自工業(yè)互聯(lián)網概念提出以來，全球產業(yè)界積極開展應用實踐和探索，新一輪科技變革和業(yè)務創(chuàng)新蓬勃興起，工業(yè)互聯(lián)網逐漸發(fā)展為重要的智能基礎設施、先進的生產力和新型的經濟形態(tài)。

和利時公司（HollySys）始創(chuàng)于1993年電子部第六研究所，是中國領先的自動化與信息技術解決方案提供商。公司主要從事自動控制系統(tǒng)產品的研發(fā)、制造和服務，核心業(yè)務聚焦在工業(yè)自動化、軌道交通自動化和醫(yī)療自動化三大領域。公司以“用自動化改進人們的工作、生活和環(huán)境”為宗旨，致力于提升客戶的生產效率和產品品質，并保障客戶的生產安全和降低能耗及排放。

和利時公司在二十余年的發(fā)展歷程中，始終堅持發(fā)展自主技術，走自主產品創(chuàng)新之路，為國家經濟建設和民生服務提供強有力支撐。在實施“中國制造2025”促進產業(yè)升級過程中，和利時公司提供從智能控制器、智能化裝備、自動化產線到生產監(jiān)控系統(tǒng)、工廠管理系統(tǒng)、企業(yè)決策分析系統(tǒng)全套的智能制造整體解決方案，及咨詢、規(guī)劃、設計、實施、運維全方位、全生命周期服務。

“可編程控制器（PLC）制造數字化車間”是國家發(fā)改委2014年智能制造裝備專項，由和利時公司自主完成總體規(guī)劃、設計與實施，實現(xiàn)和利時電子工廠、PLC產品線全生命周期內的協(xié)同智能制造。

用中國制造“制造中國”

采用和利時自主的 MES、SCADA、PLC、MC等智能制造關鍵軟硬件產品和系統(tǒng)，實現(xiàn)“用和利時控制系統(tǒng)生產和利時產品”，并向制造企業(yè)推廣智能制造整體解決方案。

【提升國產自主大型PLC的產業(yè)化】

“可編程控制器（PLC）制造數字化車間”是國家發(fā)改委2014年智能制造裝備專項，是針對我國自主大型PLC產業(yè)化的劣勢，通過全面實施智能制造提升大型PLC的研發(fā)、設計、制造和服務能力。

【建設全互聯(lián)智能工廠】

通過ERP、MES、WMS、AGV、SCADA、PLC/MC間的無縫集成，優(yōu)化制造過程信息傳遞，有效管控訂單、BOM、生產設備、倉儲、元器件、在制品和生產過程，實現(xiàn)生產計劃、執(zhí)行和控制的閉環(huán)管理，增強生產的智能化和柔性化。

【多品種小批量、客戶定制，國產PLC發(fā)展之道】

實現(xiàn)全自動化PLC生產和全制造流程信息集成，有效減少原器件和產成品庫存、提高PLC產量和質量、降低制造成本，并實現(xiàn)多批次小批量及用戶定制化生產，從而提升國產PLC的市場競爭力，為更多的國產裝備安裝一顆“中國心”。

全互聯(lián)智能工廠

項目面向PLC制造全過程，針對銷售、制造、物流、管理、排產、質量、安全和節(jié)能環(huán)保各環(huán)節(jié)，綜合運用采集、檢測、識別、控制、計算、存儲、通信等新一代工業(yè)互聯(lián)網技術，構建一個全互聯(lián)、高效運轉的數字化虛擬工廠，實現(xiàn)物理生產的快速響應、高效集約、多品種柔性制造，通過為客戶提供更加靈活多變的個性化功能和服務提升國產PLC的競爭力。

【面向管控一體化的縱向集成構架】

和利時電子公司智能制造是一個縱向集成系統(tǒng)，可劃分成現(xiàn)場層、生產執(zhí)行層和經營管理層三層。現(xiàn)場層主要有生產設備、工業(yè)機器人、掃描錄入設備、產線主控制器、立體庫房、AVG小車、視頻監(jiān)控和精確定位系統(tǒng)等；生產執(zhí)行層主要有生產監(jiān)控SCADA系統(tǒng)、物料管理WMS系統(tǒng)和生產執(zhí)行MES系統(tǒng)，以及分布在車間各處的看板系統(tǒng)；經營管理層主要有ERP、CRM和SCM。

圖1  PLC數字車間系統(tǒng)集成架構

主要內容有：

1）PLC自動化柔性生產線。主要由智能電子看板、PCBA自動化生產線、自動化裝配測試線和自動化物流倉儲系統(tǒng)等四部分組成。

a)智能電子看板。采用和利時自主研發(fā)的數據集成平臺SCADA，實現(xiàn)對生產過程數據的實時采集和生產運行監(jiān)控，應用于車間/工廠監(jiān)控系統(tǒng)、生產線看板和手持移動終端。

b)自動化裝配測試線。主要包括PLC、MC、裝配機器手、全自動測試設備、自動上下料及傳送裝置等。其中PLC、MC和全自動測試設備采用和利時自有產品，其它通用設備外購。

c)自動化PCBA生產線。主要包括自動上/下板機、焊膏印刷機、點膠機、高速貼片回流焊機、波峰焊機、AOI/XOI、RFID讀寫器等設備，具備雙向通信接口，接收來自MES的產品數據和生產調度指令，采集設備運行狀態(tài)。

d)自動化物流倉儲系統(tǒng)。主要包括物料識別、貨位管理、自動分揀、物料傳輸，以及立體倉庫和AVG系統(tǒng)等部分。

2）智能制造車間制造執(zhí)行系統(tǒng)MES。采用和利時自主研發(fā)的MES，實現(xiàn)生產作業(yè)管理、批次管理、質量管理、設備管理和能源管控等功能。

3）企業(yè)資源計劃ERP。采用SAP R/3系統(tǒng)，實現(xiàn)訂單管理、供應鏈管理、生產計劃、庫存管理等。

4）產品數據平臺：采用配置管理數據庫系統(tǒng)管理電子CAD生成的BOM與PCBA數據、機械CAD生成的三維產品信息和裝配數據等，實現(xiàn)版本控制并按照生產計劃的要求及時、準確地向生產線發(fā)放生產數據。

5）其它智能化系統(tǒng)：包括智能工業(yè)電視系統(tǒng)、室內精確定位系統(tǒng)、電能計量系統(tǒng)、X射線輻射監(jiān)測系統(tǒng)、手持移動應用、增強現(xiàn)實系統(tǒng)等。通過各種物聯(lián)網、移動互聯(lián)網技術對生產、環(huán)境和人員全面感知，為實現(xiàn)基于大數據的精細化管理提供基礎支撐。

【基于CPS的全互聯(lián)架構】

運用信息技術對工廠中各類對象進行建模，采用最先進的通信方式和協(xié)議實現(xiàn)對象間的互聯(lián)互通，建設全互聯(lián)的工廠CPS系統(tǒng)。

信息流：數字工廠集成軟件平臺，基于OPC-UA工業(yè)標準，支持異構數據的集成，實現(xiàn)現(xiàn)場各類設備、各種系統(tǒng)的互聯(lián)，可擴充的業(yè)務邏輯建模，集SCADA、APS、MES、WMS、看板等生產管控功能于一體；采用智能看板、手持終端、云技術，用戶隨時隨地獲取生產信息；

物料流：物料、在制品、產成品、托盤采用條碼、二維碼、RFID，實現(xiàn)物流全電子化高效管理、產品質量生產可追溯性；

控制流：自動化裝配測試線采用工業(yè)機器人、機器視覺、自動上下料、信號自動加載測試及記錄系統(tǒng)、全自動打包裝箱機，實現(xiàn)無人化生產；

無線網：采用WiFi、ZigBee、UWB無線和POE以太網供電技術，簡化車間內網絡和電源布線，增強移動性；

安全：采用工業(yè)智能視頻分析系統(tǒng)（ICCTV）、室內精確定位系統(tǒng)（UWB），實現(xiàn)基于機器視覺和位置/軌跡的安全防護與監(jiān)視。

圖2 基于CPS的全互聯(lián)架構

【強大的自動化系統(tǒng)綜合集成平臺】

HOLLiSCADA系統(tǒng)軟件是和利時自主研發(fā)的自動化系統(tǒng)集成平臺，定義為安全、可靠、開放的工業(yè)平臺軟件，支持異構系統(tǒng)集成，可以將各種不同的設備、軟件和人無縫地集成為一個協(xié)同工作的系統(tǒng)，實現(xiàn)互聯(lián)互通和互操作，平臺主要包括工廠建模和應用開發(fā)工具、現(xiàn)場設備接入、工業(yè)數據服務、控制運算引擎、規(guī)則引擎、工作流引擎、大數據引擎和可視化展示等組件。

SCADA系統(tǒng)在工業(yè)控制領域傳統(tǒng)的角色定位為數據的采集與監(jiān)控、提供開放的協(xié)議與第三方系統(tǒng)互聯(lián)、數據存儲和分布式計算等，但是隨著互聯(lián)網等新技術的飛速發(fā)展，SCADA不再僅僅限制在做數據提供者上，其與Web、GIS、大數據、智能技術、云計算、移動應用、增強現(xiàn)實、物聯(lián)網等技術結合，構建企業(yè)數字化綜合運營平臺。

HOLLiSCADA不僅支持生產過程實時數據、報警、事件和歷史數據，還擴展了對產品數據、設備數據、設計數據、地理位置數據、音視頻多媒體數據的支持，實現(xiàn)與多種類型子系統(tǒng)的集成融合。系統(tǒng)提供快速二次開發(fā)功能，通過擴展實現(xiàn)HOLLiMES生產執(zhí)行系統(tǒng)，支持特定行業(yè)的應用功能定制開發(fā)；支持C/S和B/S方式的PC、移動設備、看板、大屏幕等多種圖形化展示方式，可以實現(xiàn)在異構環(huán)境下的協(xié)同制造、生產監(jiān)控、生產調度和生產管理，適合于制造業(yè)智能工廠和數字化車間自動化集成應用。

PLC制造數字車間項目主要目的是為了解決協(xié)同制造能力、提高信息可靠性、提高生產效率、柔性制造、提高自動化管理水平、提高產品質量，是一個集數據采集與監(jiān)控、生產調度、生產排產、生產監(jiān)控、產品生命周期管理、能源管理、庫存管理、視頻監(jiān)控、人員管理等功能于一體的高度信息化、智能化系統(tǒng)。SCADA在其中起著承上啟下的核心作用，對現(xiàn)場生產設備、產品、環(huán)境和人員進行實時監(jiān)控；基于SCADA平臺之上構建MES、WMS，實現(xiàn)車間生產集成管控；與CAD/PDM、ERP等系統(tǒng)進行對接，打通產品數據和企業(yè)經營信息。

圖3 HOLLiSCADA綜合集成平臺

【全方位安全防御】

項目中綜合運用了以下措施和設備進行安全防御：

防火墻：生產網與管理網之間、公司內網與外網之間

堡壘機：賬號管理、身份認證、單點登錄、訪問控制、資源授權、操作審計等

企業(yè)級安全殺毒軟件、安全漏洞升級

OPC UA ：訪問規(guī)范采用標準安全模型，通過數字證書進行安全認證

軟件系統(tǒng)：采用用戶權限、安全認證、數據加密傳輸和訪問控制

LK PLC/MC控制器：具有抗網絡攻擊設計

自主創(chuàng)新，合作共贏

【推廣中國自主智能制造解決方案】

本著開放合作共贏的目的，聯(lián)合更多有自主產品的國內廠商，首先在3C、家電等行業(yè)形成適合中國企業(yè)特色的智能制造垂直解決方案，實現(xiàn)用中國自主的智能制造方案實施“中國制造2025”，提升國產裝備制造業(yè)的競爭力。

【實施工業(yè)云服務】

針對廣大中小型制造企業(yè)普遍欠缺實施智能制造的資金、技術和人力這一事實，引入物聯(lián)網、云計算、大數據技術建設公共的工業(yè)云服務平臺，采用多租戶技術實現(xiàn)低成本線下實體工廠與線上虛擬工廠的雙向映射與對接，提供公共資源租用、供應鏈對接、運維服務外包等服務，助力中小制造企業(yè)的轉型升級。

圖4  智能制造工業(yè)云服務

自主技術創(chuàng)新，高效柔性定制

【自主技術全面創(chuàng)新】

在自動化控制、生產工藝技術等操作技術（OT）之外，還大量采用物聯(lián)網、互聯(lián)網、移動互聯(lián)網、云計算和大數據技術等新一代信息技術（IT），并實現(xiàn)兩者的完美融合。

˙采用自主軟硬件產品實現(xiàn)智能制造

˙高度自動化裝備和生產流水線

˙高效率車間倉儲與物流系統(tǒng)

˙有線、無線多種通信網絡綜合運用

˙綜合數據集成和業(yè)務開發(fā)平臺

˙靈活的對象建模與業(yè)務邏輯編排工具

˙信息流轉自動化和調度智能化

˙多類型異構數據融合與綜合數據分析

˙高效、柔性、協(xié)同制造

˙支持云端部署，拓展應用范圍

˙移動手持應用，隨時隨地獲取信息

【減員增效，柔性定制】

以PLC為代表的智能裝備是我國制造業(yè)升級的關鍵設備，通過“PLC制造數字化車間”建設，可以有效降低PLC產品的制造成本、提升產品質量、降低庫存，提升國產PLC產品的市場競爭力。

和利時通過實施PLC數字化車間帶來的直接經濟效益如下：

˙產品一次合格率達到98.5%

˙產品返修率低于0.4%

˙生產人員減少30%

˙生產效率提升50%

˙能耗降低10%

˙產量達到100萬模塊/年，增加值2億元以上

˙定制產品從需求確定到樣機制造完成時間小于2個月

˙支持按訂單小批量經