基于标签识别技术的产品生命周期管控平台

1、基于标签识别技术的产品全生命周期管控验证示范平台验证示范平台名称基于标签识别技术的产品全生命周期管控验证示范平台验证示范平台目标和概述本验证示范平台依托重型机械制造企业-上海云统创申智能科技上海临港新建的智能工厂，从矿山企业产线建设、机械设备生产、矿山生产监控等实际业务出发，根据其机械设备全生命周期的智慧化需求，通过在机械产品零配件上加装电子标签等标识，通过手持智能终端等采集设备，获取该零配件加工状态，并根据传感器获取的设备及配件状态数据， 上传到云数据中心，实现对该设备及零配件的全生命周期管控，并通过数据分析，提供延 伸服务。（1）车间透明化数字化如上图所示，通过基于标签识别的智能制造执行系

2、统可以实现以下功能：基于多种智能设备，如触摸屏电脑、平板电脑、手持智能终端、扫码器等，为生产管理人员和现场操作人员搭建高效实时的沟通、管控、执行和协同平台。生产计划智能排程排产基于约束条件，如物料信息、设备产能、设备与工具的组合、人力资源等；和基于运算规则，如按客户重要性、紧急度、交期、瓶颈工序的利用率等；和基于业务模型、模拟及数学算法，采用基因算法技术，寻找出所有的排程组合，对比得出的结果为最优的解决方案。在最大化利用制造资源、保证订单交期。生产过程质量统计控制基于产品生产过程的各种质量测量手段，实现生产过程产品质量数据的自动采集、自动判断、自动生产统计分析报表、自动通知等功能。车间物料智能

3、配送基于产品生产过程中各工序提交的生产过程数据，通过智能分析，实现物料配送人员或物料自动化配送，可自动得到哪个工位，哪个人员，需要什么物料，需要多少，何时需要等物料需求信息；生产管理人员可以实时得到物料消耗报表和物料超额领用等报警信息。设备故障隐患智能分析和预警基于各机械设备制造过程中的运行状态数据的提取，通过数学模型综合分析，得出设备故障的预警信息和维护方案，减少设备故障造成停机。创申智能的智能破碎筛分成套设备研制项目将加强物联网技术的产业化应用，充分发挥新一代信息通信技术在传统行业转型升级过程中的积极作用；打通覆盖采矿设备、碎矿设备、磨矿设备、选矿设备、输送设备的全过程信息链，从根本上提高

4、工矿设备的成套运作效率与服务能力；同时通过以云计算为基础的服务平台构建，支撑更丰富应用的快速开发、上线和推广；从而提升国内矿山机械的智能化水平和精细化管控水平。创新点：将识别定位技术应用于离散制造业零配件全生命周期管理，提高生产效率和确保生产周期，并实现全生命周期的质量管控和服务；通过云计算与大数据分析提供智能产品全生命周期服务。可复制点：基于工业互联网的离散重型机械制造工厂智能化管理解决方案可应用于其他离散制造工厂。预期成果通过下面几个领域说明实施验证示范平台的预期成果商业价值应用于矿山企业的重型机械制造行业，目前其基础机械生产能力及特性已能满足国内外一般市场需求，与国外先进水平差距不大，制

5、造企业多关注装备机械组成部件，但先进的控制、智能化技术应用和与发达国家相比差距明显，缺少基于标签识别技术的零配件全生命周期一体化管理系统。针对离散工厂制造过程的各部门信息不同步；与配件供应商之间的供应链管理信息不透明；生产过程中对各零部件的加工进度掌控不够；产品应用之后各配件质量无法追溯等问题，本验证示范平台将识别定位技术应用于离散制造业零配件全生命周期管理，能够有效节约人力资源、提高生产效率，保障生产周期，促进生态节能效果，提高生产效率和制造生产的服务水平。经评估可到达如下效益：运营成本降低 20%；产品不良品率降低 20%；人力需求降低 25%能源消耗减低 30%，设备使用寿命延长 20%

6、，维保费用降低 20%，整体生产效率提升 30%以上。经济效益本验证示范平台将依托上海临港创申智能工厂实现，该智能工厂总投资为 4.2 亿元，其中固定资产投资约 3.2 亿元，另有 1 亿元用作流动资金。其中环保投资约 500 万元，占项目总投资比例约为 1.19%。项目建设竣工投产后，估算全部投资财务内部收益率12.85%，达纲年（2022 年）产值可达 4.7 亿元人民币，在整个生产期内平均每年上缴企业所得税 3300 万元。社会价值通过本验证示范平台在离散智能工厂中的应用实践，将有效带动离散制造行业整体技术水平和生产效益的提升；并有助于该离散智能工厂在临港发挥示范、带动和辐射作用， 促进

7、临港地区智能制造水平提高；同时，该智能工厂进行的智能制造和智能产品的交互融合，以智能制造的方式生产智能机械产品为目标，进行融合制造与售后维保服务、软硬件服务为一体的制造服务探索，可作为行业转型升级新模式的示范有助于引导临港地区制造企业在新技术、新业态的转型升级。验证示范平台技术可行性物理平台需要验证的物理平台包括:原来的物理平台，包括各类数控机床及内置的传感器和数控平台。新安装标签和传感器的功能嵌入式系统功能软件平台需要验证的软件平台包括：机械设计仿真系统、机械智能制造执行系统、车间智能集中控制系统、机械设备智能监管系统和客户综合服务系统等五部分。云服务数据中心。从常规的云虚拟平台、容器技术、

8、传统的和大规模的数据库及大数据平台、应用平台、分析平台及工具集、安全模块和方案、用户管理模块和方案、业务应用和方案等。分布式配置接口为了更好的解决分布式环境下多台服务实例的配置统一管理问题，验证示范平台采用分布式配置管理解决方案。实现同构系统的配置发布统一化，提供了配置服务 server，该服务可以对配置进行持久化管理并对外提供restful 接口，实现对配置更改的实时推送，并且，提供了稳定有效的容灾方案，以及用户体验良好的编程模型和WEB 用户管理界面。软件开发和环境模拟验证示范平台将利用现有的一些物理管网实验室和模型模拟工具建立验证示范平台需要的物理模型。7和 AII 技术及测试台的关系7

9、.1AII 总体架构验证示范平台的整体架构设计将在工业互联网产业联盟的指导下进行。测试平台将在过程框架的过程中提供反馈，以报告的形式分享经验。AII 安全验证示范平台将遵循工业互联网产业联盟提供的安全指导原则进行安全设计、实现和测试。将和 AII 安全组密切合作，邀请安全组成员参加验证示范平台项目评审。本验证示范平台应用于机械生产车间，大功率电机众多，电力环境干扰严重、设备安全保障要求高，而无线网络比固定网络更易受到安全威胁，其无线链路的安全弱点及移动拓扑所带来的新的安全隐患。同时传感装置物理分布的开放性导致其容易被俘获和攻击， 本身的安全性不足导致无线网络在媒体访问控制层和网络层安全受到威胁

10、。安全功能模块在系统中主要在嵌入式系统操作和网络通信安全增强方面发挥作用。 常规数据加密、安全协议、密钥管理等安全手段对跨网之间通信的安全性具有重要意义。实现无线通信的底层安全性同时包括远程控制方权限认证、基站及网内节点设备身份认证、接入网络内部设备数据存取安全、数据传输端到端加密等技术。网络通信安全增强的功能实现可提供不同层级的安全增强方式。在数据链路和网络层， 系统软件中的通讯协议栈在网络层和链路层直接调用安全模块参与通讯数据传输过程，在 建立安全的网络访问信道过程中，通过对冲突数据签名封装使得网络交互的双方建立互信， 从而为后续数据的交换建立一个安全可信的加密虚电路。在应用程序中，定制开

11、发的应用 程序调用安全功能，对数据包内容进行识别、分组和汇聚，在基站中进行充分整理融合， 完成对数据的缓冲分配和可信用户的授权访问，实现数据的安全可信交换。详细清单验证示范平台中的关键硬件包括： 主要设备配置序 列名 称厂家或型号数量说 明1机械设计仿真系统自研1 套主要用于机械设备仿真设计，按需分配权限2机械智能制造执行系统自研1 套机械制造过程全程监管3车间智能集中控制系统自研1 套对工艺加工车间进行智能控制4机械设备智能监管系统自研1 套实时监控所有数控机床等设备的运行状态，实现预警、监管和控制。5客户综合服务系统自研1 套对所有客户和设备进行状态统计，提供服务。6云数据中心自研1 套实

12、现所有数据的集中存储和管理7智能接入模块厂家不限根据需要实现网络接入8板卡厂家不限根据需要网络接入9窄带接入模块厂家不限根据需要实现网络接入10宽带接入模块厂家不限根据需要实现网络接入11前端监控模块厂家不限根据需要监控前端状态12嵌入式模块自研根据需要实现数据采集通信和连通协议在设备及控制领域应用的通信和连通协议部分。针对离散工厂机械生产车间负杂环境，实现数据通信抗干扰、抗电磁的安全可靠通信方式和协议设计。连接设备到云服务基础设施的通信协议采用基于 SSL/TLS 的 HTTP 和MQTT。风险模型智能控制物联网研究中心自主研制的机械设备智能监管系统是经过 2 年多的理论和实践结合的产物，产

13、品本身潜在缺陷陆续都被解决，同时对机械智能制造领域和矿山工业生产领域也积累了丰富的经验，再加上公司的核心科技-物联网技术方面的研发经验积累， 和公司在产品设计时就一直强化系列化的产品设计概念，对于产品更新换代的规划已经考虑到未来 3 年后的产品系列，对于产品的生命周期管理风险极低。企业已具有授权发明专利 3 项，具有二十余项专利、软著等知识产权。并有着优秀的技术团队，有实力完成本项目的技术攻关，基本不存在技术风险。同时，企业是国内破碎筛分设备的龙头企业，在原材料供应方面不存在任何问题。在生产方面，我们拥有成熟的工艺，熟练的生产操作工人及素质良好、技术过硬的相关技术人员和管理人员团队，生产破碎筛

14、分设备中试基础扎实，能够保证产品的优质生产。安全联系人安全联系人： 赵文龙AII 数据管理解释清楚此验证示范平台与 AII 数据管理的关系以及如何被创建。注：数据管理组提供了参考说明“数据管理指引”。AII 验证示范平台该验证示范平台与之前的验证示范平台无任何关联。交付件验证示范平台的交付主要包括:验证示范平台范围内的方案在应用 AII 架构过程中有关进度、经验和教训的技术报告业务模型的开发和验证报告验证示范平台使用者非发起方的平台参与者可以使用验证示范平台的所有操作功能，但仅限于功能的操作使用，禁止泄露给同行业的第三方。知识产权说明上海云统创申智能科技有限公司负责验证示范平台的建设及运营及使

15、用拥有产权。为验证示范平台和在验证示范平台中开发的知识产权，对于参与者来说，具体由开发者的拥有。部署，操作和访问使用部 署信息基础建设：上海宽带技术及应用工程研究中心技术方案设计：中国科学院高等研究院运营管理：上海云统创申智能科技有限公司负责平台的运营。访问参与的公司能够访问系统和对应角色的数据非参与公司无法访问系统资金建设验证示范平台的资金由参加者提供，正在寻求来自客户和政府的外部资金。验证示范平台的开发和运营不依赖于任何外部资金。时间轴请列出验证示范平台的建设、部署和运行时间段。预估关键的时间点。标明是短期项目还是需要多年的研究项目。第一阶段：需求分析。2016 年 5 月 1 日2016 年 7 月 1 日 项目方案制定及可行性评估。第二阶段，平台设计。2016 年 7 月 1 日2016 年 9 月 1 日 项目具体开发方案制定。第三阶段，平台开发。2016 年 9 月 1 日2017 年 2 月 1 日 机械设计仿真系统开发。2017 年 2 月 1 日2017 年 5 月 1 日 机械智能制造执行系统开发。2017 年 5 月 1