【文章內容簡介】 采用數字化車間管理，很好監(jiān)控和管理了全流程生產過程，保證了產品品質，獲得運營商好評和用戶的高度認可。（3）中天科技光纖建有數字化的模擬現場試驗場地，覆蓋全工序的可編程功能的高端檢測儀表及設備。四、項目建設總體方案 實施內容光纖生產智能化控制及光纖質量控制雙向反饋閉環(huán)系統(tǒng)是以生產綜合管控平臺為核心，利用云計算技術，結合信息采集系統(tǒng)和網絡傳輸技術，工業(yè)控制系統(tǒng)，工控通訊技術，實現各工序之間聯動，通過自動測試系統(tǒng)，將數據通過信息采集系統(tǒng)及時傳輸共享，實時調整生產，達到最優(yōu)生產控制狀態(tài)。建設自動化智能化拉絲流水線產品質量控制雙向反饋閉環(huán)服務系統(tǒng)，為各級用戶提供統(tǒng)一的管理控制門戶。1. 生產綜合管控平臺光纖生產是一項工藝復雜，技術要求高，設備精良，產品精密度要求極高的生產項目。對光纖生產過程的管控不僅僅涉及傳統(tǒng)工業(yè)生產控制，例如生產計劃，調度，派單等，還涉及到很多生產過程中的質量，設備以及環(huán)境控制等。目前，光纖生產過程從預制預處理、拉絲、復繞、測試、分配、質量控制包裝到出廠均具有極高的自動化能力，數據自動采集能力，但獨立的系統(tǒng)無法滿足數據聯動的要求，傳統(tǒng)的MES數據管理與EPR系統(tǒng)也無法針對光纖生產過程的信息化管理。因此，建設一個具有數據綜合處理能力，系統(tǒng)集成的生產綜合管控平臺具有非常重要的意義。本項目通過根據光纖生產流程，管控要點，以生產過程優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理為核心技術功能模型，通過分布式實時數據庫系統(tǒng)實現對生產自動化設備的實時數據采集、存儲管理與監(jiān)控；以標準數據接口為橋梁，數據統(tǒng)計分析為手段，分別抽取涉及產、供、銷等系統(tǒng)的管理數據，搭建了企業(yè)集中監(jiān)控、統(tǒng)一調度、高度共享、快速反應、有效預控、數理分析的綜合管理信息平臺，如圖41所示。利用平臺的消息能力，IT能力，視頻能力以及web能力最大化的實現信息數據存儲，跟蹤與共享，通過數據聚合、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、應用層提供全方位、全過程、多角度掌控企業(yè)生產、安全、經營動態(tài)信息，為光纖生產管控，產品質量檢測以及質量控制措施等提供決策依據。圖41 光纖生產綜合管控平臺架構a) 基礎設施層基于云計算技術的光纖生產綜合管控平臺分為基礎設施層，平臺層，系統(tǒng)接口層和應用層?；A設施層的建設是項目搭建的基礎保障，具體內容包含了網絡系統(tǒng)的建設、機房建設、終端智能感知設備建設以及安全設備建設等，通過全面的基礎設置的搭建，為整體應用系統(tǒng)的平臺搭建打下了良好的基礎。b) 虛擬層平臺層分為虛擬層，中間件層，智能數據處理層和能力集成層。虛擬化是支撐云計算的重要技術基石，云計算中所有應用的物理平臺和部署環(huán)境都依賴虛擬平臺的管理、擴展、遷移和備份，各操作都通過虛擬化層次完成。從云計算的最重要的虛擬化特點來看，大部分軟件和硬件已經對虛擬化有一定支持，可以把各種IT資源、軟件、硬件、操作系統(tǒng)和存儲網絡等要素都進行虛擬化，放在云計算平臺中統(tǒng)一管理。在云計算平臺上其主要的三項虛擬化技術即服務器虛擬化，存儲虛擬化和網絡虛擬化。服務器虛擬化是將底層物理設備與上層操作系統(tǒng)、軟件分離的一種去耦合技術，它將硬件、操作系統(tǒng)和應用程序一同裝入一個可遷移的虛擬機檔案文件中。存儲虛擬化是指對存儲硬件資源進行抽象化的表現，通過將一個或多個目標服務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。虛擬化的計算資源和存儲資源最終都以網絡形式為用戶提供服務。如何通過虛擬化技術提高網絡資源的利用率，如何讓網絡具備靈活的可擴展性和可管理性，這些都是云計算網絡研究的重點。網絡虛擬化能使不同需求的用戶組訪問同一個物理網絡，但邏輯上卻進行一定程度的隔離，使其保持相對的獨立性，以確保網絡的安全使用。c) 中間件層摒棄“信息孤島”，消除“應用峽谷”，實施信息集成化技術，實現MES與ERP系統(tǒng)集成，已成為企業(yè)信息化建設發(fā)展的一種必然選擇?，F在主流的集成技術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，實現信息在兩者之間的交互與共享。中間件層為MES數據庫，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。針對生產過程的數據處理規(guī)則，對生產檢測數據做預處理。d) 智能數據處理層數據處理層是利用MES數據處理組件進一步的對數據進行智能判決與決策，提供生產計劃，生產調度，信息跟蹤等功能?；谠破脚_的智能信息分析處理技術是實現多業(yè)務環(huán)境下的面向光纖智能生產過程控制信息資源共享查詢的關鍵，特別是對于物聯網環(huán)境系多源、異構的數據特性，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)生產管理平臺的一個功能模塊。隨著終端智能信息技術的發(fā)展，對生產管理的監(jiān)控已經可以不局限于PC機終端的數字顯示方式，更多的智能終端被應用到智能工業(yè)中。此平臺中集成的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過程中的報警數據，故障設備和報表等通過短消息，語音提示，實時視頻或者web共享的方式被管理者接收。f) 接口層平臺的開放性很大程度上取決于平臺系統(tǒng)接口層的設計。由于資源服務器可能包含本地應用服務器也可包含公共資源服務器，因此本平臺的接入資源可能包含多源異構接口（ATOM、RSS、SOAP、REST等）以及多種數據表達方式（XML、HTML、JSON等）。而由于REST架構風格的服務具有簡單性、松散耦合、高度可伸縮性以及良好的性能等優(yōu)勢，本平臺為用戶提供的接口采用統(tǒng)一的開放式RESTful API接口。g) 應用層在應用層，結合公司光纖生產過程的管控需要，集成了生產管理，質量管理，環(huán)境管理以及設備管理模塊。通過在各模塊所開發(fā)實施的監(jiān)控系統(tǒng)達到對產品全生命周期的實時監(jiān)控，數據采集與更新。同時結合ERP系統(tǒng)實現數據間聯動，實現報表自動生成，方便公司管理人員進行數據統(tǒng)計與跟蹤。h) 安全維護體系圖42 面向光纖生產過程管控的云計算服務平臺安全維護系統(tǒng)本項目所研發(fā)的光纖智能生產綜合管理平臺基于REST架構實現系統(tǒng)的安全維護體系，包含憑證管理模塊、資源鑒權與訪問控制模塊、認證與身份管理模塊以及上下文信息模塊。安全服務的REST架構實現機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)務環(huán)境安全功能的具體落地和呈現。現有安全架構中將安全功能通過中間件以API的方式提供的實踐主要包括Google、Facebook和Amazon Web Service的SOAP和RESTlike API，這從一個角度證明了本項目技術路線的可行性，但當前的實現仍存在與帳戶關聯密切、不支持跨域場景、REST API安全性不強、開放性和松耦合程度不夠等需改進的方面。支持上下文感知的動態(tài)安全機制。支持上下文感知的動態(tài)安全機制指能夠動態(tài)地根據參與者或系統(tǒng)的上下文進行調整的安全機制，這種為了安全目的而使用上下文信息去擴展或取代傳統(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定，也更易于用戶的使用。目前，由上下文來約束的安全機制集中在兩個方面：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，考慮當前安全策略，若通信實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，如分享文檔或協(xié)同計算等，若通信實體違背目標則降低信任值，同樣，遵守目標可提高信任值。2. 生產聯動控制系統(tǒng)該系統(tǒng)有拉絲、篩選控制系統(tǒng)、生產設備監(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：建立光纖生產及后道篩選工序聯合控制系統(tǒng)，通過構建局域網、運用智能軟件、條碼掃描系統(tǒng)進行數據采集、系統(tǒng)優(yōu)化，實現拉絲生產區(qū)和復繞生產區(qū)信息資源的交換以及企業(yè)信息管理。對篩選機、收線機運行各項數據進行實時監(jiān)控，上位機將采集到的數據信息經處理后存入數據庫，收線機和篩選機通過數據庫進行數據交換，將篩選過程中檢測出的參數及時反饋給拉絲工序，進行拉絲控制過程中的優(yōu)化處理，該系統(tǒng)實現了光纖拉絲收線與篩選分切的自動處理，生產工序大大簡化。包括眾多系統(tǒng)，系統(tǒng)功能圖如圖43所示：圖43 拉絲與篩選聯動系統(tǒng)a) 生產數據采集功能。拉絲生產過程工藝復雜，每一個環(huán)節(jié)都要求嚴格監(jiān)控，因此需要對拉絲生產過程中的檢測數據進行實時采集。借助物聯網智能傳感技術，拉絲生產數據實時采集系統(tǒng)可以將企業(yè)的局域網與設備的控制網有效的連接起來，實現對生產、運行情況的隨時的掌握。通過遠程監(jiān)控可以實現現場運行數據的實時采集和快速集中，為遠程故障診斷技術提供了硬件基礎。技術人員無需親臨現場就可以監(jiān)控生產系統(tǒng)和現場設備的運行狀態(tài)及各種參數，以保證設備的正常運行，從而減少值守工作人員，達到減員增效的目的。b) 拉絲爐自動控制功能。在光纖生產中，通常拉絲爐內氣體流量一般不改變，當爐內氣場發(fā)生變化時，是由光纖質量異常被動反饋出來，再由人工干預調整處理，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控制系統(tǒng)可以通過氣體壓力傳感器的實時檢測實現拉絲爐內氣體流量自動控制。該系統(tǒng)在拉絲爐內安裝壓力測量裝置的探頭用于監(jiān)測爐內壓力的變化，通過變送器將信號傳送到PLC控制器，在主控電腦上實時監(jiān)控反映爐內壓力變化，同時PLC控制器運用PID算法自動調節(jié)MFC氣體流量，以達到拉絲爐內氣場及熱場的穩(wěn)定，保證了光纖制造的高質量。該系統(tǒng)能實現爐內氣壓的自動調節(jié)，拉絲爐內氣壓變化通過傳感技術和局域網可實現遠程實時監(jiān)控，節(jié)約人力資源，減少產品損失。c) 拉絲智能控制功能通過控絲、引絲之后的非接觸張力儀，實時監(jiān)測裸纖產品質量，根據監(jiān)測數據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。非接觸張力儀部署在裸纖冷卻過程之后，是評判光纖質量的第一關，非接觸張力儀實時監(jiān)測裸纖產品分子結構以及其他系列參數，根據當前光纖張力和質量實時對塔頂的送棒速度以及拉絲爐溫度進行調整，若發(fā)現長時間段的問題光纖，塔頂將停止送棒，并通過以太網及時發(fā)出報警，通知專業(yè)人員檢查問題原因，并對光纖進行溯源檢查。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傳感器，實時感知各區(qū)域涂料桶用量，當涂料桶用量不足