引言
隨著工業互聯網技術向制造領域的不斷滲透，越來越多的制造企業發現，新型數字化工廠正在悄然引領制造業的轉型，制造業的中心也逐漸邁向高度定制化的產品和系統。2019年1月底，Gartner（高德納咨詢公司）發布《2019年全球首席信息官議程調查》，調研了來自于全球89個國家的3102位CIO（首席信息官），被調研企業總收入達到15萬億美元，IT支出達到2840億美元。 調研結果顯示，在2018年，17%的企業數字化業務達到了成熟階段，而在2019年，會有33%的企業數字化達到成熟階段。也就是說數字化成熟的企業在一年時間里翻了一倍。
同時，伴隨著制造業的轉型升級與數據經濟、網絡經濟浪潮的交匯融合，云計算、工業物聯網、大數據、傳感器、5G等信息技術與制造技術、工業知識的集成創新不斷加速，工業互聯網平臺應運而生。工業數據采集頻率和質量顯著提升，采集范圍不斷擴大，采集成本不斷下降，驅動著工業系統從傳統的“啞巴設備”向“實時在線”設備延伸和擴展。這一技術背景下，來自制造業的數據的規模、類型和速度、數據質量都正在呈指數級的增長。
關鍵詞：工業互聯網，數字化建設，實時數據，數據在信息化系統中的實際應用
塑料制品行業工業互聯網數字化建設現狀分析：
近年來，我國塑料制品行業在產業結構調整、轉型和升級中不斷發展，保持快速發展的態勢，產銷量都位居全球首位，其中塑料制品產量占世界總產量的比重約為20%。塑料管道生產企業也正在采用一系列的“數字化生產、智能應用技術”實現生產，乃至整條供應鏈的數字化。越來越多的企業認識到了生產車間里數據的價值，尤其是關鍵設備的關鍵數據；對標精益運營與自動化、信息化、智能化的全景關系，通過以數據驅動的數字化精益生產，可以消除企業所有環節上的不增值活動，降低成本、縮短生產周期和改善質量，最終實現工業設備健康管理、生產車間的智能運維系統。
實時數據以及數據在工廠各個協作單元中的應用，正在成為塑料制品行業實現工業互聯網的核心點之一。數據的分析利用程度越高，企業運營就會越高效，并最終轉化為生產效率的提升，同時，業務空間也會得到進一步的拓展。
塑料管道行業的“智”造之痛：
傳統的制造業上下游之間的合作一直都是以固定且簡單的鏈條為主。實際上，塑料管道行業的運營與維護成本，在時間軸上的積分會被放大，1%的材料消耗放在1年的連續生產中會是一個很大的數字，而1%的成本優化都會給企業帶來利潤的提升。
痛點一：人工抄錄數據，實時數據無法及時采集
經過蔚銳團隊對塑料生產企業的廣泛實地調研，發現生產管理過程中，大多數塑料制品生產企業進行數據采集的方式，還是人工抄表記錄設備工藝參數。那么這樣，就無法保證生產數據的實時性與準確性。而遇到設備故障時，則需要產線工人到相關部門報修處理，造成設備故障無法及時有效處理，同時也浪費了現場工人作業時間，設備利用率低下。批次或訂單內工藝或質檢數據也全部依靠人工記錄?？梢哉f，人工抄錄數據，實時數據無法采集，大量紙質化作業實在難以提高信息化在工廠各部門之間的流轉速度。
痛點二：工廠信息化軟件無法與車間產線設備數據進行實時交互
現下，許多塑料制品企業客戶逐漸步入信息化系統的改造中，使用最多的也ERP、MES系統，卻無法與車間產線設備進行實時的數據交互，而ERP、MES系統大量數據依賴人工錄入或人為干預后才能獲得，導致上層系統沒有真實可靠的數據基礎。導致本地數據庫與第三方系統交互非常困難，數據對接成本高昂。因此缺少實時的車間設備運營數據，影響生產決策、客戶溝通成本也隨之升高。ERP、MES也因為缺乏產線可靠準確的實時數據，不能被有針對性的發揮出更強大的作用和功能。
痛點三：工業互聯網概念多，設備越來越智能，但還是無法解決很多管理問題。
工業互聯網平臺目前已成為IT企業、OT企業、運營商、集成商、云平臺等廠商紛紛涉足競爭的焦點領域。圍繞工業，尤其是制造業提供服務的工業互聯網的機理都非常類似。那么市場上也充斥著眾多的概念，工業4.0、智慧工廠、數字化車間等等。而絕大部分塑管制造企業面對市場這些概念時，卻發現，在實踐中對于要解決的難點、痛點，無從下手。即使車間設備在改造下越來越智能，但真正實現自動化設備的“智能”管理，還是難度大，這些難度就包括了投入大、風險高、項目實施周期長、起步難，后期擴展和維護的成本高昂。
數據與信息，是塑管制造企業實現智慧工廠的基礎
最新發布在Medium上《The Fourth Industrial Revolution: The Rise Of The Autonomous Economy》一文中，作者向我們展示了在智能化時代下為什么數據將會像石油和能源一樣重要。下面四步就是一個非常簡單的智能生產的模型： A. 收集數據 B. 利用前面的數據作為參考來處理數據 C. 基于提煉的數據才去行動 D.接受反饋數據，從結果中學習，然后全部保存在記憶中。
這個過程是一個持續收集數據、處理數據、采取行動然后接受反饋的循環。 工業互聯網平臺就是采集來自車間、設備、工業的數據。因為有了實時的數據，產品和設備的迭代也能進一步加快，所有的這一切就像是齒輪一樣，都是環環相扣的。
對于實現智慧工廠而言，其核心就在于對數據流的確認。實現數據采集是第一個步驟，為了實現數據采集，在技術上首先是實現互聯互通，再通過對數據的分類分組，并以報表、趨勢等形式呈現，由下至上地與ERP、MES系統做訪問接口對接，并最終用于生產的運營管理，包括生產數據在線、質量追溯在線、生產訂單排產、工程變更、設備維護、能耗統計等用途。
（蔚銳Unet系列產品在實現數字化智慧工廠的數據流應用拓撲圖）
數據在塑料管材車間的流轉與應用
智能化的塑料管材制造工廠，每一個車間，每一個部門，是一個多維度的協同集成關系，也就是說，不同的部門、不同的車間及生產設備，各個協作單元需要對不同的數據進行采集和集成，并應用于不同的對象和場景，所以必須要結合需求對數據進行分類。由底層設備和產線所獲得的數據為各個應用需求單元所采用。這樣就將數據與生產實際結合起來，最終實現數據在塑料管材車間的流轉與應用。
如果我們將整個塑料管材智慧工廠比做一個整體，將每一個部門或生產線部門，比作一套不同的協同制造的單元，則我們發現，各個單元對應的人員，對于數據的需求也是有所不同的。那么，因為不同協作單元對數據所需要應用的場景不同，在同一目標指征下——提高生產效率、減少浪費、降本增效，這就對相同條件下的實時數據在塑料管材車間的流轉與應用提出了更高的要求——實時、準確、統一。
（“數據在工廠各協作單元中的應用場景”）
“以數據為核心的信息化生產追溯管理平臺”實際項目實施
下面是基于蔚銳團隊近年的實際案例研究后，對于塑料管材生產企業通過蔚銳Unet開放平臺實施“以數據為核心的信息化生產追溯管理平臺”實際項目實施案例及收益：
1
數據實時畫面展示。產線主要工藝數據實時畫面展示、關鍵數據趨勢分析、設備參數偏差預警，管理層在辦公室即可了解車間生產狀況以及故障報警后的及時監控處理等。完全實現無紙化全流程的數據采集。
（蔚銳在實際案例用戶處的Unet生產追溯平臺的屏幕截圖–設備狀態）
（蔚銳在實際案例用戶處的Unet生產追溯平臺的屏幕截圖——異常報警界面）
2
系統可將視頻監控畫面集成到服務器，實現現場數據與視頻監控畫面在同一個平臺查看，能夠第一時間處理異常狀況。與遠程運維查看：
（蔚銳在實際案例用戶處的Unet生產追溯平臺的屏幕截圖——車間實時監控畫面）
3
實時采集擠出機、真空定徑箱、超聲波檢測儀、牽引機、切割機設備數據并按照客戶需求將主要工藝數據存入數據庫，可根據批次號與時間戳查詢歷史數據，取消人工定時現場記錄工藝參數操作，自動計算設備效率情況，降低人力成本并大大提高了數據的準確性。
（蔚銳在實際案例用戶處的Unet生產追溯平臺的屏幕截圖）
4
產線電能耗數據采集，可以合理調配負荷，實現優化運行，有效節約電能，并有高峰與低谷用電記錄，從而為能源管理提供了必要條件，為企、事業單位電能節能審計提供依據。
（蔚銳在實際案例用戶處的Unet生產追溯平臺的屏幕截圖——配電箱用電情況界面）
（蔚銳在實際案例用戶處的Unet生產追溯平臺的屏幕截圖——導出EXCEL能源報表界面）
5
實現產品質量的可追溯性；通過與激光打碼機的聯動，幫助客戶實現完整意義的一管一碼生產追溯系統。
（蔚銳一物一碼追溯系統的頁面截圖）
6
以產線實時數據為基礎的輕量化MES，通過手機、PC端實時掌握生產環節的每一個關鍵數據及產線情況。
（蔚銳MES層級關于生產實時狀況的使用界面）
7
彌補生產設備對于毫秒級瞬間異常數據無法記錄、報警與追溯的不足。下圖是在實際客戶處通過蔚銳Unet平臺記錄到的螺桿轉速瞬時驟降的情況，如曲線所示。這樣的瞬時驟降，無法通過生產線上設備觸摸屏來記錄。在生產過程中產生異常的第一時間，生產協作單元根據實時異常提示，及時處理，及時發現問題，完全可以避免有可能導致較為嚴重質量事故的情況發生。
（通過蔚銳Unet平臺記錄到的螺桿轉速瞬時驟降的實際界面）
“以數據為核心的Unet信息化生產追溯平臺”，是蔚銳信息團隊通過對管材、管件生產設備的互聯、互通，實現從生產原料、生產過程、產品檢驗等環節一體化的數據采集方案，并將數據可視化的呈現出來，助力企業打造數字化透明工廠。幫助行業內企業提升新一輪的綜合競爭力，循序漸進地邁向智能制造。
工業互聯網技術在塑料管材車間的“分步走”戰略
隨著工業4.0、工業物聯網、智能制造的快速進程，現在基于互聯網的協同制造，可以實現從原材料的采購、產品的設計、研發、制造、營銷、售后等環節構成閉環。而基于問題驅動的項目背景往往具有深刻的現實意義。
第一步：分析和調研企業現狀，選擇開放性平臺和設備。
根據管材生產企業項目實施經驗分析，充分調研與分析現場設備數據采集的可實現性，平臺系統需具備開放性、可拓展性，高魯棒性、等性價比較高的系統。通過常規數據接口方式即可實現數據的第三方交互，以實現ERP、MES與制造MPR數據的內部縱向集成大融合。
- 獨立第三方開放工業物聯網平臺提供商，無其他利益相關，系統開放，兼容多種電控產品或者智能儀表。
- 全部采用工業級產品，確保軟硬件產品可靠與穩定運行。
- 直接采集現場PLC的實時數據，不依賴傳統OPC接口，數據實時性高，可靠性好。
第二步：根據企業現狀分布分階段實施，降低項目風險
- 根據管材生產企業具體項目情況，對產線及其輔助設備進行數據采集，車間的能耗采集統計，之后將主要數據進行分析，先在一個平臺或生產線上實現車間所需設備的數據采集、遠程運維以及部分能耗監測功能。在未來，再進行大范圍的擴展，根據企業線狀分布分階段實施數字化采集，降低項目風險。
- 充分考慮企業的具體規劃需求，確定設備采集數據狀況，即“生產環節中什么最重要”再分步分階段地實施，也可根據實際功能需求情況，選擇部署入門級的云組態方案或者完整的生產追溯系統，項目投資可控，風險小。
- 選擇開放性、可擴展的數據平臺，可對接企業內外部其他信息化系統或者進行功能擴展，不會產生重復投資，符合ISA-95信息化系統國際標準。
- 基于CS+BS構架，可做云端SAAS部署或者本地化私有云部署，兼具傳統工業的穩定安全性與信息化工業的便捷性。
第三步：由點及面，逐步推進。工業4.0不可能一步到位，先易后難，先局部再復制，先基礎后高級
隨著數字化技術的提高帶來的生產效率和產品品質的提升，將產品、設備、整條生產線和工廠基礎設施以數字化的方式呈現，對管材、管件生產設備的互聯、互通，實現從生產原料、生產過程、產品檢驗等環節一體化的數據采集及分析，并將數據可視化的呈現。由點及面，逐步推進。
塑料管道行業實現工業4.0的過程，實際是面向制造業數字化、網絡化、智能化需求，構建基于海量數據采集、匯聚、分析的服務體系，其本質是通過構建精準、實時、高效的數據采集互聯體系，建立面向生產過程中大數據存儲、集成、訪問、分析、應用和管理的開發環境。通向數字化工廠之路是一條轉型之路，構建一套能夠兼容、轉換多種協議的技術產品體系，實現生產車間及設備之間的數據互聯互通互操作便是重中之中。生產流程本身也能夠通過多種途徑將收集起來的數據轉化為收入。
蔚銳Unet生產追溯系統自2015年推出以來，經歷了多個版本的迭代，目前已經有超過20家工廠，累計超過100條擠出生產線在蔚銳信息提供的Unet系統的監控之下，這些項目實現了通訊物聯的生產設備超過500套；目前這些生產線每天生產成千上萬根的燃氣管、水管、排水管等產品都已經實現了基于批次的從原料、設備、工藝參數、質檢數據、操作人員的完整追溯。在這樣新的技術平臺的支撐下，希望制造業從中國制造轉到“中國智造”更近一步。