企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)層級(jí)的建設(shè)工作，無(wú)論從智能工廠建設(shè)的系統(tǒng)維度，到產(chǎn)品生產(chǎn)的生命周期維度，還是從智能化的特征維度都離不開網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)都是推進(jìn)數(shù)字化改造的前提。
為企業(yè)數(shù)字化建設(shè)保駕護(hù)航
現(xiàn)代化的智能工廠，是利用傳感器、信息和通信技術(shù)連接設(shè)備，收集并分析數(shù)據(jù)。利用已經(jīng)收集到的數(shù)據(jù)來(lái)控制設(shè)備和儀器，從而提高生產(chǎn)效率。智能工廠的通信解決方案要滿足四項(xiàng)要求：能與所有設(shè)備互聯(lián)，包括但不限于傳統(tǒng)工廠架構(gòu)的設(shè)備;支持不同設(shè)備間的協(xié)議轉(zhuǎn)換;全面防御網(wǎng)絡(luò)攻擊;最大化提升全局設(shè)備效率。
基于這四點(diǎn)要求，我們可以把智能工廠整個(gè)架構(gòu)分為設(shè)備層、控制層和信息層。
在設(shè)備層，通過(guò)串口或者現(xiàn)場(chǎng)總線將傳統(tǒng)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和以太網(wǎng)設(shè)備連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、IP 化通信并提升運(yùn)營(yíng)效率。
在控制層，工業(yè)以太網(wǎng)和 WLAN 可以實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)的高度冗余和無(wú)線連接的穩(wěn)定性需求;工業(yè)安全路由器可以實(shí)現(xiàn)重要資產(chǎn)保護(hù)和公網(wǎng)間的安全訪問(wèn)機(jī)制。
通過(guò)穩(wěn)定的設(shè)備層和控制層，數(shù)據(jù)就可以安全到達(dá)信息層，實(shí)現(xiàn)云共享。
秉持 30 余年工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通信經(jīng)驗(yàn)，Moxa 參與了多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目與多個(gè)國(guó)家級(jí)智能制造試點(diǎn)示范工程，在智能制造工廠內(nèi)網(wǎng)的咨詢、設(shè)計(jì)、規(guī)劃方面累積了諸多經(jīng)驗(yàn)。例如：奧運(yùn)鳥巢轉(zhuǎn)播系統(tǒng)及水立方全方位燈控照明系統(tǒng), 世博軸燈光控制系統(tǒng), 港珠澳大橋全線智能監(jiān)控系統(tǒng),青康藏高原電力監(jiān)控系統(tǒng)，山東某中央空調(diào)工廠車間網(wǎng)絡(luò)，柳州某乘用車焊裝車間網(wǎng)絡(luò)，東北某鋼廠厚板智能制造項(xiàng)目，北京某汽車多車型智能化柔性試點(diǎn)，北京某老字號(hào)醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)基地智能倉(cāng)儲(chǔ)等。
典型案例
1. 助力山東某企業(yè)重建車間內(nèi)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)
某企業(yè)在 2015 年就建立了車間網(wǎng)絡(luò)，下端連接了車間大屏，工位機(jī)，以及各種儀器儀表，向上連接工廠各個(gè)系統(tǒng)，打通了從車間到網(wǎng)店的數(shù)據(jù)通信的路徑。然后以磁懸浮軸承中央空調(diào)可以降低 60% 功耗為產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，全面接受客戶定制，快速降低原材料庫(kù)存。
但系統(tǒng)完成后還有些問(wèn)題，例如倉(cāng)庫(kù)發(fā)貨與產(chǎn)線上的數(shù)量不匹配，AGV 在線路中停頓等，前后查找問(wèn)題耗費(fèi)了將近一年時(shí)間。原來(lái)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)通信的交換機(jī)是普通的商業(yè)交換機(jī)，而非工業(yè)機(jī)。在與企業(yè)多次探討后，重建了車間網(wǎng)絡(luò)，幫客戶梳理了工廠內(nèi)網(wǎng)的功能，建立了穩(wěn)定可靠的廠內(nèi)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。
從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，交換機(jī)的技術(shù)是一樣的，但工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)特別為工業(yè)使用場(chǎng)景增加了許多適用性特點(diǎn)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般不會(huì)配備空調(diào)，同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境可能長(zhǎng)期處于零度以下或在 60 攝氏度以上，設(shè)備需要克服環(huán)境溫度的影響保持正常工作;工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有很多大型機(jī)械，它們都使用大功率電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生力量來(lái)執(zhí)行動(dòng)作，這些動(dòng)力機(jī)構(gòu)在動(dòng)作時(shí)必然會(huì)對(duì)電源產(chǎn)生強(qiáng)大的影響，也會(huì)有部分弱電線路受到電磁效應(yīng)的沖擊，如果通信設(shè)備無(wú)法承受這樣的影響就會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，輕者數(shù)據(jù)丟失、錯(cuò)亂，重者芯片燒毀。
Moxa 產(chǎn)品特別針對(duì)這些方面增加了針對(duì)射頻磁場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)、脈沖磁場(chǎng)、靜電抗擾、突波浪涌、電流抗擾、電壓暫降、電源短時(shí)中斷等方面做了特殊處理。因此，在更換為工業(yè)級(jí)通信設(shè)備后，數(shù)據(jù)通信完全正常，之前頻繁出現(xiàn)的問(wèn)題也完全消失。同時(shí) Moxa 以環(huán)網(wǎng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的快速冗余，當(dāng)一條網(wǎng)線斷開后，不會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)線的正常運(yùn)作。后來(lái)在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上陸續(xù)接入了生產(chǎn)看板、工位機(jī)、RFID 掃碼設(shè)備、智能電表、流量計(jì)等設(shè)備，至今已經(jīng)運(yùn)行超過(guò) 3 年，未出現(xiàn)任何問(wèn)題。企業(yè)業(yè)主對(duì) Moxa 設(shè)備質(zhì)量交口稱贊。
2. 保障柳州某乘用車基地焊裝車間網(wǎng)絡(luò)部署
在汽車生產(chǎn)中，大家會(huì)聽(tīng)到有個(gè)名詞為生產(chǎn)節(jié)拍。意思就是多長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)一輛車，通常用在總裝生產(chǎn)線上。同樣的，在焊裝生產(chǎn)線上也會(huì)這樣講，例如 40JPH 為每小時(shí)完成 40 輛車的焊接工作。位于廣西柳州的某乘用車焊裝車間網(wǎng)絡(luò)就是使用的 Moxa 的設(shè)備搭建。
在這個(gè)工業(yè)環(huán)境中現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境最惡劣的同樣不是溫度，而是無(wú)處不在的電磁干擾和不穩(wěn)定的電源環(huán)境，整個(gè)柔性化產(chǎn)線由 38 臺(tái)機(jī)器人完成操作，其中有多臺(tái)焊接機(jī)器人，一旦焊接開始，電磁干擾瞬間升高。同時(shí)電源供電劇烈抖動(dòng)，普通的商業(yè)級(jí)設(shè)備在這種環(huán)境下無(wú)法穩(wěn)定工作。
在做網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，企業(yè)就明確要求，一定要高度可靠，生產(chǎn)過(guò)程中不可中斷，一旦產(chǎn)線停止工作，損失將會(huì)高達(dá) 300 萬(wàn)人民幣/天。因此 Moxa 提供了高度可靠的冗余環(huán)網(wǎng)的設(shè)計(jì)，針對(duì)生產(chǎn)線不會(huì)變動(dòng)的情況，特別增強(qiáng)了自愈保護(hù)時(shí)間，一旦網(wǎng)線斷開，千兆的冗余環(huán)網(wǎng)可以在 50ms 之內(nèi)自愈。
直接連接設(shè)備的接入型交換機(jī)也提供了高強(qiáng)度的防護(hù)，與 PLC 達(dá)到同樣的防護(hù)級(jí)別，可以在惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作。項(xiàng)目建成后，整個(gè)生產(chǎn)線設(shè)置 4 個(gè)上件工位，總?cè)斯?shù)只需4人，有線生產(chǎn)節(jié)拍 40 JPH，設(shè)備故障率<3.5%，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)不同車型的柔性化生產(chǎn)，換型節(jié)拍 <120 秒，換型過(guò)程全自動(dòng)完成。設(shè)備穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，獲得客戶好評(píng)。
積極布局 5G 工業(yè)級(jí) CPE 研發(fā)
Moxa 非常重視工業(yè)通信的新技術(shù)與新的發(fā)展方向，尤其是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外熱門的 TSN 與 5G 技術(shù)。面對(duì)洶涌的 5G 大潮，Moxa 積極部署了 5G 工業(yè)級(jí) CPE 的研發(fā)。工業(yè)場(chǎng)景對(duì)通信最大的需求是 URLLC， 即高可靠性和低延時(shí)，Moxa 十分關(guān)心 5G 標(biāo)準(zhǔn)中的通信穩(wěn)定性，力爭(zhēng)在標(biāo)準(zhǔn)完善后可以在第一時(shí)間推出新的產(chǎn)品，為客戶在內(nèi)網(wǎng)改造方面提供最有力的技術(shù)支持!
