CN113393069A - 面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，涉及业务应用的服务系统技术领域。包括工业互联网平台，所述工业互联网平台是面向产业集群全业务服务的，所述工业互联网平台包括生产能耗与能效管理模块、实验检测与质量管理模块、设备状态与故障预警模块、协同生产与计划管理模块、供应链协同服务管理模块、智能中台与精益管理模块六个板块。该面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，通过合理管控车间设备和人员，根据业务需求进行生产调节，充分利用每台设备，提高生产效率，同时该系统具有较好的推广价值，可以面向多类型产业集群工业进行使用。

Description

面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统

技术领域

本发明涉及业务应用的服务系统技术领域，具体为面向多类型产 业集群工业互联网多业务应用的服务系统。

背景技术

工业互联网的本质是通过开放的、全球化的工业级网络平台把设备、生 产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接和融合起来，高效共享工业经 济中的各种要素资源，从而通过自动化、智能化的生产方式降低成本、增加 效率，帮助制造业延长产业链，推动制造业转型发展，工业互联网通过智能 机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业、 激发生产力，让世界更美好、更快速、更安全、更清洁且更经济，中国工业 互联网标识解析国家顶级节点落户在北京、上海、广州、武汉、重庆五大城 市，但是不少企业由于缺乏统一的总体规划和标准规范，从而产生不同厂家、 不同专业、不同平台、不同功能、不同协议的高端装备之间，信息化应用系 统之间，以及高端装备与信息化系统之间难以深度集成，造成无法对车间高 端装备联网、数据采集和集中管控。

现有的产业集群工业互联网多业务应用服务系统还不够完善，存 在诸多问题，例如难以有效的对企业车间进行实时监控，不利于对企 业设备、人员进行合理有效的工作安排，使得企业工作效率难以得到 有效的提升，不利于提高企业的经济效益，同时传统的企业应用服务 系统大多都是单一性的，传统的企业应用服务系统难以针对不同企业 使用，导致使用效果一般，为此，提出面向多类型产业集群工业互 联网多业务应用的服务系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了面向多类型产业集群工业互 联网多业务应用的服务系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：面向多类型产业集 群工业互联网多业务应用的服务系统，包括工业互联网平台，所述工 业互联网平台是面向产业集群全业务服务的，所述工业互联网平台包 括生产能耗与能效管理模块、实验检测与质量管理模块、设备状态与 故障预警模块、协同生产与计划管理模块、供应链协同服务管理模块、 智能中台与精益管理模块六个板块；

所述生产能耗与能效管理模块主要面向能耗型生产企业的能源 管理，实现设备层的在线物联接入，进行生产能耗的科学统计管理， 实施能耗与产能实时数据读取，实现生产能效的优化管理；所述实验 检测与质量管理模块，主要实施机械零部件性能实验与测试、产品质 量合格检测等数据的云服务管理，进行产品质量动态监控；所述设备 状态与故障预警模块主要用于为企业在线运行的关键生产设备，提供 状态检测、故障诊断、性能评估以及安全预警；所述协同生产与计划 管理模块，主要用于实施生产流程与生产资源的优化管理；所述供应 链协同服务管理模块主要用于实施产品链节点企业的生产计划协同、产品设计协同、资源需求协同、市场预测协同、制造协同、库存协同 以及物流协同、包括物流链的多仓与分仓管理；所述智能中台与精益 管理模块，主要为企业内部的离散化多业务系统或集团公司内部多个 业务实体，实施数据标准化清洗管理。

进一步优化本技术方案，所述协同生产与计划管理模块，实现各 个加工实体的有序协同，通过生产执行系统获取各加工实体的生产即 时数据进行动态统计，进行智能化生产计划排产与优化管理。

进一步优化本技术方案，所述实验检测与质量管理模块中，自动 数据连接器企业局域网传输实验测试与质量数据，并通过数据库分析 引擎对生产过程的动态数据与产品质量进行汇总、整合、处理。

进一步优化本技术方案，所述所述供应链协同服务管理模块使供 应链企业随需应变能力的提高，保证供应链上企业的高效有序运行。

进一步优化本技术方案，所述设备状态与故障预警模块，实施生 产现场的可视化管理，利用大数据挖掘分析技术构建机器故障诊断模 型与安全预测模型，进行生产装置的全生命周期管理。

进一步优化本技术方案，所述供应链协同服务管理模块，消除数 据孤岛，实现数据资源的集中管存与跨部门的有效利用，运用基于自 然语言处理的数据库搜索引擎技术实现数据的精益管理与算法模型 组构服务。

进一步优化本技术方案，所述工业互联网平台实现多业务类型的 物联网设备协议中间件，中间件构建于物联网传输层与应用层之间， 用于屏蔽底层硬件设备及网络平台的差异，支持物联网应用开发、运 行时能共享和开放互联互通的通用协议。

进一步优化本技术方案，所述工业互联网平台实现快速开发部署 的用于数据采集的电子表单模板，实现工业企业内部非实时数据采 集，并能够设计各种填报表单样式、能采用多种html控件录入数据， 进行数据校验。

进一步优化本技术方案，针对工业互联网建设需要采集的应用级 系统数据进行统一的总线集成，将各类企业内部现有的生产业务系 统、生产监控等系统的软件应用层数据进行采集，并形成统一数据标 准格式。

与现有技术相比，本发明提供了面向多类型产业集群工业互联网 多业务应用的服务系统，具备以下有益效果：

1、该面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统， 可以对企业车间进行实时监控，企业能够清楚的掌握用电峰谷值信 息，根据生产需求，调节生产运作时间，错峰用电，从而达到降低生 产成本、提高生产效率，优化管理企业生产流程的目的，同时严格规 范设备管理，根据电能负荷信息，及时掌握当前负载情况，采用错峰 启动等方式，有效调节电能负载，严格限制设备高负荷运转。

2、该面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统， 通过合理管控车间设备和人员，根据业务需求进行生产调节，充分利 用每台设备，提高生产效率，同时该系统具有较好的推广价值，可以 面向多类型产业集群工业进行使用。

附图说明

图1为本发明提出的面向多类型产业集群工业互联网多业务应 用的服务系统的控制系统示意图；

图2为本发明的具体实施例中重庆万泰当日能效的实时监控界 面示意图；

图3为本发明的具体实施例中重庆万泰历史能效数据统计分析 界面示意图；

图4为本发明的具体实施例中重庆重玻负荷实时监控界面示意 图；

图5为本发明的具体实施例中重庆重玻能效分析界面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施 例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本发明保护的范围。

实施例：

请参考图1所示，面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的 服务系统，包括工业互联网平台，所述工业互联网平台是面向产业集 群全业务服务的，所述工业互联网平台包括生产能耗与能效管理模 块、实验检测与质量管理模块、设备状态与故障预警模块、协同生产 与计划管理模块、供应链协同服务管理模块、智能中台与精益管理模 块六个板块，后续根据接入企业的需求动态增加，所述生产能耗与能 效管理模块主要面向能耗型生产企业的能源管理，实现设备层的在线 物联接入，进行生产能耗的科学统计管理，实施能耗与产能实时数据 读取，实现生产能效的优化管理；所述实验检测与质量管理模块，主 要实施机械零部件性能实验与测试、产品质量合格检测等数据的云服 务管理，进行产品质量动态监控；所述设备状态与故障预警模块主要 用于为企业在线运行的关键生产设备，提供状态检测、故障诊断、性 能评估以及安全预警；所述协同生产与计划管理模块，主要用于实施 生产流程与生产资源的优化管理；所述供应链协同服务管理模块主要 用于实施产品链节点企业的生产计划协同、产品设计协同、资源需求 协同、市场预测协同、制造协同、库存协同以及物流协同、包括物流 链的多仓与分仓管理；所述智能中台与精益管理模块，主要为企业内 部的离散化多业务系统或集团公司内部多个业务实体，实施数据标准 化清洗管理。

作为本实施例的具体优化方案，所述协同生产与计划管理模块， 实现各个加工实体的有序协同，通过生产执行系统获取各加工实体的 生产即时数据进行动态统计，进行智能化生产计划排产与优化管理， 解决生产工艺条件下统计波动与依赖事件产生的资源瓶颈问题。

作为本实施例的具体优化方案，所述实验检测与质量管理模块 中，自动数据连接器企业局域网传输实验测试与质量数据，并通过数 据库分析引擎对生产过程的动态数据与产品质量进行汇总、整合、处 理。

作为本实施例的具体优化方案，所述所述供应链协同服务管理模 块使供应链企业随需应变能力的提高，保证供应链上企业的高效有序 运行。

作为本实施例的具体优化方案，所述设备状态与故障预警模块， 实施生产现场的可视化管理，利用大数据挖掘分析技术构建机器故障 诊断模型与安全预测模型，进行生产装置的全生命周期管理。

作为本实施例的具体优化方案，所述供应链协同服务管理模块， 消除数据孤岛，实现数据资源的集中管存与跨部门的有效利用，运用 基于自然语言处理的数据库搜索引擎技术实现数据的精益管理与算 法模型组构服务。

作为本实施例的具体优化方案，所述工业互联网平台实现多业务 类型的物联网设备协议中间件，中间件构建于物联网传输层与应用层 之间，用于屏蔽底层硬件设备及网络平台的差异，支持物联网应用开 发、运行时能共享和开放互联互通的通用协议。

作为本实施例的具体优化方案，所述工业互联网平台实现快速开 发部署的用于数据采集的电子表单模板，实现工业企业内部非实时数 据采集的功能，并能够设计各种填报表单样式、能采用多种html控 件录入数据，进行数据校验，针对工业互联网建设需要采集的应用级 系统数据进行统一的总线集成，将各类企业内部现有的生产业务系 统、生产监控等系统的软件应用层数据进行采集，并形成统一数据标 准格式。

具体实施例：请参考图2-5所示，具备生产能耗与能效管理功能， 实现能源负荷的监控与优化利用，应用企业：重庆万泰电力科技、重 庆重玻节能玻璃有限公司。

重庆万泰电力科技有限公司：

请参考图2-3所示，重庆万泰电力科技有限公司是专门生产包皮 线缆的厂家，主要以生产能耗与能效管理类业务接入工业互联网基础 平台，实现了线缆主生产车间线上线下能耗实时监控，公司线上业务 应用主页的数据可视化驾驶舱实现了如下主要功能：

·线缆主产车间当日能效的实时监控、每分钟即时用电量分析，

·线缆车间日累计电量/每分钟的时间坐标图分析，

·线缆车间日每分钟即时用电量坐标图分析，

·线缆主产车间日不同时间段峰谷平值数据的统计分析，

·车间环境因素数据实时采集与呈现，

·历史能效数据统计分析(可按天、月、年进行时间坐标分析)，

·实现了能耗与日、月产量的关系曲线分析，

·实现基于多类型数据模型智算的生产能效的数字孪生建模， 获得成效：

(1)通过对车间日累计电量和日即时电量进行实时监控，企业 能够清楚的掌握用电峰谷值信息，根据生产需求，调节生产运作时间， 错峰用电，从而达到降低生产成本、提高生产效率，优化管理企业生 产流程的目的。

(2)通过监控用电量，能及时掌握生产过程中用电的异常波动， 从而对设备和生产线进行维护和检修，保证生产用电的安全性。

(3)通过建立能耗与日生产单位和月生产单位的关系曲线图， 直观反映出企业的产能信息，从而根据现阶段产能建立数字孪生模 型，分析企业不同生产需求下的生产能力，为企业进一步优化、改进 生产制造过程提供数据支撑依据。

重庆重玻节能玻璃有限公司：

请参考图4-5所示，重庆重玻节能玻璃有限公司是专门从事节能 玻璃生产的厂家，也是以生产能耗与能效管理类业务接入工业互联网 基础平台，实现了公司全生产过程能耗线上线下的实时监测监控，公 司线上业务应用主页的数据可视化驾驶舱可实现如下主要功能：

·实现了车间当日能效的实时监控，

·生产能耗数据采集：站点实时耗电、主变台次、主变容量、可 用余量、日平均负荷率，

·实现每分钟生产能耗负荷趋势分析，

·实现天、月负荷最大、最小、平均、峰谷差分析与呈现，

·能给予大数据分析给出节能管控的优化建议，

·历史能效数据统计分析(可按天、月、年进行时间坐标分析)，

·实现了能耗负荷与能效的时间序列预测数字孪生建模， 获得成效：

(1)严格规范设备管理，根据电能负荷趋势图，及时掌握当前 负载情况，采用错峰启动等方式，有效调节电能负载，严格限制设备 高负荷运转，电容负荷基本控制在标准负载容量(2500kW)以下。

(2)根据订单情况，合理进行排产，关停闲置设备，减少不必 要能源损耗，从而提高生产能效，节约能源成本。

本发明的有益效果是：

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术 中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉 及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技 术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作 用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系 统所要解决的相应技术问题。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和 模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要 能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了 便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，本领域 技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技 术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本 发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详 细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思 的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附 的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，包括工业互联网平台，其特征在于，所述工业互联网平台是面向产业集群全业务服务的，所述工业互联网平台包括生产能耗与能效管理模块、实验检测与质量管理模块、设备状态与故障预警模块、协同生产与计划管理模块、供应链协同服务管理模块、智能中台与精益管理模块六个板块；

所述生产能耗与能效管理模块主要面向能耗型生产企业的能源管理，实现设备层的在线物联接入，进行生产能耗的科学统计管理，实施能耗与产能实时数据读取，实现生产能效的优化管理；所述实验检测与质量管理模块，主要实施机械零部件性能实验与测试、产品质量合格检测等数据的云服务管理，进行产品质量动态监控；所述设备状态与故障预警模块主要用于为企业在线运行的关键生产设备，提供状态检测、故障诊断、性能评估以及安全预警；所述协同生产与计划管理模块，主要用于实施生产流程与生产资源的优化管理；所述供应链协同服务管理模块主要用于实施产品链节点企业的生产计划协同、产品设计协同、资源需求协同、市场预测协同、制造协同、库存协同以及物流协同、包括物流链的多仓与分仓管理；所述智能中台与精益管理模块，主要为企业内部的离散化多业务系统或集团公司内部多个业务实体，实施数据标准化清洗管理。

2.根据权利要求1所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，所述协同生产与计划管理模块，实现各个加工实体的有序协同，通过生产执行系统获取各加工实体的生产即时数据进行动态统计，进行智能化生产计划排产与优化管理。

3.根据权利要求1所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，所述实验检测与质量管理模块中，自动数据连接器企业局域网传输实验测试与质量数据，并通过数据库分析引擎对生产过程的动态数据与产品质量进行汇总、整合、处理。

4.根据权利要求1所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，所述所述供应链协同服务管理模块使供应链企业随需应变能力的提高，保证供应链上企业的高效有序运行。

5.根据权利要求1所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，所述设备状态与故障预警模块，实施生产现场的可视化管理，利用大数据挖掘分析技术构建机器故障诊断模型与安全预测模型，进行生产装置的全生命周期管理。

6.根据权利要求1所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，所述供应链协同服务管理模块，消除数据孤岛，实现数据资源的集中管存与跨部门的有效利用，运用基于自然语言处理的数据库搜索引擎技术实现数据的精益管理与算法模型组构服务。

7.根据权利要求1所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，所述工业互联网平台实现多业务类型的物联网设备协议中间件，中间件构建于物联网传输层与应用层之间，用于屏蔽底层硬件设备及网络平台的差异，支持物联网应用开发、运行时能共享和开放互联互通的通用协议。

8.根据权利要求1所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，所述工业互联网平台实现快速开发部署的用于数据采集的电子表单模板，实现工业企业内部非实时数据采集，并能够设计各种填报表单样式、能采用多种html控件录入数据，进行数据校验。

9.根据权利要求8所述的面向多类型产业集群工业互联网多业务应用的服务系统，其特征在于，针对工业互联网建设需要采集的应用级系统数据进行统一的总线集成，将各类企业内部现有的生产业务系统、生产监控等系统的软件应用层数据进行采集，并形成统一数据标准格式。

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