明珞MISP 面向装备制造业服务平台

主讲人：徐华昕，计算机博士，明珞首席技术专家。

装备制造业的发展趋势

    从装备制造业的企业如何考虑云对于装备制造企业具体的运用场景以及对客户所能带来的价值。明珞汽车装备有限公司专注于汽车装备行业近十年的时间，徐华昕过去主要集中于对大数据的分析，这反映了智能制造这一行业是新型的交叉学科的这一现状。

    徐华昕在讲述明珞MISP平台前，先向我们叙述了装备制造业的发展趋势以及明珞的战略定位和服务价值，以便我们明白MISP的优势及其意义所在。装备制造业同其他制造业的分支一样，正处于变革时期，未来几年，明珞认为其基本变革趋势是每一批批量生产的数量会逐渐变小，产品的种类由少变多，定制化的程度会越变越高，服务在产品价值中的比重会不断变高，产品更新迭代的速度也会不断加快。

1、智能化、柔性化

    生产模式上柔性智能，快速的切换不同的生产产品，满足多个订单的交货期。采用定制化和批量化模式融合的策略，使得我们在生产上更加灵活变通。

2、标准化、模式化

    尽可能的确保体系的一致性，包括技术的统一和产品体系标准，即使是非标准产品，我们也希望尽量提高标准化程度，以此降低研发维护的成本，提高产品可靠性。

3、数字化、数据化

    在研发和生产环节中，我们希望把经验和技能通过数字化的方式，以技术标准的形式固化下来，并且流程化，在产品交付客户后，在运行过程中，运行维护包括管理，是基于从产品实际运行当中采集到的数据，以这个数据为基础，做到管理数据化。

4、协同化、共享化

    产品的迭代依托于一些基础资源的共享，基础资源包括流程链、产业链和刚刚提及的技术标准。协同客户一起在践行中贯彻这些我们认定的既定的方向，通过在这些方向上的努力，满足客户在智能制造上的需求，最大化客户的价值。

服务是价值的源泉

    智能的目的是为了提升价值，上图这个曲线是微笑曲线，它反应了价值在整个装备制造业价值链条中的分布，生产环节产生的价值相对而言较少，大量的价值被压缩到研发和售后，对装备制造业来说，我们可以认为研发和售后都是服务，研发实际上就是定制化的服务，通过服务我们期望帮助客户提高产品质量，减少成本提高效率，缩短交货周期，以及爬坡周期（汽车装备业术语，当一条产线投入运行后，所需多长时间才能达到设计所规划的产量）。

    在此举了个例子，徐华昕之前在澳大利亚住过一段时间，他对澳大利亚的航空公司Qantas很熟悉，Qantas从JE的航空部门购买了一项服务，分析飞机的引擎在起飞、降落和不同气象条件下，应该采取什么样的飞行姿态和飞机引擎的工作参数，从而节省燃油，虽然看起来节省不了多少，但是考虑到每年全球在航空燃油的消费，大概是1700亿美元，JE有一份报告，叫the power of one percent。百分之一的威力，即使我们只能减少百分之一的能耗，积少成多，这也是每年接近20亿美元的市场。由此可见服务为我们带来的价值。

明珞的战略定位-一站式装备制造和服务商

    明珞作为汽车装备企业，它的战略定位是逐步加大服务在业务中的比重，从单纯的装备制造商，转变成一站式的装备制造并且提供服务的服务商。现在明珞已经有面向整车制造，零部件制造，和一般工业的解决方案，以及用于不同用途的各种装备产品。基于对数据的采集分析，我们可以从各个方面优化提升我们的方案。

    在服务上，服务的主要环节是研发和售后，我们正在做一些的努力，来协助客户实现在智能制造上的需求，包括研发环节我们逐步将经验和技能数字化，通过技术标准化的方式固化下来，以更好的支持定制化的服务。在售后环节，我们逐步推出一些服务，包括帮助客户采集、分析设备运行时的数据、监测运行状态、输出是否达到设计标准。以及在对设备运行状态了解的基础上，帮助客户制定实施更高效的运维方案，这些设备运行数据也可能反馈到研发环节，对于管理层，以清晰简洁的方式帮助管理层对问题可选的方案和对结果的预期一目了然，从而做出更快更有效的科学决策，我们主要的目的是增强客户与我们的联系，与客户协同，最大化他们的价值，支持他们在智能制造上的努力。

持续服务在云端实现的好处

    持续服务即为售后服务，这里所说的售后是明珞对产品在生产现场所提供的服务，不包括商务部分，我们选择在云端实现持续服务，主要考虑了设备部署场景，可能同一套设备会部署在不同客户的多个现场，其好处有：安装、部署、更新在云端更方便，用户的体验好，对明珞来说，部署和更新的成本低。

    例如可视化的应用，dashboard经常同时呈现同一客户在不同生产现场的数据，或者是综合了这些不同生产现场数据之后的结果。一方面，数据需要汇集，汇集以后样本更大，统计的结果更准确。另外一方面，数据的汇集可以保留不同类型数据之间的关系不被割裂，由此，可以分析出一些单个数据类型所不能体现的规律，数据的汇集需要适当的大数据分析算法以及工具的支撑，否则引入的判断干扰也很大。汇集后的数据对于明珞这样装备制造业的厂商来说非常有价值，因为它浓缩了行业的特点。便捷的部署方式也能够让我们方便对整个服务系统进行扩展，提出具有主动性前瞻性的服务项目。此外，有些客户担心数据安全的问题，不愿意把系统服务部署在云端，我们也会支持本地部署。

明珞智能制造服务平台——MISP（Manufacturing Intelligent-data Services Platform）

    对于售后运行环节的持续服务，明珞推出了智能制造服务平台-MISP。

    已实现的功能有：检测设备的动作时序时长来做节拍分析、分析设备稳定性、把节拍信息直观的呈现在管理层面前，制定主动运维计划，对于某一类明珞的产品，明珞可以实现云端的控制逻辑自动生成，并且未来近期将实现故障诊断，工作参数回溯，从而得到详细的产品质量模型，远期进一步实现设备的在线控制。MISP平台的运行模式大体上是一个循环，从线上运行的设备不间断采集数据，实时监测，对数据做分析，预测设备的稳定性，在线下做节拍优化，或者对设备优化，然后开始新一轮的循环。这种模式类似于DBAS生命周期模型，在不断的发现问题，并且解决优化它，一直循环，做到尽可能的完备。

明珞MISP网络结构

    在物理上，MISP网络结构是三层的结构，生产现场（器件层）、采集器（接入层）、平台及业务层。

生产现场

    在设计上，MISP支持从各种数据源中获取数据，包括PLC(可编程逻辑控制器)，机器人，数控机床，由于在汽车制造装备业中PLC占绝对主导地位，所以我们首先实现了对主流PLC的支持。

采集器

    规定了同一向上接口，使数据来源对上层应用透明，按照设计，采集器兼容广泛的数据源和采集数据类型，并且采集时间粒度要小，目前我们采用4g模块来实现，现在可以达到30ms级，有高速可靠的网络通信能力。

平台及应用层

    平台及应用层可能部署在本地或云端，平台包括数据基础设施层，其目的是为了分离数据的采集者和消费者，消费者可认为是上层应用层的各个功能模块，大家可以在公开交易平台上通过APR来交易，使得整个系统的通用性更强，而应用层包括的就是实现不同功能的应用模块。

在此向大家介绍以下几种MISP已开通的服务

节拍分析诊断服务

    在汽车装备制造业中，节拍，是指一条产线，一个工位，一个设备完成一个或一组指定动作所耗费的时间。它直接影响到产线的产能，是装备制造业里重要的技术和经济指标。节拍信息经常用甘特图表示即上图右侧。传统的节拍分析的方法是由人工通过掐秒表或者摄像的方法来确定一组动作耗费的时间，这种方法既费时又不准确，能采到的样本比较小，最关键的缺陷是它难以揭示整体与局部的关系。

    在MISP平台上这个问题就变得简单很多，每台设备所做的每个动作，例如机器人的移动、上料、气缸打开、关闭这些动作起始和终止的时间都由PLC记录下来，并通过采集器送到应用层的节拍分析诊断模块，这个模块可以把这些时间戳解析出来后，可以得到一个产线或工位所有动作的时序和时长。这些数据累计起来后，具有非常大的价值。工厂的管理者可以对每条产线，每个工位的节拍有着清晰客观的统计，什么样算常态和非常态，目前达到的常态和产线设计的指标如何，如果有偏差，偏差的多少和位置他们均可知道。

    明珞希望与每个客户合作后，都能很清楚地认识到自己买的东西是不是自己想要的东西。所以已经把节拍分析服务作为每个产线标准工作站交货时必要流程的一部分。

产能提升服务

    基于节拍分析，我们可以进一步找到不必要的节拍浪费，这就涉及到了产能提升服务，在汽车制造业里，一条产线的投产到达到设计要求的产能，差不多需要六个月左右的时间，我们预计采用MISP平台这样的节拍分析和产能提升服务，可以帮助我们缩短爬坡周期至三到四个月，就像JE节省燃油的服务一样，对一天生产一千台车的车厂来说，这就是几万台车，几十亿元的差别。

预防性维护服务

    设备的节拍往往还与设备的工作性能和稳定性有关，MISP容易地将超时频发的设备统计出来，从而针对稳定性较低的或者工作性能老化的设备进行调试或检修，而不是等到设备发生故障时或已经产生残次品时再来补救。避免了不必要的损失，进一步提高服务质量。

设备监测服务

    MISP平台具有移动端APP，现场生产人员和远处的管理人员通过这个APP，可以方便地看到产线工位设备的运行状况，不仅有近乎实时的更新，还有历史数据、统计报表和节拍信息。当有设备报警时，MISP能够在秒级内，把报警信息推送到手机上，移动端APP的应用可以进一步提高工厂智能化的水平，也使得生产现场对管理层更加透明。

控制逻辑自动生成服务

    这项服务主要面向标准工作站，当标准工作站变更工作对象时，我们向MISP提供这些参数，标准工作站中的PLC的程序可自动在云端生成，并且自动导入到PLC中。这种方式比传统的手工编写PLC程序大大节省了时间，提高了程序的可靠性和标准化程度，降低了技术门槛。对客户来说，意味着降低了成本，总体的效果就是更加更好的支持了客户的柔性化生产模式。

虚实结合提升设计效率

    虚拟调试可以低成本高效率对一个方案进行验证，以消除节拍浪费为例，当MISP反馈到研发环节某个机器人的某个动作耗时太长，研究人员可针对这个改进方向提出方案并验证，这样就能极大缩短定制化周期。利用虚拟的方式来模拟现实，减少了实际验证时带来的成本，最大化节省成本。在虚拟调试过程可以及早发现错误，甚至可以预见未来的挑战。最终以最可靠的方案进行生产，并能缓解传统制造停机或生产损失的风险。这比在生产过程中发现产品缺陷好得多，因为制造中的问题修改起来难度大，而且浪费时间和人力资源。

华为云给明珞MISP带来的优势

    在国内云计算市场上，华为云具有独特的优势，首先，通信技术优势十分明显，5G技术将为更多的企业带来创新的机遇。另外，华为云的网络层网关，也就是边缘计算网关，它能提供VPN通道。这对明珞来说十分有意义，因为它对打通MISP的下行通道是很关键的，打通了下行通道，MISP不仅能采集数据，还能控制设备，这将极大丰富我们支持的服务项目。第三，华为云的网络层和平台层的冗余结构能够提供比较好的可靠性和可用性，这对MISP平台的数据基础设施层起到了比较好的支撑。这些都是华为云与明珞构建和稳固合作的非常好的条件。

    不仅是与明珞的稳固合作，在云化服务交付增多的今天，华为云也将携手各企业各开发者，精诚合作互通，及时响应反馈，以“上不做应用，下不碰数据”的态度，为每一位信任华为云的客户，提供可靠稳定，技术先进的资源和服务，成为帮助企业提升自身实力，实现理想目标的一大利器。

视频链接：https://bbs.huaweicloud.com/videos/c5bca5b09f6011e7b8317ca23e93a891?ticket=ST-527121-yAsFqeH1TKoX9df5kOmSguJT-sso