自工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念提出以來，全球產(chǎn)業(yè)界積極開展應(yīng)用實踐和探索，新一輪科技變革和業(yè)務(wù)創(chuàng)新蓬勃興起，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸發(fā)展為重要的智能基礎(chǔ)設(shè)施、先進的生產(chǎn)力和新型的經(jīng)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(lǐng)先的自動化與信息技術(shù)解決方案提供商。公司主要從事自動控制系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)、制造和服務(wù)，核心業(yè)務(wù)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(lǐng)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(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，并保障客戶的生產(chǎn)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(shù)，走自主產(chǎn)品創(chuàng)新之路，為國家經(jīng)濟建設(shè)和民生服務(wù)提供強有力支撐。在實施“中國制造2025”促進產(chǎn)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(chǎn)線到生產(chǎn)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(shè)計、實施、運維全方位、全生命周期服務(wù)。

“可編程控制器（PLC）制造數(shù)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(shè)計與實施，實現(xiàn)和利時電子工廠、PLC產(chǎn)品線全生命周期內(nèi)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(guān)鍵軟硬件產(chǎn)品和系統(tǒng)，實現(xiàn)“用和利時控制系統(tǒng)生產(chǎn)和利時產(chǎn)品”，并向制造企業(yè)推廣智能制造整體解決方案。

【提升國產(chǎn)自主大型PLC的產(chǎn)業(yè)化】

“可編程控制器（PLC）制造數(shù)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(chǎn)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(shè)計、制造和服務(wù)能力。

【建設(shè)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(chǎn)設(shè)備、倉儲、元器件、在制品和生產(chǎn)過程，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、執(zhí)行和控制的閉環(huán)管理，增強生產(chǎn)的智能化和柔性化。

【多品種小批量、客戶定制，國產(chǎn)PLC發(fā)展之道】

實現(xiàn)全自動化PLC生產(chǎn)和全制造流程信息集成，有效減少原器件和產(chǎn)成品庫存、提高PLC產(chǎn)量和質(zhì)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(chǎn)，從而提升國產(chǎn)PLC的市場競爭力，為更多的國產(chǎn)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(chǎn)、質(zhì)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(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建一個全互聯(lián)、高效運轉(zhuǎn)的數(shù)字化虛擬工廠，實現(xiàn)物理生產(chǎn)的快速響應(yīng)、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(wù)提升國產(chǎn)PLC的競爭力。

【面向管控一體化的縱向集成構(gòu)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(chǎn)執(zhí)行層和經(jīng)營管理層三層?，F(xiàn)場層主要有生產(chǎn)設(shè)備、工業(yè)機器人、掃描錄入設(shè)備、產(chǎn)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(chǎn)執(zhí)行層主要有生產(chǎn)監(jiān)控SCADA系統(tǒng)、物料管理WMS系統(tǒng)和生產(chǎn)執(zhí)行MES系統(tǒng)，以及分布在車間各處的看板系統(tǒng)；經(jīng)營管理層主要有ERP、CRM和SCM。

圖1  PLC數(shù)字車間系統(tǒng)集成架構(gòu)

主要內(nèi)容有：

1）PLC自動化柔性生產(chǎn)線。主要由智能電子看板、PCBA自動化生產(chǎn)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(shù)據(jù)集成平臺SCADA，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實時采集和生產(chǎn)運行監(jiān)控，應(yīng)用于車間/工廠監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)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(shè)備、自動上下料及傳送裝置等。其中PLC、MC和全自動測試設(shè)備采用和利時自有產(chǎn)品，其它通用設(shè)備外購。

c)自動化PCBA生產(chǎn)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(shè)備，具備雙向通信接口，接收來自MES的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和生產(chǎn)調(diào)度指令，采集設(shè)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(chǎn)作業(yè)管理、批次管理、質(zhì)量管理、設(shè)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(yīng)鏈管理、生產(chǎn)計劃、庫存管理等。

4）產(chǎn)品數(shù)據(jù)平臺：采用配置管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理電子CAD生成的BOM與PCBA數(shù)據(jù)、機械CAD生成的三維產(chǎn)品信息和裝配數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)版本控制并按照生產(chǎn)計劃的要求及時、準確地向生產(chǎn)線發(fā)放生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

5）其它智能化系統(tǒng)：包括智能工業(yè)電視系統(tǒng)、室內(nèi)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(yīng)用、增強現(xiàn)實系統(tǒng)等。通過各種物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對生產(chǎn)、環(huán)境和人員全面感知，為實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的精細化管理提供基礎(chǔ)支撐。

【基于CPS的全互聯(lián)架構(gòu)】

運用信息技術(shù)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(shè)全互聯(lián)的工廠CPS系統(tǒng)。

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

物料流：物料、在制品、產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)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(chǎn)；

無線網(wǎng)：采用WiFi、ZigBee、UWB無線和POE以太網(wǎng)供電技術(shù)，簡化車間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)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(nèi)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(gòu)

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(chǎn)作業(yè)管理、批次管理、質(zhì)量管理、設(shè)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(yīng)鏈管理、生產(chǎn)計劃、庫存管理等。

4）產(chǎn)品數(shù)據(jù)平臺：采用配置管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理電子CAD生成的BOM與PCBA數(shù)據(jù)、機械CAD生成的三維產(chǎn)品信息和裝配數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)版本控制并按照生產(chǎn)計劃的要求及時、準確地向生產(chǎn)線發(fā)放生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

5）其它智能化系統(tǒng)：包括智能工業(yè)電視系統(tǒng)、室內(nèi)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(yīng)用、增強現(xiàn)實系統(tǒng)等。通過各種物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對生產(chǎn)、環(huán)境和人員全面感知，為實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的精細化管理提供基礎(chǔ)支撐。

【基于CPS的全互聯(lián)架構(gòu)】

運用信息技術(shù)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(shè)全互聯(lián)的工廠CPS系統(tǒng)。

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

物料流：物料、在制品、產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)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(chǎn)；

無線網(wǎng)：采用WiFi、ZigBee、UWB無線和POE以太網(wǎng)供電技術(shù)，簡化車間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)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(nèi)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(gòu)

【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(gòu)系統(tǒng)集成，可以將各種不同的設(shè)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(yīng)用開發(fā)工具、現(xiàn)場設(shè)備接入、工業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)、控制運算引擎、規(guī)則引擎、工作流引擎、大數(shù)據(jù)引擎和可視化展示等組件。

SCADA系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域傳統(tǒng)的角色定位為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲和分布式計算等，但是隨著互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的飛速發(fā)展，SCADA不再僅僅限制在做數(shù)據(jù)提供者上，其與Web、GIS、大數(shù)據(jù)、智能技術(shù)、云計算、移動應(yīng)用、增強現(xiàn)實、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合，構(gòu)建企業(yè)數(shù)字化綜合運營平臺。

HOLLiSCADA不僅支持生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)、報警、事件和歷史數(shù)據(jù)，還擴展了對產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)、地理位置數(shù)據(jù)、音視頻多媒體數(shù)據(jù)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(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，支持特定行業(yè)的應(yīng)用功能定制開發(fā)；支持C/S和B/S方式的PC、移動設(shè)備、看板、大屏幕等多種圖形化展示方式，可以實現(xiàn)在異構(gòu)環(huán)境下的協(xié)同制造、生產(chǎn)監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理，適合于制造業(yè)智能工廠和數(shù)字化車間自動化集成應(yīng)用。

PLC制造數(shù)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(chǎn)效率、柔性制造、提高自動化管理水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量，是一個集數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)排產(chǎn)、生產(chǎn)監(jiān)控、產(chǎn)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(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品、環(huán)境和人員進行實時監(jiān)控；基于SCADA平臺之上構(gòu)建MES、WMS，實現(xiàn)車間生產(chǎn)集成管控；與CAD/PDM、ERP等系統(tǒng)進行對接，打通產(chǎn)品數(shù)據(jù)和企業(yè)經(jīng)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(shè)備進行安全防御：

防火墻：生產(chǎn)網(wǎng)與管理網(wǎng)之間、公司內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)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(quán)、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(shù)字證書進行安全認證

軟件系統(tǒng)：采用用戶權(quán)限、安全認證、數(shù)據(jù)加密傳輸和訪問控制

LK PLC/MC控制器：具有抗網(wǎng)絡(luò)攻擊設(shè)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(chǎn)品的國內(nèi)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(chǎn)裝備制造業(yè)的競爭力。

【實施工業(yè)云服務(wù)】

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(shù)和人力這一事實，引入物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)公共的工業(yè)云服務(wù)平臺，采用多租戶技術(shù)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(yīng)鏈對接、運維服務(wù)外包等服務(wù)，助力中小制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

圖4  智能制造工業(yè)云服務(wù)

自主技術(shù)創(chuàng)新，高效柔性定制

【自主技術(shù)全面創(chuàng)新】

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

˙采用自主軟硬件產(chǎn)品實現(xiàn)智能制造

˙高度自動化裝備和生產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)綜合運用

˙綜合數(shù)據(jù)集成和業(yè)務(wù)開發(fā)平臺

˙靈活的對象建模與業(yè)務(wù)邏輯編排工具

˙信息流轉(zhuǎn)自動化和調(diào)度智能化

˙多類型異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與綜合數(shù)據(jù)分析

˙高效、柔性、協(xié)同制造

˙支持云端部署，拓展應(yīng)用范圍

˙移動手持應(yīng)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(guān)鍵設(shè)備，通過“PLC制造數(shù)字化車間”建設(shè)，可以有效降低PLC產(chǎn)品的制造成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低庫存，提升國產(chǎn)PLC產(chǎn)品的市場競爭力。

和利時通過實施PLC數(shù)字化車間帶來的直接經(jīng)濟效益如下：

˙產(chǎn)品一次合格率達到98.5%

˙產(chǎn)品返修率低于0.4%

˙生產(chǎn)人員減少30%

˙生產(chǎn)效率提升50%

˙能耗降低10%

˙產(chǎn)量達到100萬模塊/年，增加值2億元以上

˙定制產(chǎn)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(jīng)