九州云构建工业智能制造边缘应用场景

本文摘要：随着“互联网+”时代的来临，工业互联网沦为了智能生产的最重要基石，并已下降为国家战略。刀具行业作为传统工业的代表之一，在刀具使用量大大减少的情况下，传统刀具管理手段已无法符合日益简单的刀具管理市场需求，加工企业中刀具管理成本也大大提高，传统刀具行业急需构建数字化转型，最后构建智能生产。传统刀具行业面对的痛点由于刀具的管理牵涉到技术管理、管理科学、信息技术、人力资源等多方面问题，因此现代生产条件下大量刀具的管理作为一个管理难题渐渐为人们所注目。

随着“互联网+”时代的来临，工业互联网沦为了智能生产的最重要基石，并已下降为国家战略。刀具行业作为传统工业的代表之一，在刀具使用量大大减少的情况下，传统刀具管理手段已无法符合日益简单的刀具管理市场需求，加工企业中刀具管理成本也大大提高，传统刀具行业急需构建数字化转型，最后构建智能生产。传统刀具行业面对的痛点由于刀具的管理牵涉到技术管理、管理科学、信息技术、人力资源等多方面问题，因此现代生产条件下大量刀具的管理作为一个管理难题渐渐为人们所注目。

目前传统刀具粗放式管理的痛点主要集中于在以下几点：无法准确追溯到刀具光阴，刀具寿命统计资料人工手动统计资料，费时费力；30%以上的刀具寿命都被设置为校验而浪费；刀具磨损、亡刀等过程无监控，质量风险大；边缘外侧环境部署效率低落，大规模部署和管理可玩性低；机加工设备多，缺少统一的监控，随机性大；刀具出现异常管为事后管理，无预测性监控管理；市场上现有刀具加工计数预测法、安装传感器物理监测法等刀具监测解决方案，但这些方案皆不存在成本高、部署快、准确率低等弊端。边缘外侧环境部署简单、灵活性较低，有利于大规模统一管理，整体确保监控，且升级成本高。边缘云平台前进刀具行业智能化落地针对传统刀具行业上述弊端，九州云牵头西格数据发售了基于OpenStack的刀具监测与寿命预测智能管理边缘计算出来平台。

该解决方案基于OpenStack技术，以CNC机加工设备的物联为基础，对主轴阻抗数据展开收集与分析，构建边缘外侧刀具在加工过程中的动态状态监测和寿命预测管理以及数据信息可视化。边缘数据需要统一在核心云平台展开管理，构建了市场上约85%的有所不同品牌类型的CNC系统，可实现车间看板、PC末端、移动端的同时在线监控和索引。基于OpenStack的刀具监测与寿命预测智能管理边缘计算出来平台的系统架构如下图右图，九州云Animbus边缘计算出来套件作为基础设施平台，为西格数据刀具智能管理系统获取运营基础设施与资源。

利用九州云Animbus边缘计算出来套件强劲的应用于选曲、服务交付给、以及应用于生命周期管理能力，西格数据刀具智能管理系统需要较慢平稳地交付给至用户生产环境，在用户外侧（即边缘外侧）为客户获取智能生产与计算能力。系统架构由三层包含：硬件资源层：相结合边缘外侧的物理资源获取计算出来、存储、网络等资源；边缘虚拟化层：相结合九州云Animbus边缘计算出来套件，在硬件资源层的基础上，获取边缘外侧虚拟化资源与能力，协助智能生产系统构建灵活性较慢的应用于选曲、交付给及生命周期管理。Animbus边缘计算出来套件基于OpenStack打造出，获取强劲的资源虚拟化能力，反对虚拟机以及容器两种虚拟化模式，反对边缘计算中心的网络、存储虚拟化功能；智能生产应用层：西格数据刀具智能管理系统利用九州云Animbus边缘计算出来套件，需要较慢灵活性的在用户外侧展开部署并获取智能生产服务。西格数据刀具智能管理系统是针对工业生产领域内企业在刀具用于过程中的痛点，为用户打造出的一款刀具智能管理应用于，通过智能收集分析生产设备的动态数据，预测分析生产刀具寿命并动态监测，从而维护生产设备不不受损毁。

该方案主要的技术创新点还包括：一、边缘外侧两台服务器同时监测256台机床，基于以太网环境下的通讯协议展开相连提供阻抗数据，构建即插即用，硬件资源灵活性调配，硬件成本比起传统的监测方式减少95%以上；二、基于95%置信度条件下主轴阻抗与刀具寿命的判断，机床刀具出现异常50毫秒级监测和对系统；三、刀具阻抗趋势自自学和规则辨别，萃取加工过程特征值与刀具寿命的关系，出现异常判断准确度100%，刀具成本节约30%以上；四、业内首个可以同时构建运营市场上85%以上的有所不同品牌和有所不同类型的CNC系统的工业智能解决方案；并且可同时监测有所不同类型、有所不同尺寸的加工刀具；五、基于OpenStack的核心云和边缘云计算平台，获取大数据分析和数据挖掘技术的PaaS平台，与CNC控制技术的智能构建，构建阻抗曲线图表化可视化。该解决方案的技术优势在于：一、基于OpenStack的开源云平台，构建边缘外侧工业数据的较慢处置和基础服务的较慢获取；二、强劲的CNC底层数据采集能力，强劲的构建能力，兼容有所不同品牌有所不同型号的数控设备；三、加工过程可视化，基于边缘计算出来、平台化部署；四、紧随工业4.0潮流，多种移动末端终端，微信服务号或者APP；五、强劲的数据运算处置能力，自自学算法，构建图表可视化；六、基于多年的工厂实际经验，设计非常丰富的报表，可一键给定和打印机，贴近用户市场需求；七、边缘外侧基于相连通讯协议获取数据，中心云端储存分析，部署时间比传统刀具监测模式提升90%以上；硬件成本比传统模式节约95%以上，给用户更佳的技术体验。边缘云平台实质应用于西格数据与九州云在边缘计算出来领域强化合作，逐步已完成西格数据解决方案边缘计算出来平台和核心云平台的建设工作。

针对CNC机加工行业因刀具监测不及时造成的产品质量问题、加工效率问题及刀具的违宪浪费，经常出现的各种刀具监测解决方案，皆不存在成本高、部署快、准确率低等弊端，无法带来用户最差的体验；西格刀具智能管理解决方案可以为用户减少30%的刀具成本，减少30%的刀具寿命，提升加工效率15%以上。目前该方案已顺利部署运用于昆山富士和机械、昆山六丰机械、铁姆肯轴承、苏州九邦机电、菲舍尔航空部件等机加工企业，并将有100余家生产型企业计划或将要已完成该套解决方案的部署加装工作。

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