一种工业互联网平台

技术领域

本发明涉及信息管理技术领域，尤其涉及一种工业互联网平台。

背景技术

随着制造业技术的不断发展、自动化水平的不断提高，工业生产中的各种设备、系统和人员通过互联网进行连接和交互，实现信息的共享和智能化管理是一种新型工业模式。5G是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。

边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。

MQTT即消息队列遥测传输协议，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，它使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

UWB室内定位技术的原理UWB(Ultra-Wide Band)超宽带技术，是一种低功率短距离无线传输技术，其通信频率范围非常广泛(从3.1GHz到10.6GHz)，发射信号短促，可达到纳秒级别的脉冲宽度，在室内环境中传播能够穿透墙壁和障碍物，因此被广泛应用于室内定位技术。

无线射频识别技术(RFID)通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。

ThreeJS是一个基于JavaScript的开源3D图形库，用于创建和展示各种复杂的三维场景和动画效果。它提供了丰富的API和功能，使开发者能够在Web浏览器中轻松实现高质量的3D图形渲染。

在现代制造业中，生产流程和技术不断发展，因此如何实时监控设备状态、生产进度和质量是至关重要的。同时，在机械化生产、设备维护方面也需要大量的资金投入，这对于小型企业来说是一个巨大的挑战，这需要投资人力物力和信息技术，采用先进的自动化技术和数据收集技术，以便实现更好的实时生产管理。但是，在实际操作中往往会遇到各种各样的问题，例如设备故障、人员操作不当等，这些问题都会影响生产效率和产品质量。而且制造业产品的生产周期往往比销售和分销周期长得多，如果没有有效地规划和管理生产和库存，就会导致过剩库存并带来成本压力，要想最终解决这个问题需要通过精细化运作的方式减少人力和资源浪费。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种工业互联网平台。以提高生产效率、降低管理成本、提升产品质量、推动技术创新。

本发明的技术方案是：

一种工业互联网平台，包括

1.企业网络5G改造，通过对企业网络设施升级实现厂区5G网络全覆盖，为设备通信和系统通信提供网络基础。

2.5G数采系统，在端计算网关实现数据预处理，将数据发送至数采平台，平台端对设备实时运行参数进行监控，并实时生成设备告警信息。

3.高精定位系统，对仓储栈板、AGV移动车安装UWB标签，通过UWB基站和定位软件实现栈板实时位置和AGV实时位置监控，并将位置数据分享给其他系统使用。

4.WIP定位系统，通过对托盘安装RFID无源标签，实现智能终端与RFID标签的通信，可实时准确的定位物料位置；系统提供一键入库、出库和呼叫AGV功能，实现出入库运输自动化操作，减轻员工的搬运量，降低员工疲劳度。

5.生产战情中心系统，通过打通MES系统数据接口，实现对企业生产计划数据、生产进度数据、生产品质数据实时计算分析预测，对各类监控指标进行实时计算呈现，为管理者提供全方位清晰明确的生产数据。

6.设备TPM系统，通过数采系统采集的数据、以及TPM系统中对设备的维护保养周期设定，系统将准时生产设备维护保养工单提醒并下发给相关负责人，实现设备的准确的周期运行维护保养。

7.工业互联网大屏系统，通过打通上述系统的数据接口，使用ThreeJS技术加载3D工厂场景，实现设备数采数据、定位数据、生产计划数据、生产进度数据、生产效率数据、设备运维数据、告警数据实时、直观呈现。

本发明的有益效果是

本发明以5G网络、端计算网关、边缘服务器为依托，借助MQTT、WebSocket、RFID、ThreeJS等优秀技术，实现多系统整合，该平台融合5G数采子系统、室内高精定位子系统、WIP移动定位子系统、MES系统、AGV管理系统、生产战情中心子系统、设备TPM运维子系统、工业互联网大屏子系统，平台通过对企业生产设备、物流设备、仓储设备等进行数据采集、定位、分析，打通MES系统数据接口，实现生产数据、仓储数据、设备运行数据等实时准确获取，实现设备运行管理、生产管理、仓储管理的精准化，达到为企业节能增效的目的。

附图说明

图1是本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种工业互联网平台，该平台融合5G数采子系统、室内高精定位子系统、WIP移动定位子系统、MES系统、AGV管理系统、生产战情中心子系统、设备TPM运维子系统、工业互联网大屏子系统，平台通过对企业生产设备、物流设备、仓储设备等进行数据采集、定位、分析，打通MES系统数据接口，实现生产数据、仓储数据、设备运行数据等实时准确获取，实现设备运行管理、生产管理、仓储管理的精准化，达到为企业节能增效的目的，主要功能包括：

1)数据采集：数采系统基于5G网络、MQTT、WebSocket、Camel、Minio、Mongo等技术开发。随着5G通信技术的发展，5G技术为企业数采工作提供了一个新方案。本方案利用5G的大带宽、低迟延特性，通过对5G端计算网关对接企业设备，实现5G数据采集，采集数据包括设备运行数据、设备能耗数据等；端计算网关将数据进行处理之后，上报数据到5G数采系统。

2)设备定位：室内高精定位系统UWB、蓝牙、RTK定位技术为核心，由硬件(基站、标签)、定位引擎软件构成，通过仓储栈板、AGV机器人加装标签，实现栈板和机器人实时定位，位置数据和地图信息可通过API分享给其他系统，方便现场物料查找。

3)WIP定位：WIP定位系统是基于RFID技术开发的手持移动端物料管理系统，该系统集成高精定位系统的地图数据，可快速查看物料所属的栈板信息和栈板位置；通过对物料托盘加装无源RFID标签，手持终端输入物料编码后可发送电磁波，无源RFID标签感应到之后会自动亮灯，进一步精确定位物料位置。手持终端还集成了一键出库、一键入库、呼叫AGV功能，通过WebService打通MES系统接口、AGV管理系统接口，员工拿手持终端在产线扫码后，可实现物料一键批量入库，并呼叫AGV将物料自动运往仓库；员工拿手持终端在仓库扫码后，可实现物料一键批量出库，并呼叫AGV将物料自动运往产线。

4)生产战情中心系统：战情中心系统通过WebService打通MES系统数据接口，实现生产数据、品质数据、计划数据的同步和计算，实现排产饱和度、达成率、良率、直通率、一次通过率、稼动率、OEE、UPPH、FCT人均产出、产出工时、无效工时、换线时长等计算，并形成日报、周报、月报、换线报表；系统集成邮件预警功能，系统支持对上述各指标进行阈值配置，超出阈值的会以邮件形式发送给各负责人；系统按周期对品质数据、效率数据报表邮件发送给相关人员。

5)设备TPM运维系统：设备TPM系统用于企业设备的全生命周期运行维护，数采系统通过对设备运行数据采集，实现设备运行数据的汇总，计算设备开动率及累计开动时长，TPM系统打通数采系统接口，当开动时长达到阈值时，触发设备运维通知，形成设备运维工单，并邮件派发给相关负责人；此外，TPM系统具备定期保养预警功能，可针对不同设备、不同点位设置不同的保养周期和保养计划，系统可自动根据周期生成保养工单。

6)工业互联网大屏系统：工业互联网大屏系统打通上述系统的数据接口，使用ThreeJS技术加载3D工厂场景，实现设备数采数据、定位数据、生产计划数据、生产进度数据、生产效率数据、设备运维数据实时、直观呈现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。