騰訊：物聯網數據分析IOT INSIGHT在數字工廠場景的落地（2022）（32頁）.pdf

1、物聯網數據分析IOT INSIGHT在數字工廠場景的落地胡李偉 產品負責人|01數字工廠方案簡介數字工廠方案簡介02IoT Insight產品介紹產品介紹03產品展望產品展望目錄目錄 CONTENT|數字工廠方案簡介01|騰訊集團戰略升級，全面擁抱工業互聯網|“ “工業互聯網是產業互聯網的主力軍工業互聯網是產業互聯網的主力軍” ”新基建是通往全面數字社會的“高速公路高速公路”，數據是驅動數字經濟發展的新“石油石油”,工業互聯網則是高效運行的“智能汽車智能汽車”工業地產文旅能源CSIG CSIG 云與智慧產業事業群云與智慧產業事業群獨立的工業互聯網事業部獨立的工業互聯網事業部產品 研發 架構 銷

2、售 運營 生態 交付 數據智能優圖AI實驗室云計算云計算未來網絡實驗室安全實驗室AIAI物聯網物聯網安全安全區塊鏈區塊鏈5G5G量子實驗室大數據大數據新成立的CSIG云與智慧產業事業群作為騰訊集團To B業務總出口，集中騰訊集團所有優勢技術資源，資金和人才，全力全力投入工業互聯網發展投入工業互聯網發展機器人實驗室數字工廠是制造業三大價值鏈的交匯點|生產生產MESMES銷售客戶物流供應鏈SCADADCSERPBI數字產業鏈數字產業鏈產品智能化產品智能化供、銷環節數字化生產經營管理數字化PLC產品設計技術服務售后服務產品價值鏈產品全生命周期的數字化生產價值鏈生產數字化生產數字化供應價值鏈構建數字工

3、廠面臨的挑戰|01.信息化不夠02.欠缺整體規劃03.系統需協同04.數據待挖掘如何構建數字化工廠，支撐生產運營綜合協同能力提升部分制造企業在某些業務領域日常運營及管理仍以手工的方式為主，整體信息化水平有待提升制造企業在局部領域已建設系統，但存在功能定位混亂，重復建設，浪費嚴重等問題。存在系統分散，數據分離的情況，對于流程的支撐碎片化，增加了的生產運營的管控難度，降低了整體效率工廠已累計了部分生產過程，銷售，研發，質量檢測等各類數據，但未對數據進行歸集并充分挖掘數據效力數字化工廠基礎架構目標具有足夠的靈活性和集成能力串起3大價值鏈|營銷管理系統物流管理生產執行系統信息化建設信息化建設傳統傳統I

4、TIT架構架構以流程自動化為中心以流程自動化為中心，預先確定流程場景，用軟件進行自動化預先確定流程場景，用軟件進行自動化技術架構不統一，維護成本高技術架構不統一，維護成本高廠商依賴程度高，自有團隊能力升級難廠商依賴程度高，自有團隊能力升級難煙囪式系統建設，數據共享困難煙囪式系統建設，數據共享困難業務響應周期長、無法持續能力沉淀業務響應周期長、無法持續能力沉淀以內控為主，無法滿足外延客戶運營以內控為主，無法滿足外延客戶運營數字化轉型數字化轉型基于云邊協同的新架構基于云邊協同的新架構以核心能力服務化和數據在線為中心，以核心能力服務化和數據在線為中心，快速實現創新和應對不確定性快速實現創新和應對不確

5、定性營銷系統客戶系統研發系統制造系統物流系統服務體系業務中臺、數據中臺、物聯中臺、組織協同平臺云基礎設施技術架構統一，自動化運維技術架構統一，自動化運維自有團隊能力提升，數字化運營組織建設自有團隊能力提升，數字化運營組織建設數據在線、實時共享、業務熱啟動數據在線、實時共享、業務熱啟動能力沉淀、持續運營、敏捷響應能力沉淀、持續運營、敏捷響應彈性擴展，以用戶彈性擴展，以用戶/ /客戶運營為導向客戶運營為導向大中臺大中臺能力沉淀數據在線持續運營小前端小前端快速響應數據共享業務創新騰訊云數字工廠平臺：SmartConnect|數字工廠一體機一個云原生運行環境一套工業集成PaaS組件硬件平臺軟件產品定位

6、：數字工廠物聯、集成、應用部署平臺|工業數字化應用工業數字化應用機加刀具管理應用設備物聯應用智能生產應用MES智能倉儲應用WMS工業現場安全應用aSafe設備管理應用APM容器化私有云運行環境工業工業PaaS平臺平臺工業一體機硬件1. 工業物聯平臺2. 工業應用集成平臺SmartConnect云原生PaaS組件3. 云原生一體機云原生一體機產品應用，智能工廠建設 / 工廠系統數字化一體化支撐|業務系統& 生產控制(ERP, SCM, PLM)接口 & 流程監控(HMI/SCADA)控制層 &數據整合(PLC)傳感器&儀器Level 0Level 1Level 3Level 4Level 2運營

7、控制(MES)數字化工廠方案數字化工廠方案 縱向數據采集和匯聚 橫向補充現有制造系統 基于角色的可執行制造應用傳統工廠數據架構傳統工廠數據架構集團管理工廠管理 車間管理數字化工廠中樞平臺數字化工廠中樞平臺數據采集網關數字工廠一體機數據采集數據處理數據傳輸產品應用，集團管理多級管控體系數字化|集團數字運營平臺集團數字運營平臺集團專有云企業內網企業內網數字工廠一體機工廠本地應用工廠本地應用工廠工廠A A數字工廠一體機工廠本地應用工廠本地應用工廠工廠B B數字工廠一體機工廠本地應用工廠本地應用工廠工廠C C3.集團應用統一管理2. 集團數據統一匯聚4.集團業務統一管控1. 集團IT資源統籌產品價值：

8、統一數字工廠建設標準|通過平臺的工業應用配置與開發工通過平臺的工業應用配置與開發工具構建平臺應用的統一開發與接入具構建平臺應用的統一開發與接入標準，實現平臺應用的標準化，解標準，實現平臺應用的標準化，解決企業應用孤島的問題。決企業應用孤島的問題。統一應用標準統一應用標準平臺所有應用使用統一的用戶體系，平臺所有應用使用統一的用戶體系，一個賬號可使用所有的平臺應用。一個賬號可使用所有的平臺應用。統一用戶標準統一用戶標準通過物模型通過物模型& &業務模型的方式構建企業業務模型的方式構建企業的數據接入，存儲，使用等標準，構建的數據接入，存儲，使用等標準，構建企業的標準化數據平臺。企業的標準化數據平臺。

9、統一數據標準統一數據標準統一標準通過平臺的集成工具可快速集成應用通過平臺的集成工具可快速集成應用& &數據，大大降低集成成本，以統一的架數據，大大降低集成成本，以統一的架構和標準實現系統之間的對接，為企業構和標準實現系統之間的對接，為企業系統集成建立標準和成果積累。系統集成建立標準和成果積累。統一集成標準統一集成標準IoT Insight產品介紹02|IoT Insight的典型應用場景|設備條件監測設備狀態監測設備狀態異常告警設備異常根因分析設備預測性維護提前維護預警減少非計劃停機與故障設備管理實時OEE管理設備OEE指標計算全局OEE實時監控生產KPI班組/個人生產量班組/個人良品率生產效

10、率管理能耗實時監測能耗數采與實時展示能耗分布節能控制節能控制節省能耗支出節能減排SPC分析及時發現產品工藝缺陷實時展示SPC過程控制圖提升產品工藝品質相關性分析設備、工藝過程參數相關性分析質量分析場景1：生產數字化管理|基于基于IoT InsightIoT Insight，連接生產制造設備，實現設備數據采集、狀態監控、維修工單管理、報警、，連接生產制造設備，實現設備數據采集、狀態監控、維修工單管理、報警、OEEOEE分析等，同時也可以與分析等，同時也可以與APS&MESAPS&MES系統聯動，實現生產計劃自動下發，配方管理，校驗防錯等，充分提升設備與系統的協同效率。系統聯動，實現生產計劃自動下

11、發，配方管理，校驗防錯等，充分提升設備與系統的協同效率。設備1控制器設備2控制器設備n控制器檢測儀器ATE 接口生產線設備連接數據采集數據展示控制/參數透傳其他系統設備基礎數據設備狀態數據設備報警數據異常報警故障工單下發問題處理問題處理設備數據存儲企業大數據平臺BI數據分析 看板、報表ATE取數 場景2：企業上下游供應鏈智能化監控管理|設備數據采集設備數據采集: : 模具設備模具設備, , 噴漆噴漆, ,溫溫度度/ /壓力壓力/ /偏移偏移, , 檢測設備檢測設備, ESD, ESD環環境境, ,等工業數據等工業數據制造系統制造系統打通打通: : ERPERP、MES, WMS關鍵數據提取采集

12、p 對于對于鏈主鏈主企業企業業務業務：大幅度提高大幅度提高在線質量分析在線質量分析效率和準確率效率和準確率問題預警，及時了解問題點并采取有效問題預警，及時了解問題點并采取有效的改善措施的改善措施閉環管理和協同運營，實現質量的持續閉環管理和協同運營，實現質量的持續改善改善p 對于外部供應商：對于外部供應商：幫助平臺和技術支持，提高供應商等合幫助平臺和技術支持，提高供應商等合作伙伴自身數字化水平作伙伴自身數字化水平p 對于生態建設：對于生態建設：實現供應鏈上下游的高效協同和信息實現供應鏈上下游的高效協同和信息共享共享數字化，網絡化，智能化質量管理解數字化，網絡化，智能化質量管理解決方案決方案, ,

13、 提高整個產業鏈提高整個產業鏈/ /生態鏈核心生態鏈核心競爭力競爭力通過對產品質量數據、安裝數據、運維數據的分析，展現各供通過對產品質量數據、安裝數據、運維數據的分析，展現各供應商產品質量優劣勢以及發展趨勢；應商產品質量優劣勢以及發展趨勢；督促供應商嚴格質量管控，改進生產工藝、不斷提升物資質量。督促供應商嚴格質量管控，改進生產工藝、不斷提升物資質量。優化采購策略，提升采購物資質量。優化采購策略，提升采購物資質量。風險預警，故障診斷，閉環管理，運營協同風險預警，故障診斷，閉環管理，運營協同騰訊云工業一體騰訊云工業一體機機供應商供應商 / / 委外加工單委外加工單公有云網絡企業內網企業供應鏈智能化

14、管控企業供應鏈智能化管控場景價值：場景價值：生產實時監控質量和產量跟蹤對比利用利用IOTIOT技術實現企業技術實現企業外部的管控和協同外部的管控和協同，支持企業，支持企業產業鏈產業鏈能力建設能力建設iot采集系統集成場景3：綜合能源管理/雙碳優化|方案實現綜合能源管理解決方案架構圖對于工廠能的空壓機、中央空調、循環冷卻水等高能耗設備進行統一的納管可控制，節省能源消耗設備層IOT硬件傳輸層IOT-HUB邊緣層邊緣服務器LORA基站網關路由PaaS層ECSHbaseELBCCEKafkaRESaPaaS層數字大屏設備組態AI算法協議服務用戶管理自定義報表應用層設備數字化監控、運維整站能源優化管理整

15、站智能化控制空調主機傳感器4G/有線中央空調邊緣服務器能源可視化能源運維能源統計能源優化能源報表能源智控空壓機傳感器空壓站邊緣服務器Lora/有線4G/有線4G/有線循環水質傳感器循環水邊緣服務器Lora/有線 4G/有線4G/有線技術方案功能模塊智能水表智能電表智能蒸汽表智能天然氣表LoRa/有線/4G能源監測/設備數字化空壓站智控中央空調智控冷卻循環水智控業務場景通過智能傳感器及邊緣服務器，實現設備數據采集分析，通過AI算法，進行設備的智能化調節。IoT Insight是什么 |IoTIoT InsightInsight設備連接設備連接數據計算數據計算資產模型資產模型工業組態工業組態/ /

16、設備設備可視化儀表盤可視化儀表盤工業網關上位機 & HMICNC & RobotPLC DCS RTU數據分析數據分析集團控制塔生產管控質量管理MESWMS設備管理數字孿生采集OT數據200+主流協議支撐50萬點/s點位在線配置結構化數據實時計算、轉換、時序對齊資產時序分析、SQL分析拖拽式開發豐富的組態數據動態綁定關聯設備連接：主流工業協議和工業設備連接支持|一體機直接一體機直接內置工業協議內置工業協議驅動和驅動和MQTTMQTT接收，可以接收，可以直接從控直接從控制器采集數據制器采集數據，也可以，也可以對接網關獲取數據對接網關獲取數據MQTT/HTTP高性能可伸縮高性能可伸縮，單機支持最高

17、，單機支持最高50w/s50w/s, ,可同時采可同時采集大量設備和系統數據，集大量設備和系統數據，降低總體采集成本降低總體采集成本工業網關設備連接：通道和設備配置簡化連接過程，快速獲取數據|通道通道- -設備設備- -點位點位3 3級管理配置級管理配置，符合自動化技術符合自動化技術人員的使用習慣人員的使用習慣目錄組織管理目錄組織管理，支持和支持和企業組織企業組織結構打通結構打通支持支持采集數據即采集數據即時預處理時預處理，規范規范業務計量業務計量單位單位資產建模：多維度資產建模和指標計算|貼片機貼片機資產模型資產模型貼片機貼片機1 1靜態屬性： tool_id（設備id）:測量屬性： goo

18、d_count（成功數）: bad_count（失敗數）:轉換屬性： quality（合格率）： good_count/(good_count-bad_count)分析指標： oee（設備綜合效率）：創建資產靜態屬性： tool_id（設備id）:pt1012測量屬性： good_count（成功數）:128 bad_count（失敗數）:4轉換屬性： quality（合格率）： 0.96875分析指標： oee（設備綜合效率）：91.23%資產資產資產建模：支持將具備同樣特征的同一類資產統一抽象為一個模型，以資產管理的角度將來自不同數據源、不同類型的數據統一進行建模，從而便于數據的集中管理以

19、及資產維度的分析能更便捷的展開。產線總產量合格通過產量產線OEE產線模型產線模型產線總產量合格通過產量產線OEE車間模型車間模型成功操作數失敗操作數合格率設備OEE貼片機模型貼片機模型電表模型電表模型印刷機模型印刷機模型沖床模型沖床模型正向電壓A正向電壓B正向功率A耗電值印刷速度加工結果產品名稱設備OEE沖壓次數操作人員良品計數次品計數工廠模型工廠模型工廠總能耗產能利用率每單位制造成本整體設備效率資產數據計算：當資產對應的測量值上報，則會自動根據模型定義的轉換值、分析指標進行后臺計算。同時平臺提供時序存儲的能力，將設備高頻次上報及計算后的時序數據以毫秒處理寫入。資產建模：多層級資產模型與實例化

20、管理|目錄層級化管理可通過目錄樹管理資產層級結構，用戶可便捷的查看不同資產層級對應的各類數據，解決資產管理混亂且無關聯性的痛點問題。如某個工廠有多條產線，每個產線有若干設備，則根據 工廠、產線、產線下設備層級關系建立資產，每個層級選擇對應的資產模型實例化。資產配置管理資產實例化需要進行靜態屬性、測量屬性與點位的綁定關系配置以及父資產與子資產的關聯關系配置。例如配置資產的某個測量屬性“溫度”與“通道1.設備1.溫度”關聯。數據計算：實時流計算支持豐富的算子能力|數據管道：快速對設備數據源數據進行預處理，對數據進行數據管道：快速對設備數據源數據進行預處理，對數據進行篩選、過濾、轉換、聚合，篩選、過

21、濾、轉換、聚合，獲取業務所需數據，建立獲取業務所需數據，建立時序存儲，降低用戶處理數據的開發與維護成本時序存儲，降低用戶處理數據的開發與維護成本設備數據源表達式、篩選器數據過濾清洗設備數據存儲數據庫選取數據輸出需要數據設備數據分類計算平臺存儲數據數據指標計算轉換 100+函數數學時間比較條件聚合/時序 20+函數求和均值計數最大最小差分標準差時序函數腳本語言 2PythonJS數據計算：時序數據處理|Pressure Sensor 0.5s/Pressure Sensor 0.5s/次次Temperature SensorTemperature Sensor 1s/1s/次次timestamp

22、Value1s34.43s35.22s34.64s34.75s 32.16s30.1timestampValue0.5s121s141.5s162s02.5s143s15timestampPressure SensorTemperature Sensor0.5s1234.41s1434.41.5s1634.62s1634.62.5s14 35.23s1535.2流計算降頻、時間窗口內對齊 數據質量：數據質量可能很差，需要去重、補齊、去異常等預處理 數據異頻：工業傳感器采集頻率各不相同Pressure+Temperature Sensor 0.5s/Pressure+Temperature Se

23、nsor 0.5s/次次工業數據計算、分析前，會面臨的問題：With Insight 缺失：數據丟失未能及時上報數據降頻時間窗口處理補值（補0、補前一值、最大值）異常數據刪除 亂序：由于各種環境原因，數據可能會出現晚到的情況數據分析：時序數據分析|時序數據處理時序數據處理降頻、數據補齊、降頻、數據補齊、數據時序對齊數據時序對齊數據亂序處理數據亂序處理數據篩選數據篩選序列分析算法序列分析算法數據畫像數據畫像數據質量分析數據質量分析數據匹配數據匹配數據修復數據修復異常檢測異常檢測質量分析、故障發現、不良根因分析質量分析、故障發現、不良根因分析產量對標、損耗對標、良率對標，異常發現、影響因子分析產量

24、對標、損耗對標、良率對標，異常發現、影響因子分析序列發現序列發現頻域處理頻域處理連續查詢連續查詢UDFUDF自定義自定義Xml/Xml/jasonjason抽取抽取數據合并數據合并數據拆分數據拆分時序轉多維表生時序轉多維表生成成設備數據分析設備數據分析單設備單指標序列分析單設備單指標序列分析多個設備單指標時序分析多個設備單指標時序分析多個設備多指標時序數據分析多個設備多指標時序數據分析多維數據多維數據SQLSQL分析處理分析處理AIAI分析模型調用分析模型調用數據分析：離線分析是什么|ERPMES三方數據庫各工業系統SQL server、MySQL、PostgreSQL資產歷史數據設備資產WM

25、SPDM冷數據存儲文件導入Connect DBSQL任務開發自動報表：日、月報表統計需要分析什么數據？需要分析什么數據？如何分析？如何分析？分析價值分析價值? ?產能分析：優化生產配置故障分析：改進生產流程能耗分析：如何降低成本高效查詢單多表join常規函數聚合函數定時周期調度數據分析-離線分析產品名稱批次當日目標當月累計完成當日目標達成率煤炭A1234523421591.88%化纖C2345625523090.20%燒堿T1234518914074.07%合成橡膠D245521220295.28車間月報表統計設備id設備名稱正常時間報警時間維護時間速度慢設備AA123455047293.65

26、0.4設備BC23456576367236設備CT123455047236108設備DD2455576367236MES、ERP數據結合，如：管理員、維護原因、采購原料產能分析導致目標達成率低的原因？自定義自定義SQLSQL分析和外部數據表接入分析和外部數據表接入能力，支撐多種業務數據分能力，支撐多種業務數據分析要求功能析要求功能基于基于優化的優化的ClickhouseClickhouse運行運行分析任務，兼具性能和高擴展性分析任務，兼具性能和高擴展性CK SELECT Query：SELECT DISTINCT expr_listFROM db.table | (subquery) | ta

27、ble_function INNER|LEFT|RIGHT|FULL|CROSS OUTER JOIN (subquery)|table USING columns_listWHERE exprGROUP BY expr_list WITH TOTALS|組態可視化：低代碼工業組態可視化開發|提供豐富的提供豐富的行業設備組件行業設備組件，支持，支持低代碼免代碼開發低代碼免代碼開發，沒有前端與后臺經驗的用戶也能快速上，沒有前端與后臺經驗的用戶也能快速上手手，高效開發設備可視化大屏和工業組態應用。，高效開發設備可視化大屏和工業組態應用。組態可視化：預制大量行業開發資源，開箱即用|裝備制造產線裝備制造產線電子制造產線電子制造產線產品展望03|IoT Insight未來展望| 行業模型沉淀 工藝機理沉淀騰訊云IoT行業通用能力沉淀h商開箱即用能力進一步提升消費者開放合作國產開源時序數據庫合作 SQL分析：能夠提供查詢分析器，提升制造業企業用戶使用門檻非常感謝您的觀看|