【智能制造】工业制造中的应用场景与项目实例：DAN软件平台v2.X

目录

1. DAN软件平台v2.X概要介绍

2. 对工业制造中以下问题的解决方案及带来价值：

   1）信息孤岛与数据采集

   2）异构互联与分布式架构

3. 作为MES的功能组件(实现数据采集与设备管理等)

4. 能够提高的生产效益
   

5. 项目实例介绍

   1）生产线集中管理系统

   2）贴片机生产监控系统

   3）通用生产监控系统
   

DAN软件平台v2.X~概要介绍

架构图

支持功能列表

 

设备监控：支持设备（或信息子系统）的联网状态、运行数据/状态、参数设置、产量统计、能耗统计、故障报警等；

数据分析：关键业绩指标 、全局设备效率、工艺流程指导、设备使用寿命、故障原因等；

学习决策：支持机器学习、自优化与智能决策；

模拟仿真：2D/3D组态模拟（支持Web组态/桌面软件组态）、数据绑定、实时动画、模型仿真；

业务流程：支持告警处理、自动派单、售后维修保养等各种流程及自定义；

其它功能：支持在不同的应用场景以B/S、C/S和移动APP方式访问本平台；

 

特征优势

 

组件化二次开发：不需要用户采用编程模式的二次开发，只需要对已有功能组件进行拖动配置即可实现需要的功能与界面；

软交换异构互联：对于各种各样的有独立的通信、数据定义的子系统，比如物联网子系统、第三方信息系统（如ERP等），都可以通过接入DAN软件平台实现互联互通与数据交换；

分布式服务扩展：DAN软件平台是分布式架构，天然支持分布式应用服务扩展及数据库扩展；软件平台服务支持大量设备的大并发接入；

强大先进的技术

部署方式：既可以部署在Linux或Windows服务器上，也可以部署在集中监控器上；

适用行业与场景：适用于工业制造、建筑家居、能源电力、环保水务等行业中需要实现设备监控与管理、数据采集与统计分析、智能应用和各类业务流程等功能的领域，既可以作为一个独立软件运行，也可以作为一个功能组件集成到一个大的系统中；

解决方案~信息孤岛与数据采集

参见链接 信息孤岛与数据采集

解决方案~异构互联与分布式架构

参见链接 异构互联与分布式架构

作为MES的功能组件(实现数据采集与设备管理等)

参见链接 作为MES的功能组件(实现数据采集与设备管理等)

能够提高的生产效益

1. 两化融合：工厂快速实现两化融合（工业化+信息化）；

2. 及时发现问题：生产设备及生产过程透明化（所有设备及生产过程都被监控），能够自动实时故障报警，及时发现问题或追溯分析问题；

3. 提高设备使用率：根据各设备一段时间内的工作状况的分析预测，提高设备使用率并减少停机故障，确保产能最大化并节省设备折损成本；

4. 提高产品质量与产量：数据分析功能为生产过程提高产品质量与产量提供了必要的分析数据、预测及建议；
   

5. 减少运维人力投入：方便易用的软件（界面友好且随处可用/WEB页面及手机APP）大大节省人力运维速度与成本，减少人力投入及时间；

6. 减少开发人力投入与时间：

   1）软件支持自定义业务流，实现运维等各类业务流程，减少二次开发的时间与人力；
   

   2）强大的可自定义内容的统计分析报表，使得管理人员的工作量只需要几步操作即可完成；

   3）强大的可自定义界面，使得软件可以以组件化拖拽方式进行二次开发，能够快速响应现场需求并且对运维人员的能力水平要求不高；

7. 减少IT设施投入：分布式可扩展服务能够充分利用工厂中的I现有T资源，减少新的IT投入；
   

项目实例Ⅰ~自动化产线集中管理系统

网络架构

同上DAN软件平台架构图

支持功能

1. 实时告警监控/产线3D模拟

   

   
   

2. 故障历史统计分析

   

   
   

3. 报表分析~产能报表

   
   

   
   

4. 报表分析~节拍报表

   

   
   

5. 报表分析~产品追溯

   
   

   
   

6. 参数设置

   

   
   

7. 用户管理

   

   
   

8. 角色权限

   

项目实例Ⅱ~贴片机生产监控系统

网络架构

1. 设备通过无线通信模块（GPRS/WIFI/ZIGBEE等无线技术）或有线连接到网络；根据现场情况，可以分设备接入网络，也可以集中连接到一个控制器，然后再由控制器接入DAN软件平台；

2. 设备对外数据协议可以是标准的MODBUS等标准协议，也可以是自定义的私有协议（DAN软件平台可以开发相应的组件以支持协议解析）；

 

支持功能

1. 产能状态统计

   

   
   

2. 工作状态统计

   

   
   

3. 日夜班统计

   

   
   

4. 其它数据

   

   
   

5. 设备位置服务

   

 

项目实例Ⅲ~通用设备监测控制系统

网络架构

同上DAN软件平台架构图

 

支持功能

1. 设备对外通信协议和数据协议配置

   

   

   
   

2. 设备添加管理 

   

   
   

3. 设备告警信息

   
   

4. 实时监测

   

   
   

5. 远程控制

   
   

6. 历史数据

   

   
   

7. 统计分析

公司介绍

苏州丹唯思智能科技有限公司坐落于苏州工业园区，由多位在物联网、互联网+等行业工作多年且项目产品开发经验丰富的工程师于2014年创建，致力于研发DAN领域(数据分析-Data analysis、人工智能-Artificial intelligence和物联网-interNet ofthings)的软件产品与行业解决方案。公司研发部开发人员中研究生以上学历者占30%，营销部则在全国各大城市都有分支机构。我们秉承“客户第一、长期合作 的理念，坚持以高质量的产品、踏实的服务、创新的观念为客户提供最满意的支撑。

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DAN软件平台v2.X~概要介绍

DAN软件平台v2.X~概要介绍

架构图

支持功能列表

 

设备监控：支持设备（或信息子系统）的联网状态、运行数据/状态、参数设置、产量统计、能耗统计、故障报警等；

数据分析：关键业绩指标 、全局设备效率、工艺流程指导、设备使用寿命、故障原因等；

学习决策：支持机器学习、自优化与智能决策；

模拟仿真：2D/3D组态模拟（支持Web组态/桌面软件组态）、数据绑定、实时动画、模型仿真；

业务流程：支持告警处理、自动派单、售后维修保养等各种流程及自定义；

其它功能：支持在不同的应用场景以B/S、C/S和移动APP方式访问本平台；

 

特征优势

 

组件化二次开发：不需要用户采用编程模式的二次开发，只需要对已有功能组件进行拖动配置即可实现需要的功能与界面；

软交换异构互联：对于各种各样的有独立的通信、数据定义的子系统，比如物联网子系统、第三方信息系统（如ERP等），都可以通过接入DAN软件平台实现互联互通与数据交换；

分布式服务扩展：DAN软件平台是分布式架构，天然支持分布式应用服务扩展及数据库扩展；

强大先进的技术

部署方式：既可以部署在服务器、工控机或普通电脑上，也可以部署在集中监控器模块上，支持Linux或Windows操作系统；

适用行业与场景：适用于工业制造、建筑家居、能源电力、环保水务等行业中需要实现设备监控与管理、数据采集与统计分析、智能应用和各类业务流程等功能的领域，既可以作为一个独立软件运行，也可以作为一个功能组件集成到一个大的系统中。

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如何解决工业制造中信息孤岛与数据采集问题

信息孤岛与数据采集

工厂设备信息化现状

1. 工厂中大量的设备依靠 PLC 连接，盘综错杂的仪表电器也带来了诸多管理问题

   
   

2. 生产线自动化程度比较高，但信息化水平偏低，全部需要人工进行一系列的操作查看

   
   

3. 传统的监控运维方式：专人看守在监控室，盯着老旧的设备仪表

   
   

4. 工厂的生产工段都是相互独立，设备之间都是数据孤岛

   
   

5. 存在各种各样的信息子系统

   

工厂硬件设备层对外通信现状

1. 如下图所示，存在RS232/485、CAN-BUS、WIFI、BLOOTOOTH、ETHERNET、LORA、NB-IOT、GPIB、红外等各种各样的硬件通信联网环境；还有TCP/IP、MODBUS、HTTP、MQTT、OPC DA/UA等标准或者私有的数据协议；

   

   
   

2. 有些设备生产年代久远，没有通信接口，或者无法获取通信协议；

3. 有些设备厂家不公开对外的通信协议导致无法对接；

4. 有些设备的通信接口已经被现有的应用占用；

存在大量的信息孤岛：离散设备、仪器或其它信息子系统各自孤立封闭

1. 工厂经理无法获取到正在生产使用中设备的实时或历史运行状态和生产信息，从而无法做出及时的生产决策和计划；

2. 设备厂商也无法获取到售后或维修中设备的运行状态和维修信息，从而无法提高售后服务质量，造成售后服务成本不断上升，客户满意度下降；

3. 因为缺乏对设备的有效物联、监测与控制，导致大型的MES或数字化工厂项目无法有效实施，也导致其它各类生产制造相关的业务系统无法与设备自动关联；

4. 各种各样、大大小小的软件子系统（如ERP等）各自为政，不能协调一致地共享数据、互通信息；

5. 工厂内通常没有一个大的软件团队，可以及时地处理复杂多样的信息数据、网络连接及软件应用开发；

DAN软件平台v2.X：信息孤岛解决方案~支持各种设备及信息子系统的数据采集：DAN软件平台支持丰富的各类标准或非标通信与数据协议，使得信息孤岛中的各类设备、仪器或信息子系统组成物联网可以便捷地接入DAN软件平台，完成以下功能

1. 设备数据采集和远程控制

2. 与其它信息系统（如ERP等）的对接通信

3. 故障和告警的实时通知

4. 现场2D/3D模拟仿真（组态）

5. 远程故障诊断和程序升级

6. 设备维修、保养流程及管理

7. 工业数据统计分析、挖掘与智能化决策

8. 派单、维修和工艺等各类业务流程的创建与触发

9. 便捷的组件化二次开发

10. 支持移动应用APP

11. 支持对设备位置服务

12. 支持对外数据接口、中间表与数据仓库

13. 支持数据本地缓存

14. 对一些设备对接的具体方案展示

 

 

解决方案带来的客户价值Ⅰ：对设备使用者

1. 实现设备联网与监控，用户可以随时随地掌握设备联网状态、运行状态、参数设置、产量统计、能耗统计、故障报警等；

2. 通过对设备数据的统计分析，实现可预测性维护，提高设备利用率和使用寿命，增加用户对产品的粘性；

3. DAN软件平台可以作为一个成熟的功能组件集成到MES或数字化工厂系统中，可以大大节省整个系统的建设周期和费用；

4. DAN软件平台不需要用户采用编程模式的二次开发，只需要对已有功能组件进行拖动配置即可实现需要的功能与界面，从而大大提高工作效率并节省开发周期和费用；

5. 打通了异构的各类物联网子系统以实现各个子系统间的互联互通、数据共享及互操作，让客户真正实现了万物互联以及基于此的其它功能实现；

6. 打通了各类信息管理系统（如ERP、MES等）与各类物联网子系统以实现它们之间的互联互通和数据共享，也使得ERP、MES等信息管理系统从上层到下层、从业务数据到设备数据都无障碍地实现了统一管理、同一流程和互操作；

解决方案带来的客户价值Ⅱ：对设备制造商

1. 提高和优化售后服务的流程和质量：降低售后服务成本、提供主动式的售后服务、与ERP/CRM等系统的集成；

2. 通过收集大量使用数据来指导和提高设备的研发：了解客户的使用习惯和场景、了解在运行设备的故障和异常、通过机器学习实现预测性维护；

3. 为最终用户提供高附加值服务：客户可以掌握设备的运行情况、客户可以通过公开的软件接口和其他系统进行集成；

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如何解决工业制造中异构互联与分布式架构问题

异构互联与分布式架构

工厂内存在各种异构子系统

在上图中，有三类不同构造、不同协议及功能的异构子系统，它们之间无法直接互相通信、共享数据：

1. 产线自控系统，通过PLC或其他控制单元对产线设备进行自动化生产；

2. ERP系统，完成生产派单、仓储管理等企业资源优化配置的工作；

3. 维保监控系统，完成对整个工厂内的设备或电脑的运行状态、故障告警等处理与维护；

工厂内设备分散且逐渐增多

如上图所示，一个大型工厂通常包括多个车间，每个车间内约有几台到几十台设备且逐渐增多，而这些车间及车间内的设备在地域上通常都是分布在一个比较大的区域内的

1. 因为设备分散，所以要联网布线非常不便，采用无线或者布线复杂会导致通信的不稳定；

2. 如果采用各个车间或者区域都部署一套设备监控（数据采集）系统，这些系统不易通信就会导致信息孤岛；

3. 随着设备的逐渐增多，部署采集软件的服务器需要硬件性能提升；

DAN软件平台v2.X：异构互联解决方案：各子系统通过平台互通信息

如上图（工厂内存在各种异构子系统）所示示例

1. 产线自控系统的告警信息可以通过DAN软件平台通知到ERP系统和维保监控系统；

2. 维保监控系统通知具体的维修人员修改产线自动系统的故障，ERP系统则暂缓派单；

3. 在产线自动系统的故障得到修复后，告警取消信息会以通过DAN软件平台通知到ERP系统和维保监控系统；

4. ERP系统继续派单，维保监控系统则收到告警取消的信息；

DAN软件平台v2.X：分散设备接入解决方案：采用就近、分布式接入的原则

1. 一般一个产线或者一个车间都有至少一台工控机，在布线方便的前提下，可以将设备监控（数据采集）系统部署在某台工控机上，然后接入周围的设备；这样一个工厂或者一个车间内就分布着多个设备监控（数据采集）系统；DAN软件平台本身就是分布式的设计，可以部署在分散的工控机或服务器上，通过配置它们会自动关联为一个整体的系统，确保信息集中（不会产生信息孤岛）、异构互联（各分采集系统间可以互通）；

2. 在设备逐渐增多的情况下，DAN软件平台不要求提升部署设备监控（数据采集）系统的工控机或者服务器的硬件性能，只需要增加部署采集系统的工控机或服务器（可用或闲置的）即可，即支持分布式服务扩展；

3. 每个DAN软件平台服务都支持大量设备的大并发接入；

带来的客户价值：

1. DAN软件平台已经适用过很多种复杂的各类设备及信息子系统对接场景，积累了丰富的经验，直接使用即可快速互联设备与信息子系统，实现它们之间的通信和数据共享，大大节省了现场人员的时间和精力；

2. 分布式的设计让分散的设备可以就近接入，省去了复杂的布线以及附带的不稳定等因素，提升了整个设备监控（数据采集）系统的稳定可靠性；也让分散的设备监控（数据采集）系统可以通过可用或闲置的电脑方便地接入系统，实现系统扩容及性能提升，帮助客户节省成本；

3. 环境越复杂，就越是考验软件平台的可靠稳定性；DAN软件平台在这方面表现优越，可以长达几年（直至现在）仍然保持稳定运行的记录

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如何实现MES（生产过程执行系统）中的数据采集与设备管理等功能

丹唯思智能科技

DAN软件平台作为MES的功能组件

在MES中的位置

能够完成MES中的如下功能

1. 设备管理；

2. 设备数据采集；

3. 向设备下发生产信息或工艺参数

4. 监控信息发布；

5. 数据分析；

6. 维保等业务流程；

7. 设备及数据的权限管理；

   
   

在MES中使用DAN软件平台的优势与价值

1. DAN软件平台屏蔽了硬件设备层的繁杂多样性，对MES中的其它功能模块提供清晰统一的数据接口；让MES系统的其它开发人员可以专注于所在模块的开发，而不必考虑数据采集的实现；

2. DAN软件平台支持市场上大多数标准的通信协议技术及数据协议，对于非标的私有协议也可以通过快速再开发提供支持；在与各种各样的繁杂的设备对接上有着丰富的实用案例，可以迅速接入用户的设备并提供可靠稳定的数据采集支持与设备管理；

3. MES或数字化工厂的实施环境通常很大很复杂，这就极大地考验软件平台的可靠稳定性；DAN软件平台在这方面表现优越，可以长达几年（直至现在）仍然保持稳定运行的记录；从而有效支撑整个MES平台的数据需求

人工智能赛博物理操作系统

AI-CPS OS

“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能）分支用来的今天，企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中，利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。

AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能，而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化，这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合，没有颠覆现状的意愿，这些将不可能实现。

领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量，领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位：

1. 重新行业布局：你的世界观要怎样改变才算足够？你必须对行业典范进行怎样的反思？

2. 重新构建企业：你的企业需要做出什么样的变化？你准备如何重新定义你的公司？

3. 重新打造自己：你需要成为怎样的人？要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位，你必须如何去做？

AI-CPS OS是数字化智能化创新平台，设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端，可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系，实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉，形成了领导力模式，使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置：

1. 精细：这种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切，进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。

2. 智能：模型随着时间（数据）的变化而变化，整个系统就具备了智能（自学习）的能力。

3. 高效：企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力，这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。

4. 不确定性：数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验，其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域：技术、文化、制度。

5. 边界模糊：数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化，还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长：

1. 创造虚拟劳动力，承担需要适应性和敏捷性的复杂任务，即“智能自动化”，以区别于传统的自动化解决方案；

2. 对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升，提高资本效率；

3. 人工智能的普及，将推动多行业的相关创新，开辟崭新的经济增长空间。

给决策制定者和商业领袖的建议：

1. 超越自动化，开启新创新模式：利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能，为企业创造新商机；

2. 迎接新一代信息技术，迎接人工智能：无缝整合人类智慧与机器智能，重新

   评估未来的知识和技能类型；

3. 制定道德规范：切实为人工智能生态系统制定道德准则，并在智能机器的开

   发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践；

4. 重视再分配效应：对人工智能可能带来的冲击做好准备，制定战略帮助面临

   较高失业风险的人群；

5. 开发数字化+智能化企业所需新能力：员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说，创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。

子曰：“君子和而不同，小人同而不和。”  《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能，像君子一般融合，一起体现科技就是生产力。

如果说上一次哥伦布地理大发现，拓展的是人类的物理空间。那么这一次地理大发现，拓展的就是人们的数字空间。在数学空间，建立新的商业文明，从而发现新的创富模式，为人类社会带来新的财富空间。云计算，大数据、物联网和区块链，是进入这个数字空间的船，而人工智能就是那船上的帆，哥伦布之帆！

新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPS OS作为新一轮产业变革的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎。重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。引发经济结构重大变革，深刻改变人类生产生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。

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产业智能官  AI-CPS

用“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能），在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能；实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链。

长按上方二维码关注微信公众号： AI-CPS，更多信息回复：

新技术：“云计算”、“大数据”、“物联网”、“区块链”、“人工智能”；新产业：“智能制造”、“智能农业”、“智能金融”、“智能零售”、“智能城市”、“智能驾驶”；新模式：“财富空间”、“数据科学家”、“赛博物理”、“供应链金融”。

官方网站：AI-CPS.NET

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