美的工业互联网平台(M.IoT)



       为落实《广东省人民政府关于深化“互联网+先进制造”发展工业互联网实施方案及配套政策措施的通知》(粤府〔2018〕23号),广东省工业互联网产业联盟根据《广东省工业互联网应用标杆培育工作方案》,按照“对接-培育-评价-挂牌-推广”要求,组织开展省工业互联网应用标杆培育对接工作。省联盟现已组织标杆实施单位(工业企业和工业互联网供应商,下同)进行标杆特色和行业推广场景梳理,大力支持标杆的工业互联网供应商单位开展行业推广和供需精准对接活动。
       

美的集团

美的是一家消费电器、暖通空调、机器人与自动化系统、智能供应链(物流)的科技集团,营业总收入为 2419.19 亿元,在 2018《财富》世界 500 强排名中位列 323 位,提供多元化的产品种类,包括以厨房家电、冰箱、洗衣机、及各类小家电的消费电 器业务;以家用空调、中央空调、供暖及通风系统的暖通空调业务;以库卡集团、安川机器人合资公司等为核心的机器人及工业自动化系统业务;以安得智联为集成解决方案服务平台的智能供应链业务。结合多年的制造实践经验,开始建设独立自主的工业互联网平台M.IoT。

美的总部办公大楼

一、项目概况
的工业互联网项目启动会
       2017年,通过数字化2.0系列项目,美的实现了以C2M为牵引,用软件系统来驱动业务端到端的拉通,做到全价值链的支撑和打通。研发、供应链、制造、物流、金融、客户服务,所有环节以订单和数据来驱动,进行柔性交付。美的广州南沙工厂的工业互联网项目目的实现就是互联互通,设备上云,业务上云,工业大数据分析等,使制造更加柔性,夯实了美的工业互联网平台(M.IoT)基础。


二、项目实施概况

1、 解决问题

“最苦逼”制造环节大变身

       注塑,一直被认为是制造行业中最“苦逼”的环节之一。传统注塑车间中有大量型号不一、年代不同的机器,往往一台出错就必须停机检修,影响整条生产线,带来巨大损失;岗位多人员多,一旦出问题,上报处理时间长、效率低;注塑设备电子电路多、参数多,稍有不慎,就会出问题,要保证注塑机连续、正常运行,注塑车间工人压力山大又劳累不堪……

       但在美的南沙工厂的注塑车间,经过一系列工业互联网改造后,一切变了样——

电子注塑MES全套解决方案


工业云平台让设备“身体健康”可控

工业互联网大数据中心的屏幕上,注塑设备的运行参数一目了然。工业云平台对数据分析后,还会发出设备保养预警和故障预测,提醒现场工人及时对设备进行“体检”。用小维护替代停机检修,更好地保养设备、维护设备寿命并提升运行效率。

工业云平台管理设备“健康状况”


信息拉通,降低现场管理难度

通过信息拉通和统筹调度,注塑生产的各个环节变得有条不紊。就拿物流来看,通过“计划采购一体化”、供应商协作云等精益管理,拉通整个物流过程信息,物流断点和中间库存量少了,物料配送效率也提高了。

全供应链协同,高效配备生产物料


智能装备让人的工作更轻松

人工智能也被用到了注塑产品的质检环节。工业云AI的图片识别能力堪称是质检标兵,可以分析判断16个外观检测项目,降低人工误判率的同时,减少人的工作量。

工业云AI质检,保障产品质量

M·IoT在南沙的落地成型,就像星星之火,只是充满希望的开始。据说,M·IoT在美的内部的众多试点,也获得良好效果。随着M·IoT被应用到更多不同行业与场景,相信将来有越来越多的工厂,可以像这个注塑车间一样,借助工业互联网的加持,打一场漂亮的翻身仗。


美的工业互联网成功运转的秘诀

为何经过工业互联网改造的美的工厂,会发生这样大的改变?这要从工业互联网的原理讲起。工业互联网不是简单的“设备联网”或 “机器换人”。由于涉及研发、订单、计划、制造、采购、品质、物流、客服等产业链全生命周期的管理,它的运转更像一支交响乐团:硬件如同乐器,是最基本的工具;但正如不懂乐理的乐手无法演奏,制造业知识不可或缺;而软件起到的作用就像指挥家,少了它的调度,各种乐器只能混合出无序的杂音。

工业互联网不是简单的“设备联网”或 “机器换人”


       因此,对于真正的工业互联网平台而言,制造业知识、软件与硬件缺一不可,但水平的高下,不仅要看三者的实力,也取决于协同的程度。而美的工业互联网M·IoT能够顺利运转,有赖于“制造业知识、软件、硬件”三位一体,如同交响乐团一样的整体协作。

工业互联网的运转犹如一支交响乐团



2、项目方案具体介绍

美的内部的实践,经过一系列的总结和产品化改造,形成了M.IoT的产品系列,包括四层:工业APP及SaaS、工业云平台、SCADA联机平台及边缘计算、以及机器人及自动化。


       企业基于这些能力可以连接用户、客户、供应商、员工、产品、机器设备、机器人、物流设备等各方面,通过软件驱动全流程的运营,形成数据,在大数据平台上透明展现,并通过数据模型的建立进行分析、闭环优化,这种数字孪生的形成和应用也可以更好地用数据驱动企业运营;基于AI平台的质检以及品质检测设备的联机,检验结果通过MES系统的SPC统计模块在线严控,不让不良品流到下一道工序、不流出工厂,当然AI平台不仅仅可以用在品质上面,在效率提升和管理管控方面也有所突破。

       M.IoT平台软硬结合可以支持C2M客户定制以及相应的柔性制造、数字化工艺以及仿真、质量优化、设备预测性维护等等多种业务场景和能力。



三、项目特色和实施效果

       1、方案特色

美的工业互联网平台(M.IoT)的核心能力源自美的管理、制造经验,尤其融入近几年的管理变革,如MBS、T+3、一盘货、CDOC等等;源自美的自主开发的软件及数字化能力; 源自美的战略投资布局及自主发展的机器人、硬件及自动化能力。是美的对全价值链各个环节的变革、提升的总结和沉淀。


       2、实施效果

首先进行了MBS工厂精益改造,在这基础上实施基于T+3的计划采购一体化平台,由总装计划拉动注塑工厂计划,排产精细化到单台机台、到单个模具。这样运行半年后,原材料和半成品库存下降了80%,同时也能满足总装生产要求。



       接下来,建设了美的SCADA设备联机平台及工业云,进行设备联机、智能分析、预测维护以及工艺参数优化的管理,大幅提升的同时品质一次合格率从94.1%提升到96.3%。联机及预测性维护的实施使得故障响应时间下降80%、设备及模具故障下降36%、停机时间减少57%。


       美的工业互联网平台(M.IoT)工业云采用AI技术,运用到品质质检上,用视觉、声音AI来代替人工检验,检验成本降低55%、监测精度提升80%。


       不仅仅是注塑工厂,通过M.IoT平台对美的全价值链的各个环节都进行类似的深度变革和优化,这个是美的今年以来的试点结果: 渠道库存下降约1/3、试制试产周期缩短将近一半、零部件通用性提升96%、排产效率提升83%、原材料、在制品库存下降31%、产品品质指标提升17%、综合效率提升15%、客服满意度从95.1%提升到97%。



四、推广场景

美的工业互联网平台(M.IoT),已经在美的完成试点,将在美的内部快速推广,并将通过美云智数公司对外输出,帮助大企业进行数字化转型,提供成熟的产品和服务。对小企业提供云服务,支持企业上云上平台,以更小的代价和成本,更快的速度推进企业转型。



       并且M.IoT的自动化方案和数字化方案已经有了比较成熟的客户群体,可以通过平台的推广,共同打造工业互联网生态圈,共同发展。




五、从0到1的背后

为设备数字化插上腾飞的翅膀--工业互联网SCADA系统美的广州南沙工厂成功上线记

北京时间2018年7月15日上午8时整,当多数国人还在沉浸于周末的欢愉之中时,南沙工业互联项目SCADA项目组IT、业务,俱为一体,已全神贯注,整装待发,悄然拉开了SCADA上线的序幕。


上线切换

SCADA的上线,首先要回溯到7月14日,各位领导给SCADA的上线提供了专业的意见,最终上线方案评审一致通过,SCADA上线蓄势待发。



7月15日早上

8:00,SCADA应用服务器、设备、初始化脚本准备就绪。

8:10,随着项目组指挥员发出上线切换指令,SCADA项目组成员按照演练好的步骤,在5分钟内完成了切换,瞬时,设备数据源源不断接入平台,项目组马上展开对生产环境的服务器各项指标及采集的数据准确性进行分析。



8:30,蹲点在现场的SCADA项目组的实施人员和业务人员对设备的数据及运行状态进行逐一点检,确保现场正常生产。

9:30,切换完成接近一个小时,SCADA项目组与工业云项目组进行了全量数据湖数据准确性核对,数据完全一致,系统上线宣告成功。



背后:我们的解决方案


       SCADA的成功上线,是整个工业互联网项目组迈出的重要一步,工业互联网项目开始之初,就明确了SCADA的重要地位。工业互联网平台应用的四大场景之一是面向工业现场的生产过程优化,要求在于平台能够有效采集和汇聚设备运行数据、工艺参数、质量检测数据、物料配送数据和进度管理数据等生产现场数据。SCADA 在工业互联网体系架构中主要起到打通上层软件平台与下层硬件的桥梁作用。


       
基于SCADA的重要性,我们采用了基于OPC UA核心架构的软件平台,采用面向工业微服务的模块化系统设计,提供标准功能模块。


我们踩雷、填坑,但从未畏惧


       SCADA的研发、实现过程无疑是非常艰苦的,设备联机协议的积累是极其重要一环,在此我们多次走访顶级设备供应商,寻求最佳解决方案。

方案的落地离不开战友们6个月如1日的艰苦奋战,项目组不畏艰辛,因为大家目标明确,深知肩负的重担。


       专业网络团队和顶级安全工程师全力以赴,确保联机工控网络内安全,揭开美的设备联机安全的新章篇。历时两季,SCADA终于破茧成蝶,实现质的蜕变。当中不乏有同事过度劳累而病倒,但是面对困难我们从未畏惧,这里离不开团队中每位成员的团结一致,刻苦攻关。对于工业互联,SCADA上线是重要的一环,我们仅仅迈出了一小步,路还很长,唯有夯实基础,不断总结经验,形成自己的方法论,才能取得更大的成就。

       从0到1的背后,是无比孤寂的勤奋,是一次次绝境中不断冲破隘口,鏖战厮杀。踏上工业互联的征程,我们就一直在路上,成不骄、败不馁,滴水石穿、拔丁抽楔,不遗余力打造美的设备数字化之企之重器!