数字孪生智慧工厂解决方案——打造绿色、透明重卡超级工厂

案例背景

为响应国家工业4.0计划，贯彻《中国制造2025》行动方针，利用信息化技术促进产业变革。满足创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针；图扑物联立足当前，着眼长远。针对制造业发展的瓶颈和薄弱环节，基于自主研发的工业物联网平台 TopStack，打造出来了一套应用于制造业的数字孪生解决方案。本次介绍一个应用于重型装备制作业的重卡生产线项目案例。

案例简介

结合工厂现有物联网基础，通过基础数据、生产数据、能耗数据、告警数据、运维数据等关键数据轻松建立数据可视化应用，通过在数字大屏、PC端、 移动端等终端实现人员随时随地掌握生产情况并集中监控设备，降低管理成本，提高产能。

该项目将物理设备的各种属性映射到虚拟空间中，形成可拆解、可复制、可转移、可修改、可删除、可重复操作的数字镜像。这极大的加速了操作人员对物理实体的了解，可以让很多原来由于物理条件限制，必须依赖于真实的物理实体而无法完成的操作变得触手可及。

产品功能

资产管理：从边缘感知及设备到云的数据采集、分析、可视化软件服务，提供完善的平台开发环境，协助客户完善垂直领域的业务应用开发，与伙伴共同打造多元产业物联网解决方案。

资产管理包括空间资产和设备资产，结合信息化技术，对物联网设备构建数字化模型，全面掌握设备资源信息和空间位置信息，实时记录设备使用状态、运行状态、技术参数，通过分析提高设备利用率，降低设备故障率。

告警警报：实时检测设备运行状态和点位数据，当达到告警规则的触发条件时触发告警动作，以邮件、短信、微信等形式通知接警用户，通过组态可视化界面弹出告警信息、通过工单系统处理设备故障。

控制指令下发：用户可以配置三种形式远程操控现场设备，包括点位状态联动、时间触发器、手动下发控制指令，不仅仅提高管控效率，也大大降低了人员成本。

维修检修：针对已经完成设备互联的设备，会根据设备告警与否自动生成告警工单。其余设备，提供了现场手动工单服务。还会提供周期性巡检工单服务，以保障维保工作更好的进行。

设备效率指标：支持用户通过自定义配置来对设备进行全方位监控，效率指标包括但不限于：开机率、作业率、待机率、故障率、关机率、离线率、冗余率、瓶颈率、MTBF、MTTR。

能耗管控：TopStack 的最新能耗管控模块，可以采集能源仪表（电、水、油、气等）的能耗数据，通过能耗统计、能耗排名、环比分析、同比分析、趋势分析、成本核算，建立企业专属的能耗驾驶舱，帮助管理者指定节能目标，实现节能减排，降低能源成本。

案例详情

本项目以超级工厂厂房和厂内所有重点设备为基础建立 3D 模型，对接重点设备点位信息，实时展示设备位置及状态，让客户管理人员不需要前往现场就可以了解到工厂实时的真实工作状况；对接业主现有订单物料管理系统，集成实时生产数据和历史生产信息，让管理人员可以在同一屏中掌握生产与现场两个重要信息；结合业主提供的核心算法，我们将清洗后数据代入，完成算法的实现从而产生关键数据-瓶颈率，业主根据瓶颈率和瓶颈信息对产线生产情况进行整体调控，提高生产效率。

“首页”默认视角为 2 号工位的俯视图。可以通过面板显示当日上下线数量、当月累计上下线数量。

整线统计率面板

整体开动率：(整线开工时长-全部瓶颈设备停线时长累计)/整线开工时长。

故障率：整体故障时间/统计时间(作业+待机+故障)。

离线率：整体离线时间/统计时间( 24 小时)。

MTBF：两次故障发生时间之间的时间段的平均值。

MTTR：从发生故障到维修结束之间的时间段的平均值。

整线开工时长定义：第一台 AGV 上午开工时间至中午最后一台 AGV 停止时间+第一台 AGV 下午开工时间至晚上最后一台 AGV 停止时间+第一台 AGV 晚上开工时间至凌晨最后一台 AGV 停止时间。

点击“查看详情”按钮，在页面中间弹出月整体开动率详情面板，用户可以通过右上角日期选择框按月查询出月整体开动率信息。

瓶颈工位排名&瓶颈信息：

瓶颈设备定义：

1.当单台 AGV 停止，前后 AGV 都没有停止，那么该 AGV 为瓶颈设备；

2.当连续多台 AGV 停止，则第一台 AGV 为瓶颈设备，后续 AGV 则不算瓶颈设备；

3.当多台 AGV 停止，但是并不是前后相接的情况，则每一台都是瓶颈设备；

4.充电停止不作为统计范畴；

项目意义

1.减少多系统间的切换频率；

2.实时展示工厂设备运行和生产状况，减少管理人员前往现场的频率，可以做到远程管理；

3.将瓶颈率、瓶颈信息及故障率、离线率等设备统计率进行整合和计算，减少管理人员月度考核时的工作量，实时显示考核指标方便管理人员及时安排调整工作；

4.将工厂的信息化层次由原来的数据采集提高到数字孪生的高度，方便工厂管理人员随时监控整体厂房生产状况以及所有的设备的工作信息；

5.响应纲领的号召构建智慧工厂，向工厂的工业 4.0 规范化迈出夯实的一步。