如何理解目前的工业物联网

工业物联网是将具有感知、监控能力的各类采集或控制传感或控制器以及泛在技术、移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。从应用形式上，工业物联网的应用具有实时性、自动化、嵌入式(软件)、安全性、和信息互通互联性等特点

以智能工厂为例

在中国当前政策利好的环境下，未来15年仅在制造业，工业物联网就可创造1960亿美元的累计GDP增长。同样在新基建的推动下制造业企业有了更多值得期待的地方。

目前工厂自动化程度已经达到较高的水平，设备可以昼夜不停生产，企业人工成本下降了25%~30%。但是智能制造不等同自动化，工业互联网技术的潜力还显示在追求更高价值上，比如良率改善、数据决策等方面。

从发展趋势来看，智慧化转型已经成为社会各界共识，但并不是所有企业都像大企业那样具有较高的信息化基础和资本支撑。运营成本、技术难题、数据割裂以及资金问题成为了把企业挡在信息化浪潮之外致命壁垒，如何把企业扶上云端，成为了关键。

“企业搭建数字化平台，必须打好信息化地基，只要在信息化的基础上，才可以结合互联的平台采集数据，通过分析平台给企业带来价值。”图扑软件某负责人说道。

那么如何将SMT/PCB行业较高的自动化与优秀的信息化管理相融合，基于 Hightopo 给出可以提高制造的信息化能力的解决方案。

智慧管理运作方式

通过工业监控系统，展现SMT贴片厂机械的实时运作状态。通过2D面板与3D模型结合，展示出设备的具体数据，例如贴片机的抛料数、工作时间、吸取数和产量；SPI监测出的良品数量和直通数量以及总产量，保证对印刷工艺的验证和控制；也包括自动光学检查（AOI）中监测PCB上各种不同的错装和缺陷的产品数量。产线上每小时的良率会直接传到可视化平台，如果良率低于设定的目标水平，就会驱动管理进行改善。硬件与软件结合，将“互联网+物联网+大数据+自动化设备”相互融合形成自我驱动效应。

智慧管理可视化系统通过对每一台设备数据进行整合，分析处理。形成产量、设备使用率和抛料率的统计，并且与历史数据组成直观的数据趋势图。为管理者提供可靠的数据，及时调节生产节奏提高生产效率反思工厂运作中的瑕疵与不足。利用平台和数据的驱动，将资源有效整合在一起，避免了信息不对称造成的资源浪费，为生产提供了有力支撑。

同样，智慧管理不应只体现在一体化的生产流程上，当人力需求减少的情况下，新技术则更应该为人服务，如工厂可视化平台可以显示出智能工位、 *** 作员的轨迹等数据。动态的展现方式，也促使管理者做出高效且更人性化的管理措施。

扩展

图扑软件（Hightopo）是由厦门图扑软件科技有限公司独立自主研发，基于HTML5标准技术的Web前端2D和3D图形界面开发框架。非常适用于实时监控系统的界面呈现，广泛应用于电信网络拓扑和设备管理，以及电力、燃气等工业自动化 (HMI/SCADA) 领域。Hightopo 提供了一套独特的 WebGL 层抽象，将 Model–View–Presenter (MVP) 的设计模型延伸应用到了 3D 图形领域。使用 Hightopo 您可更关注于业务逻辑功能，不必将精力投入复杂 3D 渲染和数学等非业务核心的技术细节。

多年来数百个工业互联网可视化项目实施经验形成了一整套实践证明的高效开发流程和生态体系，可快速实现现代化的、高性能的、跨平台桌面Mouse/移动Touch/虚拟现实VR图形展示效果及交互体验。

江苏科兴电器有限公司成立于2001年，是一家专业从事35KV及以下的电磁式、电子式互感器研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业；公司“COSINE”商标被国家工商总局认定为“中国驰名商标”，科兴电器荣获江苏省5A级数字化企业、江苏省科技型中小企业、江苏省管理创新示范企业、江苏省高成长型中小企业等；多个创新项目获江苏省重点创新项目、多个新产品被认定为江苏省高新技术产品或优秀新产品；公司建立了江苏省企业技术中心、江苏省工程技术中心、江苏省研究生工作站。

科兴电器全自动智能化互感器生产线被评为“科技进步一等奖”，公司建有全球规模最大的静态混料真空浇注系统，车间采用精益化的U型布局，所有产成品全部通过自动流水线流转，保证产品质量，提高工艺水平和生产效率。其中线圈生产、成品装配及全自动检测流水线、线圈干燥用真空隧道炉、烘模及后固化隧道炉、AGV自动流转机器人等设备均为行业首创。目前中压互感器年生产能力可达40万台以上。凭借公司优良的服务和产品良好的质量口碑，科兴电器先后成为各大外资企业、输配电行业龙头企业及在国家电网、南方电网大量中标的成套企业的首选供应商，熟悉国家电网、南方电网、各省电力公司及各大外资企业对互感器的特殊技术要求。
江苏科兴电器有限公司领导层一直注重企业信息化管理，2005年即引入某品牌ERP，由于系统的适用性问题，信息化一直停留在“购销存总账”的电子账阶段。

2009年，引入普实AIO70平台的ERP项目。科兴有15000+种产品、5000+种材辅料，工序流程超过20道；双方密切合作，仅四个月时间，即完成购销存产财成本一体化运行；特别基于生产订单型的成本系统自动运算，对企业的耗料数据采集、工时数据采集难度很高，科兴团队付出了巨大的努力。

2010年，开始导入固定资产管理、成品移动条形码管理、重点工序过数条形码管理（绕制、浇铸工序）。成品100%实现了单品序列号管理，重点工序的计件工资也在系统内开展。

2014年，科兴在泰兴城东工业区建设了花园式工厂并投入运行。在搬至新厂区以前，进行了ERP系统的升级，升级至普实AIO75平台，并于10月启动了OA单元启动，进一步规范及完善企业工作流，提高了企业整体协同能力。

2015年，科兴借助AIO75平台，导入阿米巴经营管理体系。按阿米巴要求的数据粒度，从ERP中抽取相应数据，达到“人人都是经营者”的精细化价值管理；也是普实软件迄今之止，阿米巴数据与ERP结合最完美的案例。

科兴ERP系统已经正常深入运行5年，完成了“购销存产财成本一体化”，对于原料、半成品、产品的管理已经非常到位，同时对于资金类数据也非常准确，产品成本也由系统自动生成，2014年升级成AIO75系统，AIO75构建于云端，顺应移动办公潮流，同时打通了OA+ERP。AIO75内置BI数据分析引擎，便于未来的企业大数据应用，极大提高了企业的办公效率；科兴具备了上MES的信息化先决条件。

中国制造2025新形势下，落后产能过剩即将被淘汰，企业转型升级成为必然。制造业的核心竞争力是合适的成本适时交付出高性价比的产品，来满足客户各方面的需求。客户为什么选择我们企业的产品？ 质量、交付、服务、价格 四要素！如下图：

1使产品有足够的质量性能优势。原料是否合格？ *** 作机台、人员、经过的工序、生产时间是否可追溯？关键工艺参数是否可控？能否防止工人部件装错、产品生产流程错误、产品混装？

2使产品有足够的交付优势。平均生产周期是否明显高于同行业平均水平，加工周期是否稳定，是否预先可知准确的交付日期？生产过程中是否可以及时知道产品所在的工序位置？若工序中报废，是否可以立即捕获到报废数据，并补投料进行加工？

3使产品有足够的成本优势。内部精益生产的水平？影响产能的原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？是否使设备OEE、材料利用率达到行业领先水平？

4在客户心目中科兴有足够的服务优势。是否可以引入客户自助服务APP，让客户录入订单号自行查看其对应订单的执行进度、产品的质量状态，方便地追溯产品的原料批次、工艺参数是否在控制线以内？

5使企业各级管理者享用清洁及时的生产数据，让整个生产现场完全透明化，以便做出最合理的决策。能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷、设备台时、设备运行参数、利用率、OEE等；能否针对在线检测数据与关键工序的运行参数，通过大数据分析的方式，寻找出适合于企业的最佳的产品工艺……

企业的管理人员，无论何时身处何地，只要透过Internet就能将生产现场的状况一览无余；通过MES获取信息运筹帷幄，远在国外的客户也可以来关心他们的订单进度、产品品质。

科兴导入MES正是围绕着打造幸福企业的目标，提高企业核心的产品研发、产品制造能力，使科兴具备引领互感器市场，让员工拥有一个稳定幸福的家，为时代做出自己的贡献。

2015年，科兴组织企业中高级管理人员，频繁走访参观国内信息化示范工厂，包括华为、西门子、海尔、徐工、红领等企业。决定引入MES系统，并于11月开始陆续考察MES供应商。

2016年3月，普实通过了科兴严格的供应商筛选，荣幸地成为科兴MES供应商。

2016年4月，科兴与普实联合甄选车间工位机、流程RFID卡、模具RFID卡，普实针对选定的工位机开发相关程序，并接进AIO75的MES平台中。

2016年5月，科兴现场工位机安装、传感器安装、PLC改造、立式触摸屏安装、条形码扫描器布置、ZigBee及WIFI信号调试。

2016年6月，现场测试MES程序并优化；召开设备供应商会议，由普实提供MES的API接口，设备供应商针对科兴所使用的设备进行软件二次开发，以期使现场重要设备数据能实时汇入MES系统。同时，进行大规模的模具清理与改造，模具植入RFID芯片。

2016年7月，设备供应商陆续完成软件的二次开发，进入产线进行联调。MES进行现场试运行，并于7月10日，全面取消车间现场流程卡。制造过程中的工艺参数及图纸，全部通过网络在车间终端上刷卡阅读。在重点生产线布置电子看板，及时反应各工序的计划目标与生产任务。通过近一个月的运行，现场数据达到95%的准确率，MES开始显现出威力。原来要找某订单的在制品，需要花费大量人工，现在直接仅需在系统内查看具体工位即可准确定位；即使在烘房内，也可以准确定位至烘房的某屋某层上、预计出烘房的时间、现在烘房内的温度是多少……

2016年8月，科兴大数据中心硬件安装完成，科兴与普实经过密切沟通，规划了覆盖企业重要管理点的数据分析模型，普实投入大量技术人力开发数据分析，如期交付并进行了系统联调。

2016年9月，科兴大数据优化并验收完成，标志MES成功上线。

企业感言

董事长

◇手工排程，生产计划与实际生产进度脱节，在制品动态无法及时掌握，造成计划排程调度混乱，往往要交的产品不生产、生产的产品又不要交，严重影响产品正常交期。

◇主要以纸单形式报价，凭经验管理，粗放、效率低；对于交期，由于现场在制品情况不明，业务人员反馈交期时往往会留足时间余量，客户服务质量受到影响。

◇生产过程中缺少产品品质追溯管理。

◇车间在制品多，产品生产周期长，造成车间管理难度大，管理成本高；特别是无法及时掌握产品质量损失，往往在交期前紧急补单，给产线安排造成极大混乱。

◇生产过程中工时难以统计、人工填报误差大，工人绩效考核管理有漏洞。

科兴的MES项目从生产过程控制为突破口，依靠信息化系统强大的数据集成能力，成功的解决了传统行业上述的难题。该系统适合于传统离散型中小型制造企业，资金投入少、建设速度快、运行稳定、数据统计准确，彻底解决了科兴电器在数字化时代转型的难点和痛点。

总经理

目前中小企业已经普遍应用ERP，销售、采购、财务、库存等模块应用得比较好，但是车间生产更多的依靠人工去管理，生产排程以及生产进度管控都是靠基层管理人员去完成，设备与模具的使用状态与实时监测数据也未能与ERP系统互联互通。

随着用户个性化的要求越来越多，如何用批量化的手段来满足个性化的需求，将客户端的价值需求作为整个产业链的出发点，改变以往从生产端向消费端、从上游向下游推动的模式，以客户的价值需求出发提供定制化的产品和服务。这就要求产线必须是能够随时换型，根据产品加工状况的改变自动进行调整。

科兴的CPS智能制造一体化系统，基于公司ERP系统开发MES系统，实现与设备、模具的互联互通，监控和管理生产的每一个步骤和工序如何实现，生产部门各个生产设备之间、生产设备和控制器之间，通过制造执行系统（MES）连通起来。满足客户个性化的需求，客户可以在线自主选型，解决生产过程的失控、在制与库存品的大量积压，采用工业智能制造手段（物联网、RFID等技术）提高生产资料的利用率，在智能制造的基础上实现透明生产、精益生产，打造玻璃化透明的幸福企业。
硬件

RFID工位单板机

RFID工位单板机

数据采集器

数据采集器

RFID PDA

条形码PDA

传感器

PLC

广告触摸屏

广告触摸屏
科兴MES项目，经过双方5个月密切合作，达成了MES项目设定的目标，实现了以下六大核心模块的上线运行。

车间排产是根据生产订单及物料的工艺路线来编制工序排产计划；车间执行通过工位机、设备自动计数，利用RFID、条形码、传感器、PLC通讯、设备厂商第三方API系统等方式，及时完成产品加工过数、工时、工艺及缺陷的采集，若有不合格品或报废数据，掌握实时数据以便于在第一时间补单，满足交付。动态实时准确的WIP数据，也是排产调整的依据。

基于订单、瓶颈工序产能、模具状态的工序排产，帮助计划员有效安排车间作业计划，排产数据动态发布至产线，并将排产数据与车间完成数据进行实时比对，车间看板显示作业的达成率。

反映车间各工序实时的在线堆积数，便于车间调度者及时协调资源解决工序瓶颈，保证生产流动的均衡性，最大化的压缩在线产品数量，以达成快速响应客户交付与变更的目标。

智能工厂是企业信息化发展的新阶段，设备联网更是迈向智能工厂的关键一步。以最有效率的方式取得不同品牌、不同通讯协议设备的状态参数信息，并将数据传送至管理系统进一步分析、实现远程监看控制。将设备与生产订单、工序加工相结合，实时反应设备上正在加工的产品，并附加产品上当前的设备参数、实际运行数据，便于后期产品追溯。

设备综合效率是Overall Equipment Effectiveness，简称OEE。每一个生产设备都有自己的理论产能，要实现这一理论产能必须保证没有任何干扰和质量损耗。OEE由三个关键要素组成：OEE=可用率表现指数质量指数。

通过设备联网捕获设备加工频率，与制造数据上工艺设计的理论加工效率、工厂的工作日历，再结合在线检测一次合格率等数据可得到OEE指标，以帮助企业有效改善及提高现场的生产管理水平。

实时捕获设备动态的运行状态，与安灯模块配合，获得无效工时的原因数据，帮助企业提高设备的运转效率。同时，通过进出的扫码或RFID感应，清晰掌握当前设备正在加工的产品；对于批量间隙式生产的设备，方便追踪存放于设备内产品的序列号或批次。

科学完善的设备管理系统，将紧急性维修改进成预防性维护。为设备创建巡检计划、定期维保计划以及年度大修计划。此外，为了确保设备维保活动能够顺利执行，可以在计划中定义好任何所需的资源、备件、注意措施以及相关文档。

与ERP制造数据模块关联，定义产品工艺参数规范，并管理相应的工艺参数值。通过设备联网，将工艺参数传送至相应的PLC、工位机显示、现场触摸屏显示。

通过传感器、OPC等采集设备实时运行参数，并处理、传输、存储以及为决策支持层提供生产工艺方面的数据依据，真正实现了企业数据的共享。

工艺参数预先定义，以便生产过程中各工序应用。与现场工艺显示设备配合，以达到工艺管理的无纸化传递。若产生ECN设计变更，可与工序加工指令相结合，锁定生产订单某些工序的执行。

通过设备内传感器或直接获取设备PLC等方式，实时采集设备运行参数，为后续品质判定、工艺改进、生产决策提供数据支持。并提供超过工艺控制线的运行报警，以便工艺设备人员及时跟进，防止出现质量事故。

利用设备联网或现场加装工位机等设备，将工艺参数传送至相应的PLC、工位机、现场触摸屏显示，以使各工序电子化查看工艺参数、图纸、SOP及视频 *** 作指南。

模具管理工作是制造型企业的重要工作。模具管理包括新开模具、模具出入库、模具工作量工时统计、模具常规性维护及异常维护等管理工作；查看模具动态的状况，利用率分析等。同时，引入条形码、RFID等技术，还可以起到模具防呆的功能。

通过装模工序，将生产流程卡（或生产订单）与模具相关系，实时捕获模具动态的状态。模具进出的扫码或RFID感应，清晰掌握当前模具的使用次数及生命周期数据，同时为排产、质量分析提供数据支撑。

在模具使用寿命和次数达到设定的数值时，提供检修预警或报废提示，并根据剩余寿命及订单状态，制定开模计划。

安灯系统主要功能是使JIT发生的问题得到及时处理，为了消除中断或至少减少复发的可能性，用灯光或其它信息化手段发问题信号，通知到相应的处理人员。系统根据呼叫、应答、处理完成等数据，来加快异常事务处理，提高生产率。并通过以上数据进行分析，异常呼叫类型统计、应答率及平均延时、处理率及平均延时等。

安灯系统与设备联网获得的实时运行状态数据相结合，获取更精确的设备OEE数据。安灯系统能显著提高日常生产过程中的异常响应、异常解决的效率，从而提高设备的有效运行时间。

安灯系统与设备联网获得的实时运行状态数据相结合，针对停机区分出准确的停机原因。利用现场看板、APP推送，推动异常的快速解决。

AIO75质量管理方案，包括检验项目、工具、水平、标准等，含数据采集、信息传递、数据分析、实时监控、信息反馈、文档管理、客诉处理、量具管理，对于原材料进厂、生产制造和在用户使用过程中的产品整个生命周期进行数据化、网络化、动态化管理，通过持续不断的改进，进一步完善生产质量管理直至企业层的整体化全面质量管理体系(TQM)。

通过在线检测设备所附加的程序API接入MES系统，并获取当前产品关键工序的实际生产运行的工艺数据，将同一产品的质量检测数据与工艺数据进行比对，给客户更多的产品性能的信心保证。若检测有问题，也能帮助企业改善工艺。

统计质量数据的采集、规格化汇总、多维度分析，获取产品合格率趋势、缺陷分布、缺陷损失、报废损失等，以便企业制定合理的质量方针与管理措施。

在我们的生活中，我们每天接触到的许多类型的设备中都存在互联网连接，包括家用电器、车辆、机器，甚至我们自己，当某物连接到互联网时，这意味着它可以发送信息或接收信息，或两者兼而有之。
目前IoT物联网还在高速发展中，应用领域也涉及很多方面，工业、农业、交通、物流以及物业等基础设施领域都有很多应用，有效推动了这些领域智能化水平的发展。
以锋物科技的IoT智慧物联体系来说，它依托IoT云平台为核心，通过平台AI算法和数据集成分析能力可以将不同场景下的各种设备进行连接，统一包括人行门禁、车行道闸、摄像头、路灯、电梯等，并通过IOC智慧大屏终端进行可视化呈现，从而指导工作人员做出科学合理的决策。
在锋物科技打造的智慧社区中，通过IoT云平台的AI安防系统将摄像头和社区人群、场景等进行智慧物联，可以通过数据算法精准识别老年人摔倒、儿童进入危险区域、残障人士需要帮助等场景。平台一方面可以“听”懂语音指令，另一方面通知消息也用语音“报”出来，能听能说使得整个系统智能管控，实现系统 *** 控智能化。比如当出现老人跌倒或居民进入危险区域时，亦或是电动车入电梯、消防通道被占等情况时，平台都会自动告警生成工单，调动物业管理人员处理，维护社区安全。

开发之间的重要问题

这些问题对物联网应用开发人员很重要。哪一种才是最好的方法，来构建一个“物联网应用”，它可以做很多事情，从远程控制家庭应用到对引擎改动机制造商发送通知，而这一需要维护服务的引擎有个能在世界任何一个地方？开发人员要具备怎样的技能？要从哪里先开始？

物联网应用开发的始占在于它本身。这些边缘设备通常没有屏幕(尽管并非总是如此)、处理器功耗低，搭载的是某种嵌入式 *** 作系统，使用一个或多个通信协议进行交流(通常是无线)。这些东西可能直接与网络、相邻事物和网络网关相连，一般外形就是一个盒子带一些闪闪发光的灯。

系统的下一层即集成层是软件和基础设施，运行在企业数据中心或云中，来从各种事物中接收和管理数据流。运行在集成层的软件通常也负责管理这些事物，必要时更新固件。

接下来就分析层，用于管理并处理数据。最后，还有一个终端用户层，这一层上应用程序用于用户之间交流。这些可能是企业应用、可能是网络应用，也可能是移动应用。

如果你正在想办法构建物联网应用，最后两层将会是你接触最多的。作为开发人员，你可能没有工具处理这些边缘设备或网关，或者没有适应集成层的能力。

这也就是为什么说构建应用程序要从已经就绪的“物联网平台”开始是有道理的了。这些平台通常包含集成层，这一层承载着以时间为序列输入的数据，以及分析层、自动精简配置,激活和管理功能，实时消息总线和建立其上的平台和应用之间的通信API。

现在市场上有许多公司都在提供这类平台。这有Xively、Mnubo、BugLabs和ThingWorx，他们都有能力与不同的制造商产生的大量“事物”进行沟通。

还有些比较有名的公司，如微软的智能系统服务，和企业软件厂商如SAP的物联网解决方案，这些厂商都在他们的产品中增加了物联网功能。

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