分析来自生产、经营和销售的各类数据，以构建工艺控制数学模型，进而能够根据构建的工艺控制数学模型和实际生产数据来确定产线工艺并优化工艺流程。
通过智能工厂应用系统的开发，实现各生产环节关键数据采集和各级系统的协同集成，实现生产工艺全过程的一体化管理和过程优化，企业资源配置、客户服务、制造流程管理、工艺过程控制优化、节能减排及健康安全等方面提升智能化水平，为生产工艺优化和产品质量的提高奠定坚实基础。
例如，可以通过数据的系统化分析，将生产经营中的大数据进行建模、数据抽取、转化、分析、以及开发利用，实现柔性生产、高效运营、及时把控需求和市场、帮助企业做出正确的决策。能够以提升工厂运营效能为目标，结合工厂的生产工艺与流程，克服智能工厂建设中长期存在的投入巨大、部署复杂、建设周期长、应用开发拓展的缺乏灵活、App应用与业务协同性不高、子模块或系统相互之间互联互通存在障碍、数据无法支撑经营和决策等问题。
图4为根据本公开实施例所示的构建设备运行维护模块的详细实施流程图。
根据本公开的实施例，参照图4所示，上述构建设备运行维护模块的子操作S226包括以下次子操作：S2261、S2262和S2263。
在次子操作S2261，构建数据采集模块，采用基于工业物联网技术传感器的在线采集方式，或者基于移动作业和无线定位技术的离线采集方式来采集工厂的工作设备的状态数据，上述状态数据包括以下至少之一：温度参数、振动参数、运行工艺以及性能变化参数。
其中，上述采集的工作设备可以是一些核心设备/关键设备。
在次子操作S2262，构建故障诊断模块，基于历史状态数据和历史故障诊断结果得到故障诊断模型，从而根据数据采集模块采集的工作设备的状态数据和故障诊断模型实现故障诊断。
在次子操作S2263，构建设备管控模块，上述设备管控模块用于设备故障处理、设备日常运行维护和备件协同管理。
通过采用基于大数据对关键装备的服役质量进行预警和管控的技术，针对工厂中关键装备的温度、振动、运行工艺、性能变化参数等状态数据的采集，支持基于工业物联网技术传感器的在线采集和基于移动作业和无线定位技术的离线采集方式，通过设备状态数据的可视化，能够实现基于时间和空间数据的挖掘技术，基于故障知识库的故障诊断，形成基于数据的设备监控与管理。例如能够实现设备基准管理、点检管理、异常故障管理、装备停机管理、备件协同管理等功能，使工厂设备信息分析利用更加快捷，管理水平更加高效。
图5为根据本公开另一实施例所示的构建网络系统的详细实施框图。
根据本公开的实施例，参照图5所示，上述构建方法除了包括上S221、S222、S223、S224、S225和S226之外，还包括以下子操作S227、S228和S229至少之一。
在子操作S227，构建工作设备的自动化操作模块。该自动化操作模块用于工作设备的生产过程的自动化控制，使得工作设备在生产过程中执行既定工作流程。
由于智能工厂不是无人工厂，而是让人与机器更加协同工作，提供更加亲近的人文关怀，提供人员安全无忧的工作环境，因此规范现场工作流程化，追求现场少人操作，提升设备的自动化操作流程以及对操作现场的监控和管理，是实现人和机器协调的关键。在操作自动化的基础上，通过信息化，能够实现车间管理的精细化。
在子操作S228，构建可视化管理模块。上述可视化管理模块用于采集并整合制造进度、现场操作、质量检验、设备状态的信息，实现对物流、能源流、信息流、资产的全流程监控和管理。
通过构建可视化管理模块，能够将生产经营中的操作工人、机器、物料、工艺和环境等各种主体的运营数据实时精准的汇集与呈现，让一线员工和管理者都能够快速、直观的把握生产和运营状态。
在子操作S229，构建节能环保管理模块。上述节能环保管理模块用于根据环保要求对产线工艺的可行性进行评估和提示。
通过构建节能环保管理模块，可以将法律要求的节能环保要求细化为具体的评估参数，进而根据评估参数来对产线工艺的可行性进行评估，在某个产线工艺的排放情况不符合法律要求时，提示对该产线工艺进行调整，以使产线工艺达到符合规定的排放。
本公开中，通过构建混合云平台，基于私有云可以为上述智能工厂应用系统提供服务，企业可以在上述智能工厂应用系统发出与外部服务系统交互的请求，从而通过混合云平台实现对所请求的外部服务系统的对接，以实现产业链的协同。
根据本公开的实施例，上述私有云基于OpenStack、Kubernetes、Docker来实施构建，包含边缘层、平台层和应用层。
边缘层、平台层和应用层是工业互联网平台的三大核心层级。边缘层主要用于将数据提取到企业IT系统，可以采用云计算、数据管理、数据分析、数据采集和边缘计算技术来实现，其中可以利用边缘计算技术，实现错误数据剔除、数据缓存等预处理以及边缘实时分析，降低网络传输负载和云端计算压力。平台层(PaaS)为运行于基础设施之上的以软件为核心的，为应用服务提供开发、运行和管控环境的层级。平台层涉及软件布局、开发者工具、分析工具和信息安全等。
OpenStack为开源的云计算管理平台。Kubernetes为可移植、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务。Docker为开源的应用容器引擎，开发者可以打包应用以及依赖包到一个可移植的镜像中，然后发布到windows或linux的主机上，也可以实现虚拟化。
在实现基于工业互联网的智能工厂的模块架构时，能够基于混合云平台实现企业内、外部的资源高效协同和利用，结合行业发展环境，不断优化研发、制造、运营维护、服务等价值链和产业链上的效能。
根据本公开的实施例，上述混合云平台根据用户的请求对接至产业链或供应链系统、需求端或合作伙伴的服务系统、金融服务系统、物流服务系统或监管系统等系统至少之一。
综上所述，本公开的实施例提供了一种基于工业互联网的智能工厂的构建方法，通过构建网络系统，使得工作设备实现信息互联，通过构建智能工厂应用系统，使得用户能够根据具体需求实现各个功能模块的定制，通过构建混合云平台，可以使得用户可以在智能工厂应用系统中请求调用外部服务系统的接口，实现工厂内部数据与外部服务的对接，从而实现工厂的OT和IT的全面融合，支撑智能工厂的系统化、高效化和模块化建设。
在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种由上述构建方法构建得到的智能工厂。
图6为根据本公开实施例所示的构建得到的智能工厂的系统架构。
参照图6所示，构建的智能工厂600包括：软硬件支持610、智能工厂应用系统620和混合云平台630。
上述混合云平台630包括私有云631和能够调用外部服务系统的接口632。
私有云631用于为上述智能工厂应用系统620提供服务。
在一具体的实施例中，基于私有云631为智能工厂应用系统620提供服务和数据支持。例如可以包括但不限于开发如下模块：物料管理模块、订单管理模、生产排程模块、制造执行模块、研发模块、需求服务模块、融合工业大数据的工艺及过程控制模块、全流程质量管控与溯源模块、基于工业互联网的设备运行维护模块、智能物流模块、节能环保管理模块等。通过应用系统的开发，实现各生产环节关键数据采集和各级系统的协同集成，实现生产工艺全过程的一体化管理和过程优化，企业资源配置、客户服务、制造流程管理、工艺过程控制优化、节能减排及健康安全等方面提升智能化水平，为生产工艺优化和产品质量的提高奠定坚实基础。
上述混合云平台630用于根据用户在上述智能工厂应用系统发出的请求而调用对应外部服务系统的接口，以实现产业链的协同。
在实现基于工业互联网的智能工厂的模块架构时，能够基于混合云平台630实现企业内、外部的资源高效协同和利用，结合行业发展环境，不断优化研发、制造、运营维护、服务等价值链和产业链上的效能。例如企业可以基于智能工厂应用系统620通过混合云平台630实现与上游的原材料商、设备制造商，与下游的客户、甚至是银行等金融机构的业务和数据对接，还可以实现与监管系统的对接，进行产能分析与预测、产品质量评价与比较。
根据本公开的实施例，参照图6所示，上述混合云平台630根据用户的请求对接至产业链或供应链系统、需求端或合作伙伴的服务系统、金融服务系统、物流服务系统或监管系统等系统至少之一。
软硬件支持610除了包括使得工作设备(例如车间设备)的数据互联互通的网络架构之外，还可以引入高端先进的自动化设备，或者在现有的设备的基础上引入自动化控制系统，即，在智能工厂应用系统620中构建得到工作设备的自动化操作模块，另外，可以构建工业知识/模型的数据库，并且将云计算、边缘计算、互联网+、大数据、人工智能等技术在软件的架构中进行利用。
综上所述，本公开的实施例提供了一种基于工业互联网的智能工厂的构建方法以及采用该方法构建得到的智能工厂，通过工作设备的数据互联，与外部服务系统的对接，内部需求的各种功能模块的相应设置，能够实现对生产环节关键数据采集和各个模块的协同集成，实现生产工艺全过程的一体化管理和过程优化，企业资源配置、客户服务、制造流程管理、工艺过程控制优化、节能减排及健康安全等方面提升智能化水平，在制造工艺、生产流程、质量管理、设备维护、能耗管理、市场营销等具体场景中实现优化应用，提升制造品质和生产经营效率。
通过智能工厂的构建，引发工厂的生产工艺优化、提升产品和服务质量，催化企业能级变革。持续提升工厂运营效能，加速工厂向最优化、柔性化、可视化、低碳化的工业4.0迈进。通过工业互联网支撑的EVI(供应商早期介入)对接研发与需求，实现产业链上下游高效协同，提升研发创新质量，有效帮助企业产品升级，加速新产品的开发。帮助企业管控提升，改变粗放式管控，将生产精细管理覆盖到公司全员、环境、设备等各个维度，实现精益生产。帮助企业数字化转型，对各部门的业务流程进行优化适配，实现数字技术对企业的组织重构、业务赋能。推进数字化制造、数字化运营、数字化产品和服务建设，实现从以“产品为中心的制造型”企业向以“智造+服务”的数字化企业转型。
本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本公开实施例的相关设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于工业互联网的智能工厂的构建方法，其特征在于，包括：
构建网络系统，将工厂内的工作设备进行物联网操作，使得所述工作设备在统一的网络系统之中实现信息互联；
构建智能工厂应用系统，基于B/S架构开发所述智能工厂应用系统，所述智能工厂应用系统用于根据工厂需求定制得到对应的功能模块；以及
构建混合云平台，所述混合云平台的私有云用于为所述智能工厂应用系统提供服务，所述混合云平台还对接至外部服务系统，用于根据用户在所述智能工厂应用系统发出的请求而调用对应外部服务系统的接口，以实现产业链的协同。
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述构建网络系统包括：
在所述工作设备之间建立通信网络，所述通信网络包括以下至少之一：总线系统、以太网或无线网；
构建信息采集网络，所述信息采集网络将各个工作设备的数据采集后进行标准化处理后发送至智能工厂应用系统的服务器或所述混合云平台进行存储；以及
构建网络融合层，基于智能网关技术实现不同网络协议的转换，以实现不同网络形式数据的互联互通。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述智能工厂应用系统用于实现物料管理、订单管理、生产排程、制造执行、产线研发、需求分析、工艺和过程控制、全流程质量管控与溯源、设备运行维护和智能物流的综合管理，所述构建智能工厂应用系统包括：
构建物料管理模块，所述物料管理模块用于进行生产物料的智能化管理；
构建销售管理模块，所述销售管理模块用于进行订单数据、销售数据和物流数据的智能化管理；
构建生产排程模块，所述生产排程模块用于根据销售管理模块中的订单数据生成工厂的生产计划，并根据所述生产计划和生产数据分配执行所述生产计划的产线和设备；
构建数据分析模块，所述数据分析模块用于分析来自生产、经营和销售的各类数据，以构建工艺控制数学模型；
构建工艺流程优化模块，用于根据构建的工艺控制数学模型和实际生产数据来确定产线工艺并优化工艺流程；
构建设备运行维护模块，所述设备运行维护模块用于设备的远程运行维护。
4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述数据分析模块用于分析设备运行数据、工艺参数、质量检测数据、物料配送数据、进度管理数据以及市场销售数据，以构建工艺控制数学模型。
5.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述构建设备运行维护模块，包括：
构建数据采集模块，采用基于工业物联网技术传感器的在线采集，或者基于移动作业和无线定位技术的离线采集方式来采集工厂的工作设备的状态数据，所述状态数据包括以下至少之一：温度参数、振动参数、运行工艺以及性能变化参数；
构建故障诊断模块，基于历史状态数据和历史故障诊断结果得到故障诊断模型，从而根据数据采集模块采集的工作设备的状态数据和故障诊断模型实现故障诊断；
构建设备管控模块，所述设备管控模块用于设备故障处理、设备日常运行维护和备件协同管理。
6.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述构建智能工厂应用系统还包括：
构建工作设备的自动化操作模块，该自动化操作模块用于工作设备的生产过程的自动化控制，使得工作设备在生产过程中执行既定工作流程。
7.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述构建智能工厂应用系统还包括：
构建可视化管理模块，所述可视化管理模块用于采集并整合制造进度、现场操作、质量检验、设备状态的信息，实现对物流、能源流、信息流、资产的全流程监控和管理；以及
构建节能环保管理模块，所述节能环保管理模块用于根据环保要求对产线工艺的可行性进行评估和提示。
8.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述私有云基于OpenStack、Kubemetes、Docker来实施构建，包含边缘层、平台层和应用层。
9.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述混合云平台根据用户的请求对接至产业链或供应链系统、需求端或合作伙伴的服务系统、金融服务系统、物流服务系统或监管系统至少之一。
10.一种智能工厂，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的构建方法构建得到。
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