【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采用數(shù)字化車間管理，很好監(jiān)控和管理了全流程生產(chǎn)過程，保證了產(chǎn)品品質(zhì)，獲得運(yùn)營(yíng)商好評(píng)和用戶的高度認(rèn)可。（3）中天科技光纖建有數(shù)字化的模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)場(chǎng)地，覆蓋全工序的可編程功能的高端檢測(cè)儀表及設(shè)備。四、項(xiàng)目建設(shè)總體方案 實(shí)施內(nèi)容光纖生產(chǎn)智能化控制及光纖質(zhì)量控制雙向反饋閉環(huán)系統(tǒng)是以生產(chǎn)綜合管控平臺(tái)為核心，利用云計(jì)算技術(shù)，結(jié)合信息采集系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，工業(yè)控制系統(tǒng)，工控通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各工序之間聯(lián)動(dòng)，通過自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)通過信息采集系統(tǒng)及時(shí)傳輸共享，實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，達(dá)到最優(yōu)生產(chǎn)控制狀態(tài)。建設(shè)自動(dòng)化智能化拉絲流水線產(chǎn)品質(zhì)量控制雙向反饋閉環(huán)服務(wù)系統(tǒng)，為各級(jí)用戶提供統(tǒng)一的管理控制門戶。1. 生產(chǎn)綜合管控平臺(tái)光纖生產(chǎn)是一項(xiàng)工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，設(shè)備精良，產(chǎn)品精密度要求極高的生產(chǎn)項(xiàng)目。對(duì)光纖生產(chǎn)過程的管控不僅僅涉及傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)控制，例如生產(chǎn)計(jì)劃，調(diào)度，派單等，還涉及到很多生產(chǎn)過程中的質(zhì)量，設(shè)備以及環(huán)境控制等。目前，光纖生產(chǎn)過程從預(yù)制預(yù)處理、拉絲、復(fù)繞、測(cè)試、分配、質(zhì)量控制包裝到出廠均具有極高的自動(dòng)化能力，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集能力，但獨(dú)立的系統(tǒng)無法滿足數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)的要求，傳統(tǒng)的MES數(shù)據(jù)管理與EPR系統(tǒng)也無法針對(duì)光纖生產(chǎn)過程的信息化管理。因此，建設(shè)一個(gè)具有數(shù)據(jù)綜合處理能力，系統(tǒng)集成的生產(chǎn)綜合管控平臺(tái)具有非常重要的意義。本項(xiàng)目通過根據(jù)光纖生產(chǎn)流程，管控要點(diǎn)，以生產(chǎn)過程優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理為核心技術(shù)功能模型，通過分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)管理與監(jiān)控；以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口為橋梁，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析為手段，分別抽取涉及產(chǎn)、供、銷等系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)，搭建了企業(yè)集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、高度共享、快速反應(yīng)、有效預(yù)控、數(shù)理分析的綜合管理信息平臺(tái)，如圖41所示。利用平臺(tái)的消息能力，IT能力，視頻能力以及web能力最大化的實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，跟蹤與共享，通過數(shù)據(jù)聚合、系統(tǒng)聚合、決策支持為信息資源的共享與企業(yè)信息管理等提供支持系統(tǒng)，為決策層、管控層、應(yīng)用層提供全方位、全過程、多角度掌控企業(yè)生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)動(dòng)態(tài)信息，為光纖生產(chǎn)管控，產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)以及質(zhì)量控制措施等提供決策依據(jù)。圖41 光纖生產(chǎn)綜合管控平臺(tái)架構(gòu)a) 基礎(chǔ)設(shè)施層基于云計(jì)算技術(shù)的光纖生產(chǎn)綜合管控平臺(tái)分為基礎(chǔ)設(shè)施層，平臺(tái)層，系統(tǒng)接口層和應(yīng)用層。基礎(chǔ)設(shè)施層的建設(shè)是項(xiàng)目搭建的基礎(chǔ)保障，具體內(nèi)容包含了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)、機(jī)房建設(shè)、終端智能感知設(shè)備建設(shè)以及安全設(shè)備建設(shè)等，通過全面的基礎(chǔ)設(shè)置的搭建，為整體應(yīng)用系統(tǒng)的平臺(tái)搭建打下了良好的基礎(chǔ)。b) 虛擬層平臺(tái)層分為虛擬層，中間件層，智能數(shù)據(jù)處理層和能力集成層。虛擬化是支撐云計(jì)算的重要技術(shù)基石，云計(jì)算中所有應(yīng)用的物理平臺(tái)和部署環(huán)境都依賴虛擬平臺(tái)的管理、擴(kuò)展、遷移和備份，各操作都通過虛擬化層次完成。從云計(jì)算的最重要的虛擬化特點(diǎn)來看，大部分軟件和硬件已經(jīng)對(duì)虛擬化有一定支持，可以把各種IT資源、軟件、硬件、操作系統(tǒng)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)等要素都進(jìn)行虛擬化，放在云計(jì)算平臺(tái)中統(tǒng)一管理。在云計(jì)算平臺(tái)上其主要的三項(xiàng)虛擬化技術(shù)即服務(wù)器虛擬化，存儲(chǔ)虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化。服務(wù)器虛擬化是將底層物理設(shè)備與上層操作系統(tǒng)、軟件分離的一種去耦合技術(shù)，它將硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序一同裝入一個(gè)可遷移的虛擬機(jī)檔案文件中。存儲(chǔ)虛擬化是指對(duì)存儲(chǔ)硬件資源進(jìn)行抽象化的表現(xiàn)，通過將一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)服務(wù)或功能與其它附加的功能集成，統(tǒng)一提供有用的全面功能服務(wù)。虛擬化的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源最終都以網(wǎng)絡(luò)形式為用戶提供服務(wù)。如何通過虛擬化技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，如何讓網(wǎng)絡(luò)具備靈活的可擴(kuò)展性和可管理性，這些都是云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)虛擬化能使不同需求的用戶組訪問同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，但邏輯上卻進(jìn)行一定程度的隔離，使其保持相對(duì)的獨(dú)立性，以確保網(wǎng)絡(luò)的安全使用。c) 中間件層摒棄“信息孤島”，消除“應(yīng)用峽谷”，實(shí)施信息集成化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)MES與ERP系統(tǒng)集成，已成為企業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展的一種必然選擇。現(xiàn)在主流的集成技術(shù)為基于中間件的系統(tǒng)集成，即通過通用中間件的橋梁作用把各種ERP和MES系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)信息在兩者之間的交互與共享。中間件層為MES數(shù)據(jù)庫，XML DOM解析器，ERP系統(tǒng)適配器等提供信息集成，消息封裝等支持。針對(duì)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)處理規(guī)則，對(duì)生產(chǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)做預(yù)處理。d) 智能數(shù)據(jù)處理層數(shù)據(jù)處理層是利用MES數(shù)據(jù)處理組件進(jìn)一步的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能判決與決策，提供生產(chǎn)計(jì)劃，生產(chǎn)調(diào)度，信息跟蹤等功能。基于云平臺(tái)的智能信息分析處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)環(huán)境下的面向光纖智能生產(chǎn)過程控制信息資源共享查詢的關(guān)鍵，特別是對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境系多源、異構(gòu)的數(shù)據(jù)特性，提供智能化的信息分析處理。e) 能力集成層能力集成層是區(qū)別于傳統(tǒng)生產(chǎn)管理平臺(tái)的一個(gè)功能模塊。隨著終端智能信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)管理的監(jiān)控已經(jīng)可以不局限于PC機(jī)終端的數(shù)字顯示方式，更多的智能終端被應(yīng)用到智能工業(yè)中。此平臺(tái)中集成的IT 能力，消息能力，視頻能力以及web能力等能夠通過多種渠道將生產(chǎn)過程中的報(bào)警數(shù)據(jù)，故障設(shè)備和報(bào)表等通過短消息，語音提示，實(shí)時(shí)視頻或者web共享的方式被管理者接收。f) 接口層平臺(tái)的開放性很大程度上取決于平臺(tái)系統(tǒng)接口層的設(shè)計(jì)。由于資源服務(wù)器可能包含本地應(yīng)用服務(wù)器也可包含公共資源服務(wù)器，因此本平臺(tái)的接入資源可能包含多源異構(gòu)接口（ATOM、RSS、SOAP、REST等）以及多種數(shù)據(jù)表達(dá)方式（XML、HTML、JSON等）。而由于REST架構(gòu)風(fēng)格的服務(wù)具有簡(jiǎn)單性、松散耦合、高度可伸縮性以及良好的性能等優(yōu)勢(shì)，本平臺(tái)為用戶提供的接口采用統(tǒng)一的開放式RESTful API接口。g) 應(yīng)用層在應(yīng)用層，結(jié)合公司光纖生產(chǎn)過程的管控需要，集成了生產(chǎn)管理，質(zhì)量管理，環(huán)境管理以及設(shè)備管理模塊。通過在各模塊所開發(fā)實(shí)施的監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到對(duì)產(chǎn)品全生命周期的實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集與更新。同時(shí)結(jié)合ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)報(bào)表自動(dòng)生成，方便公司管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與跟蹤。h) 安全維護(hù)體系圖42 面向光纖生產(chǎn)過程管控的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)安全維護(hù)系統(tǒng)本項(xiàng)目所研發(fā)的光纖智能生產(chǎn)綜合管理平臺(tái)基于REST架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全維護(hù)體系，包含憑證管理模塊、資源鑒權(quán)與訪問控制模塊、認(rèn)證與身份管理模塊以及上下文信息模塊。安全服務(wù)的REST架構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)制將安全能力以松耦合的方式，以中間件API的形式提供是基于Web的無線泛在業(yè)務(wù)環(huán)境安全功能的具體落地和呈現(xiàn)?，F(xiàn)有安全架構(gòu)中將安全功能通過中間件以API的方式提供的實(shí)踐主要包括Google、Facebook和Amazon Web Service的SOAP和RESTlike API，這從一個(gè)角度證明了本項(xiàng)目技術(shù)路線的可行性，但當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)仍存在與帳戶關(guān)聯(lián)密切、不支持跨域場(chǎng)景、REST API安全性不強(qiáng)、開放性和松耦合程度不夠等需改進(jìn)的方面。支持上下文感知的動(dòng)態(tài)安全機(jī)制。支持上下文感知的動(dòng)態(tài)安全機(jī)制指能夠動(dòng)態(tài)地根據(jù)參與者或系統(tǒng)的上下文進(jìn)行調(diào)整的安全機(jī)制，這種為了安全目的而使用上下文信息去擴(kuò)展或取代傳統(tǒng)的用戶安全憑證的能力，可以提供更貼切和無縫的安全設(shè)定，也更易于用戶的使用。目前，由上下文來約束的安全機(jī)制集中在兩個(gè)方面：訪問控制，將上下文信息作為約束條件而制定的訪問控制模型；信任管理，考慮當(dāng)前安全策略，若通信實(shí)體違背策略則降低信任值，遵守策略則提高信任值；考慮交互目標(biāo)，如分享文檔或協(xié)同計(jì)算等，若通信實(shí)體違背目標(biāo)則降低信任值，同樣，遵守目標(biāo)可提高信任值。2. 生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)該系統(tǒng)有拉絲、篩選控制系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)、集中供料控制系統(tǒng)部分組成。系統(tǒng)概況：建立光纖生產(chǎn)及后道篩選工序聯(lián)合控制系統(tǒng)，通過構(gòu)建局域網(wǎng)、運(yùn)用智能軟件、條碼掃描系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)拉絲生產(chǎn)區(qū)和復(fù)繞生產(chǎn)區(qū)信息資源的交換以及企業(yè)信息管理。對(duì)篩選機(jī)、收線機(jī)運(yùn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，上位機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)信息經(jīng)處理后存入數(shù)據(jù)庫，收線機(jī)和篩選機(jī)通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將篩選過程中檢測(cè)出的參數(shù)及時(shí)反饋給拉絲工序，進(jìn)行拉絲控制過程中的優(yōu)化處理，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光纖拉絲收線與篩選分切的自動(dòng)處理，生產(chǎn)工序大大簡(jiǎn)化。包括眾多系統(tǒng)，系統(tǒng)功能圖如圖43所示：圖43 拉絲與篩選聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)a) 生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集功能。拉絲生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要求嚴(yán)格監(jiān)控，因此需要對(duì)拉絲生產(chǎn)過程中的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。借助物聯(lián)網(wǎng)智能傳感技術(shù)，拉絲生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)可以將企業(yè)的局域網(wǎng)與設(shè)備的控制網(wǎng)有效的連接起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、運(yùn)行情況的隨時(shí)的掌握。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和快速集中，為遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)。技術(shù)人員無需親臨現(xiàn)場(chǎng)就可以監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及各種參數(shù)，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行，從而減少值守工作人員，達(dá)到減員增效的目的。b) 拉絲爐自動(dòng)控制功能。在光纖生產(chǎn)中，通常拉絲爐內(nèi)氣體流量一般不改變，當(dāng)爐內(nèi)氣場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，是由光纖質(zhì)量異常被動(dòng)反饋出來，再由人工干預(yù)調(diào)整處理，有一定的滯后性，且造成了不良品，損失已不可避免。拉絲爐氣體流量自動(dòng)控制系統(tǒng)可以通過氣體壓力傳感器的實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)拉絲爐內(nèi)氣體流量自動(dòng)控制。該系統(tǒng)在拉絲爐內(nèi)安裝壓力測(cè)量裝置的探頭用于監(jiān)測(cè)爐內(nèi)壓力的變化，通過變送器將信號(hào)傳送到PLC控制器，在主控電腦上實(shí)時(shí)監(jiān)控反映爐內(nèi)壓力變化，同時(shí)PLC控制器運(yùn)用PID算法自動(dòng)調(diào)節(jié)MFC氣體流量，以達(dá)到拉絲爐內(nèi)氣場(chǎng)及熱場(chǎng)的穩(wěn)定，保證了光纖制造的高質(zhì)量。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，拉絲爐內(nèi)氣壓變化通過傳感技術(shù)和局域網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，節(jié)約人力資源，減少產(chǎn)品損失。c) 拉絲智能控制功能通過控絲、引絲之后的非接觸張力儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裸纖產(chǎn)品質(zhì)量，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制塔頂送棒的速度和爐溫，從而控制好拉絲的張力和光纖的截止波長(zhǎng)。非接觸張力儀部署在裸纖冷卻過程之后，是評(píng)判光纖質(zhì)量的第一關(guān)，非接觸張力儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裸纖產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)以及其他系列參數(shù)，根據(jù)當(dāng)前光纖張力和質(zhì)量實(shí)時(shí)對(duì)塔頂?shù)乃桶羲俣纫约袄z爐溫度進(jìn)行調(diào)整，若發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間段的問題光纖，塔頂將停止送棒，并通過以太網(wǎng)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，通知專業(yè)人員檢查問題原因，并對(duì)光纖進(jìn)行溯源檢查。d) 集中灌料功能采用涂料集中存放和管理的方式，原料區(qū)與拉絲區(qū)完全分開，拉絲區(qū)不再使用涂料大桶，使拉絲操作空間變大，方便人工操作，節(jié)約人力資源。系統(tǒng)通過在拉絲區(qū)涂料桶中放置液面探測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)感知各區(qū)域涂料桶用量，當(dāng)涂料桶用量不足