智能制造时代，企业需构建从企业级到产线级的智能管控体系

    在智能制造时代，一个完整的智能管控体系应该包含三个大的信息化功能层：企业研发与管理信息化、制造执行系统，以及生产数据采集与产线管控。其中，企业研发与管理信息化主要包括以CAD、CAE、PLM/PDM、ERP、CRM、OA等系统应用为主；制造执行系统主要是MES；生产制造过程主要以数据采集与产线管控为主，以SCADA系统为典型代表。

图1 企业级到产线级的智能管控体系

    就目前而言，由于处于智能制造战略推进的初期，大多数企业的信息化集中在以管理和研发为主的企业级应用，也就是图1中的ENTERPRISE层；部分领先企业也会部署实施MES系统，能真正应用到SCADA层面的企业却不太多。究其原因，主要就在于生产层面以设备和制造过程为主，设备种类繁杂且系统功能复杂，通过传统的信息化手段将底层的生产过程管控起来比较困难。但近年以来，随着以物联网、大数据和云计算为代表的新一代信息技术融入到企业的生产管理过程，由此推动了传统以管理和研发为主的信息化应用向生产制造过程的扩展和延伸。特别是随着智能工厂的实施，企业需要通过物联网等技术实现对生产过程数据的采集并对产线进行有效管控。

    企业已经认识到，要推动智能制造转型就要大力提升生产的自动化水平，而实施MES是实现这一目标的普遍方式。MES系统的成功实施与应用离不开底层数据的支撑，企业当前更为重要的基础性工作是做好对底层生产数据的采集，只有采集的数据准确了，产线管控好了，才能将数据准确的反馈到MES，进而推动与上层应用系统的对接。

Valor IoT，支撑起数据采集与产线管控的基础性作用

    古语有云，万丈高楼平地起。这句话包含的一个普遍性的哲理是，一切事物的构建与运转都需要从基础性的支撑工作做起，地基夯实了，高楼才不会坍塌。如今，企业在推进智能制造的进程中也一样要遵循这个原则。

图2 Valor IoT实现数据收集与产线管控

    企业构建从企业级到产线级的智能管控体系，首先要做的一个基础性工作是对数据来源及获取过程的梳理。在纷繁杂乱的生产车间，哪些数据需要采集？怎么去采集？采集的数据怎么进行标准化？怎么实现与上层系统的数据对接？这些都是需要企业去仔细梳理和考虑的问题。这些基础性的工作不梳理清楚将会影响整个智能工厂的规划以及智能化管控体系的构建。

针对企业所面临的这一情况，Valor IoT解决方案都有所考虑。为了帮助企业做好数据采集和产线管控过程，Mentor的实施规划工程师会与企业的智能工厂规划者一起梳理数据采集需求，并利用Valor IoT物联数据采集设备进行关键设备及产线数据的采集及标准化工作。

图3 Valor IoT数据采集与产线管控过程

    如图3所示。这是Valor IoT解决方案在电子制造装配企业的实施架构图。Valor IoT解决方案的核心是两套盒子：

    ●白色盒子为Data Acquisition Unit (DAU)，即数据采集单元。作为前端的连接设备部署在生产层，直接与设备及生产线连接，主要功能是从产线采集数据，包括贴片机、丝网印刷机、回流焊炉、检验和试验设备，以及手动操作等系统，并对数据进行标准化规整。同时还可以根据接收到的应用指令来控制机器运行。

    ●黑色盒子为System Processing Unit (SPU)，即系统处理单元。这是一个简单的即插即用硬件解决方案，作为工厂的一个网关和线路控制器部署在网络层。主要功能是接收和处理来自生产层中各种物联设备产生的各种数据并生成线性仪表板，同时作为中心节点对物联设备进行管理并分配角色。

    通过部署这两套盒子，企业可以完成数据采集和产线管控的整个过程。企业可以根据梳理的数据采集需求，将需要采集的设备及产品直接与Data Acquisition Unit (DAU)相连，可以通过数据线连接也可以通过传感器实现无线连接，每条产线可分不同的DAU设备部署。DAU采集了数据之后直接转换为基于OML（电子生产制造通信协议）的标准化数据，通过不同的产线标记进行数据归类，由黑色盒子单元System Processing Unit (SPU)接收和处理，完成数据的准确性验证，最后通过工厂网关来进行统一的数据分配。

图4 Valor提供基于OML协议的SDK开发平台

    需要强调的是，与传统的SCADA与MES对接有所不同，Valor IoT不仅可以能实现与上层MES的数据对接，还可提供一套基于OML协议的SDK开发环境，企业可以通过提供的API接口，进而简单的二次开发就能实现与ERP、CRM、PLM等上层应用系统的直接对接。这种应用方式极大的降低了系统之间的集成难度，减少了对复杂系统的二次开发过程。

图5 Valor IoT支撑的主流应用

    目前，Valor IoT支撑的五大主流应用，包括生产流程闭环管控、生产流程与设备的大数据分析、物料的精益化管理、生产计划与资源管理的精益化与可视化、生产流程的一致性，流畅性与可追溯性以及poka-yoke管控。除此之外，Valor IoT还能实时的显示的数据包括产线、设备及产品的状态，各个相关的KPI数据，可视化的产品流向，测试数据统计与结果记录，以及生产流程的状态等。

随着智能工厂的实施，企业要实现生产过程的自动化和智能化，就必须从源头做好对现场设备的数据采集。要实现数据在整个工厂内部的上下层业务系统中实现全过程流转，就必须做好数据的标准化工作。在数据采集和产线管控方面，Valor IoT能充分发挥价值替代传统的SCADA系统实现对生产现场的数据采集和产线管控。与传统SCADA系统不同的是，Valor IoT融入了物联网的技术特点，部署实施更加简单，成本更低。

   在纷繁杂乱的生产车间，哪些数据需要采集？怎么去采集？采集的数据怎么进行标准化？怎么实现与上层系统的数据对接？这些都是需要企业去仔细梳理和考虑的问题。请发表高見！