工业互联网是发展先进制造业的基础设施,是智能制造的核心技术之一。据前瞻产业研究院专家测算,我国工业互联网2018年规模约为5313亿元,2023年将达到万亿元规模,待发掘空间巨大。提起中国工业制造,绕不开的是“中国制造”名片——工业富联。
在工业富联从代工(代替别人制造加工)向“带”工(未来带领全球的制造往智能化方向发展)转变的过程中,“熄灯工厂”是其引以为傲的成就之一。熄灯工厂并不只是无人而已,关键是如何利用监测和预测性分析的技术,把过去不可见的问题可见化。
熄灯工厂中导入了OT、DT、AT和PT关键技术,富士康工业互联网首席数据官刘宗长表示:“我们跟NI在DT的领域中有许多的合作,NI软硬件一体的设备给我们提供了大量的帮助,尤其是在快速地搭建状态监测测试床、产品原型验证等方面。”
通过NI的监测设备采集到关键有效的数据,进行系统分析,从而对可能遇到的问题做出预测性的分析。刘宗长现场分享了一个预测分析成功应用的案例,在精密加工领域,工业富联可以将刀具的磨损程度和寿命这两个不可见的因素可见化。
刘宗长说道:“我们将超过百种真实失效模式的现场数据与仿真结果结合,掌握了表征失效的关键参数。在数据采集方面,我们采用了NI的CompactRIO、电压和振动采集模块,在测试过程中,把我们的数控系统与CompactRIO相连接,将不同采样频率的数据进行对齐,保证在Fog AI雾小脑上面的数据上面是规整的,并且是可用的。”
刘宗长进一步解释道:“在Fog AI 中我们也使用了NI提供的一些测试套件,保证我们能够规模化的管理一个车间当中数量庞大的测试硬件和运算分析的程序。然后,我们会进行信号处理和特征提取,再把这些数据上传到云端去做分析,从而预测刀具的寿命和异常。”
图4:工业富联数据采集方案
基于NI的数据采集系统,工业富联搭建的测试平台做到了减少成本,提高经济效益:刀具成本下降了16%,产品不良率降低了3‰,意外停机时间减少了60%。
工业物联网价值变现的一个重要方式就是“利用数据”,但是工厂的数据监测普遍存在线缆布设成本高、现场施工复杂的挑战,为帮助工程师降低运营和维护成本,NI全新发布了即将在中国上市的无线监测产品,其中包括一个12通道的无线数采产品,通过连接已有的传感器信号,无线模块每天定时会将采集的原始波形发送回数十米以及上百米开外的网关设备。还包含了一颗无线传感器的产品,完全摆脱线缆的束缚,在软件方面则有InsightCM软件助阵,无论采集的原始波形还是提取的特征都可以汇总到InsightCM的服务器。其独特的便捷性体现在仅仅需要打开网页便可以进行后续经验的判断以及预测性维护、算法的研发。
图5:NI无线监测设备
两个案例的卓越成效显示了NI软件定义的平台的领先性,工业领域一直都是NI关注的重点,未来NI还将进一步加强与合作伙伴的合作,打造更强大的生态系统。