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IT/OT融合加速,再造工厂车间数字生产力

智能制造IMS 来源:智能制造IMS 作者:智能制造IMS 2022-12-16 15:58 次阅读

随着国家层面对于推进新型工业化,加快建设制造强国的最新要求与部署,作为推动数字经济与实体经济融合发展的关键场景,制造业“智改数转”工程势必会迎来新一轮的建设热潮。

当前,我国制造业正在进入高质量发展阶段,处于数字化转型及智能化升级的攻坚期。智能制造作为制造业高质量发展的主攻方向,正在迎来全产业链和全场景的变革。在此背景下,IT/OT技术融合和系统集成式创新将成为智能制造的主要发展趋势,逐渐呈现出以工艺和装备为核心,数据为基础,云网融合为支撑的升级范式。

新一轮“智改数转”,驱动全场景变革

《“十四五”智能制造发展规划》指出到2025年,规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化,重点行业骨干企业初步应用智能化;到2035年,规模以上制造业企业全面普及数字化网络化,重点行业骨干企业基本实现智能化。其中,2025年企业转型的具体目标是,70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化,建成500个以上引领行业发展的智能制造示范工厂。

根据北京市经信局近期印发的《北京市数字化车间与智能工厂认定管理办法》,智能工厂是在数字化车间基础上,通过新一代信息技术与制造全过程、全要素深度融合,推进制造技术突破和工艺创新,推行精益管理和业务流程再造,实现数字化设计、智能化生产、网络化管理、智慧化服务,构建柔性、高效、绿色、安全的制造体系。

其中,通信网络作为创新技术被纳入智能工厂建设的关键要素之中,要求采用工业物联网等技术,实现制造装备、传感器控制系统与管理系统等的广泛互联与高速传输,实现与工厂内、外网的互联互通与业务协同,采用标识识别技术,实现工厂内外数据流通互认。

此外,根据中国信通院对2021年智能制造示范工厂案例统计分析,总结的我国智能制造应用呈现的特征来看,目前工业互联网等ICT技术正成为智能工厂建设的重要基础设施,智能制造正迈向数据和知识驱动,技术创新范式带动制造基础升级。

随着IT/OT技术融合和系统集成式创新的发展与演进,在工厂车间快速运转的过程中,人、机、料、法、环、 测等全场景的海量数据正在指数级激增,企业的智能升级不仅需要及时采集产量、质量、能耗、加工精度和设备状态等数据,还需要同步与订单、工序、人员进行关联,以实现生产过程的全程追溯。

而全要素海量数据的激增,催生出企业对于更高可靠、更低延时的网络传输以及更高算力、更低成本的云服务需求。如果说数据是智能工厂建设的“血液”,云网融合的基础设施则是智能工厂的“动脉”。

IT/OT融合加速,再造工厂车间数字生产力

近年来,以汽车、钢铁、电子制造等为代表的制造企业不断加大新型基础设施的投入,加速其信息化进程,持续推动IT/OT的融合落地,不仅将ERP、MES、PLM等平台逐渐迁移上云,加速企业云端进化的进程,实现更好的数据联通,同时还在快速推进AIWi-Fi 6等新技术与工业互联网平台的建设与融合应用,让数据传输更加高效,为研发设计、生产制造等环节提供更精准的决策支撑,提升“智改数转”的实效。

随着制造业新一轮“智改数转”的加速,智能工厂与数字化车间的建设对工业场景无线网络提出了更高要求。以我国某单晶硅生产工厂为例,该工厂网络建设需要覆盖单晶炉车间,适应高温高粉尘的生产环境。同时,能够满足工控机和服务器之间高精度大图像数据的传输,并可以满足近2000工控机台及AGV小车无线覆盖。

可以看出,从智能制造感知系统,到控制系统,最终到机械臂等执行单元,整个过程都离不开极高可靠性和超低时延的网络基础,来确保生产过程的安全稳定。而Wi-Fi 6所具备的传输速率更快、更稳定的相关特点,能够解决智能工厂网络升级的核心需求,已逐渐成为智慧工厂的主流无线网络建设标准。

值得关注的是,Wi-Fi 6能够越来越成为制造企业网络建设首选方案的另一因素,在于Wi-Fi 6能够妥善支持更高的设备密度,并为每台设备提供稳定且良好的吞吐量,再加上低延迟特性的加持,促使Wi-Fi 6在基于平板电脑的人机界面,从联网机器设备中读取数据,甚至能实现更为先进的增强现实的人机界面等应用前景越来越广阔。

以汽车制造业为例,如今,越来越多整车厂选择通过Wi-Fi 6与IoT网络,实时连接工厂数千工业终端及数以万计的物联终端,实现亿级数据实时采集和秒级分析反馈。通过AGV的端网协同技术,提高AGV在2米/秒的速度下的漫游成功率和坪效,保证AGV在漫游切换过程中不丢包、不掉线,从而实现仓储物流的智能化;并通过AOI检测,提升产品质量AI实现网络故障的提前预判、故障的快速定位及根因分析,以及网络7x24小时不中断等。

可以说,Wi-Fi 6正在构建全连接工厂的新样本,正逐渐成为制造业“智改数转”的重要基础设施,数字经济和实体经济融合发展的重要引擎。

华为制造云网,智能制造的联接新基座

针对当前制造业全场景的转型升级,以及工厂车间全连接建设的核心需求和挑战,华为秉承极速、稳定、智能的理念,推出了可充分满足智能制造发展需要的端到端制造云网解决方案,基于AirEngine Wi-Fi 6 + Wi-Fi 6 CPE产品组合,采用高可靠空口切片,实现远程控制零误差及10毫秒固定时延,让无线化延伸到生产控制业务不再成为障碍,有效助力制造企业智改数转的质量与速度。

作为专门面向制造业而生的场景化解决方案,华为制造云网解决方案的特征主要包含可靠性和安全两个层面。在有线部分,方案所包含的交换机搭载了华为独创的M-LAG技术,能够将两台交换机进行组合,为同一组用户提供网络服务。当其中一台交换机出现故障或需要升级时,另一台交换机便可自动接管所有网络连接,在用户侧不会有任何感知。M-LAG技术不仅将网络可靠性从单板级直接升级至设备级,更能实现设备升级效率的倍增,保证升级期间网络连接不中断、用户无感知。

而在无线部分,华为AirEngine Wi-Fi 6系列AP则能够凭借独特的无损漫游和双发选收技术实现无线网络的稳定可靠。终端漫游时,无损漫游技术能够大幅缩短新AP的扫描认证耗时,并通过网络侧的数据缓存和冗余数据发送避免终端在切换网络时遭遇丢包。而在AP覆盖范围内,华为的双发选收技术能够同时在2.4G5G频段同时发送相同的数据报文,让终端或CPE择快而用,让终端也享受到链路冗余所带来的高可靠性。

同时,在全新AI算法和各类感知技术的加持下,华为制造云网也能将网络故障收敛时间从过去的分钟级缩短至秒级,大幅提升网络运维的响应速度和对业务的潜在影响。

此外,针对于制造行业的一些恶劣的作业环境,全新一代工业交换机S5735I-S-V2系列产品,作为华为制造云网组网能力的延伸,是专为特殊环境设计的以太网交换机,可以满足在恶劣温度、湿度、震动、电磁干扰等环境下实现网络通信需求,为流程工业数智化变革,提供了稳定、可靠的网络基础设施。

电子制造业对于良品率有着极为严苛的要求。通常来讲,半导体的生产过程有1000多道工序,中间过程需要不断地循环测量/检测,原材料和生产环境等诸多因素均会影响良品率。厂内制造设备与主机服务器间每时每刻大量的数据交互,需要网络零中断零丢包传输。为了满足相应的可靠性要求,华为制造云网通过在FAB区利用领先的M-LAG技术实现“无损升级”“故障秒级收敛”,免除了频繁布线调整的成本,同时做到了升级期间业务不中断,故障对业务无感知。

在汽车制造业,华为制造云网解决方案落地广汽本田黄埔工厂,AGV智能搬运机器人穿梭其间,既提高了物流搬运效率,还大大降低了用人成本。而在广汽本田黄埔园区,全无线生产和办公网络的建设,更是让无纸化生产和办公成为可能,不同部门间的协同效率得到大幅提高。

截止当前,华为在车辆装备、半导体电子、烟草、制药、钢铁等行业已服务上万家客户,成为众多制造业头部客户首选。通过与华为合作,企业从网络基础设施的创新升级入手,并在智能工厂快速组网、建设韧性安全防护、智能运维等场景取得了一系列成效和突破。而华为在通过可靠支撑、持续创新、稳定供应等满足制造企业智改数转需求的同时,也通过自我实践逐渐探索出了一条支撑制造企业实现智能制造高质量发展的通路。

随着新型工业化的深入推进,我国智能制造也将迎来更深层次、更全场景的全面深度变革。作为转型升级的基石,华为制造云网解决方案将持续为智能制造打造极简智能的全连接基础设施,加速越来越多制造企业和行业敏捷优化、无感革新,助力我国产业迈向全球价值链顶端。

审核编辑 :李倩

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原文标题:新一轮“智改数转”加速,云网融合塑造产业落地关键新基座

文章出处:【微信号:CADCAM_beijing,微信公众号:智能制造IMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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