夜话智造之物联网和工业自动化之间的关系

　　说明：夜话智造是堆知学苑针对智能制造行业推出的的公益讲座栏目，邀请业内大咖讲授行业知识，致力于打造一个智能制造从业人员的交流平台。
　　在我国提出中国制造2025和互联网的国家发展计划之后，物联网技术得到飞速的发展，现在已经被广泛应用到各行各业的生产流程当中。通过物联网的发展不仅能够实现我国节能减排的总目标，还能改变和提升企业的生产管理模式，将产品的生产经营过程融入到互联网的快速发展中，是提高工业自动化的必然选择。
　　本期夜话智造，由汪全贵老师来为大家分享物联网和工业自动化的相关知识，希望对大家能有所帮助。
　　（汪全贵老师工作背景介绍：作为企业智能制造诊断专家，为多省的百余家企业开通诊断工作；堆知学苑第一届学员，多届助教；堆知学苑深度合作者。）
　　以下内容节选自本期夜话智造
　　一、物联网与工业自动化
　　1、物联网的目的是实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制；工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。
　　2、物联网是全面感知（感知层）、可靠传递（网络层）、智慧处理（应用层）；工业自动化包含采集、传输、计算等环节。两者是相通的。
　　3、物联网则包括全面识别、信息传输、智能化处理等功能和作用；工业远程控制包括信号监测、数据交互、数据分析、运行控制等多个方面的内容。二者具有诸多相似之处。
　　4、物联网强调的海量数据处理、无线通信传输、智能化控制；工业远程控制主要对象是物，例如生产设备、生产流程和过程等，这可以通过物联网技术来实现。
　　二、工业物联网的实现条件
　　1、生产设备互联
　　提供的数据接口，将各生产设备从物理上连接成一个网络，利用协议转换软件将网络组成一个通用的IP网络。
　　主要包括：
　　（1）利用信息平台来设置生产参数，如个数、长度、重量等；
　　（2）自动抄录各种生产数据；
　　（3）按时段自动统计生产量；
　　（4）实时获取和告知生产现场的当前数据；
　　（5）计算每台设备的单位时间生产能力，根据这些数据来为每台生产设备设置生产参数，合理配置生产任务。
　　2、物品识别定位系统
　　利用RFID等识别定位技术来标识生产过程中使用的原材料、半成品和成品，并利用物联网技术将该系统接入计算机网络，完成对物品数量、所处位置、责任人员信息等的数字化管理。
　　主要包括：
　　（1）物品识别和定位；
　　（2）原材料消耗数量的自动统计；
　　（3）半成品、成品数量的自动统计；
　　（4）基于RFID的仓库管理：采购、库存、消耗数量之间的自动核对；
　　（5）按时段统计原材料的损耗。
　　3、设备状态检测和故障呼叫
　　利用设备的数字接口获取该设备的内部参数和运行过程中的动态参数，利用无线传输技术和公众网络将人与设备连接起来，利用信息技术对这些数据进行管理，并根据企业生产管理的要求作出相应的处理。
　　主要包括：
　　（1）实时获取生产现场各生产设备的当前状态；
　　（2）按时段统计各生产设备的故障率；
　　（3）故障呼叫，按序分时呼叫相应的设备维护责任人员；
　　（4）掉电保持，备用电源可保存生产设备掉电时的各种参数，以便上电时恢复生产。
　　4、能耗自动检测系统
　　5、生产现场重要信息远程告知
　　6、生产配件和产品防盗系统
　　7、生产考核系统
　　8、环保监测系统
　　三、工业物联网设计之生产追溯管理系统
　　1、生产追溯管理系统总体目标
　　（MTS）生产追溯管理系统要实现的总体目标是：实现生产流水线的每个工序的生产状况以及在生产过程中的数据操作的准确化和系统化，建立产品生产控制跟踪，实现从成品到半成品到原料的可监控可追溯，从而完成产品生产的内部流程追溯管理以及外部进出的源头追溯和数据管理。
　　系统采用RFID或条码或两者同时的编码方式进行数据管理和追溯。保证从每个单位物料到产品的唯一性。
　　2、生产追溯管理系统基本功能
　　（1）通过对物料的ID（BarCode或RFID）进行扫描，来记录部品的使用及现有状况和来源。
　　（2）通过对半成品的在生产中的所经历过的工序记录和数据统计来跟踪其生产细节，可以在返品或者生产过程中能够追踪到在生产中的哪道工序、哪些物料、哪个机型、哪些人员等等存在问题，并可以采取相应的措施来进行修补。
　　（3）通过对成品的包装、入库、库内调整、出库、还有质检等工序记录、统计来跟踪成品在最后阶段的状况以便需要时进行查询操作。
　　（4）最后实现对整个生产从部品到半成品到成品的单个、类别以及全部的产品追溯、质量控制和流程管理，建立完整的生产追溯管理系统平台。
　　四、工业自动化的升级工业4。0
　　工业4。0是工业自动化发展的趋势，工业自动化是工业4。0的重要前提之一。
　　下面就以工业4。0为代表，讲述工业自动化结合物联网的案例。
　　新能源电池案例
　　1、传统行业背景
　　（1）工艺是核心，工艺水平高低及成熟度直接决定产品质量及效率；
　　（2）生产管理复杂；
　　（3）设备种类多，自动化设备及产线较多；
　　（4）质量要求高，在产品发生质量问题后，需追溯完整加工及物料链；
　　（5）信息化薄弱，设计工艺质量计划制造等数据分离，无法自动流转。
　　2、存在的问题
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　　3、解决方案
　　建立动力电池行业自己的MES系统。
　　（1）实时质量监控，建立产品质量计划采集分析改善完整的质量循环流程，将质量的事后补救改为事先预防；
　　（2）通过数采，密切关注工艺参数，尽可能保障锂电池的工艺安全，在有问题时及时排除；
　　（3）实现生产过程的可追溯性，建立产品从材料电芯模组包装一个完整的计划执行流程，在发生产品质量问题时，可快速定位问题源；
　　（4）推行无纸化生产管理，节约人力成本；
　　（5）建立完整的设备管理体系及评价指标；
　　（6）利用大数据分析技术，对产品质量、设备运行状况、备件耗用等提前评估。
　　4、锂电池行业MES工作流程
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　　5、锂电池行业MES实施范围