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典型案例

典型案例
航天云網船舶行業關鍵工業設備上云應用案例
發布時間:2019-12-20

一、項目背景

中船黃埔文沖船舶有限公司把成為“國內領先、世界一流”的創新型海洋裝備集團作為公司新的戰略目標,亟需尋找新的切入點和突破口以適應新時代背景的發展需求。因此,現代造船模式需要在傳承中進一步發展,注入新的理念和方法,加快創新升級步伐,打造建模升級版。

航天云網公司圍繞中船公司產業結構調整、發展方式轉型要求,打造“船舶云”平臺,形成覆蓋行業產業鏈的云應用集群,突破地域、組織、技術的界限,整合集聚、開放、共享各類要素和資源,推動制造資源對接和優化配置,打通產業鏈上下游信息流、業務流與資金流,推動產業鏈協同創新和生態化發展,支撐中船公司未來商業模式與產業模式的創新發展。

二、項目建設內容

項目搭建高可靠性的IaaS平臺與PaaS平臺,實現與邊緣層數據的對接,部署設備監控軟件,實現對切割機、動能源等設備的智能化監控。結合設備歷史數據與實時運行數據,構建數字孿生,及時監控設備運行狀態,實現設備預測性維護?;诂F場能耗數據的采集與分析,對設備、產線、場景能效使用進行合理規劃,提高能源使用效率,實現節能減排,“船舶云”平臺系統架構如下圖所示。

圖1 “船舶云”平臺系統架構

邊緣層由動能源監控系統以及數控切割機監控系統組成,兩套系統分別獲取了能源數據及核心機加工設備數據,連接終端設備與云,提供實時計算、遠程控制、數據緩沖、數據解析和初步分析等功能,包含邊緣傳感器、控制器、網關和邊緣服務器相關產品和面向各個領域場景的解決方案。

IaaS層以 OpenStack 為核心構建,提供完善的云基礎設施服務能力,涵蓋計算、存儲、網絡、安全等7大 IaaS服務。

通用PaaS層采用“Kubernetes + Docker”技術路線,為用戶提供基于容器的應用軟件開發和運行時所需的支撐環境,包括數據庫、應用支撐、軟件開發、微服務管理、大數據和物聯網等云化服務。

工業與通用PaaS層構建面向船舶行業的工業大腦,提供以數據為核心的工業機理模型資源池、微服務組件資源池、工業數據資源池以及建模工具、算法工具、數據治理工具等工具庫。

應用層通過與PaaS層的對接實現數據的展示和分析,在各子系統呈現應用的功能,實現數據的真實轉換和利用,通過物聯應用(web應用和移動端應用),提供實時監控、故障報警等應用。

三、項目實施效果

通過項目實施,航天云網公司幫助客戶主要達到以下建設成效:

1.保證通過物聯應用對設備性能分析,結合企業生產經營狀況,合理推薦適合生產特定產品的設備,從而實現設備及產品的最大優化。這不僅給船廠節省了前期投入,還通過產品品質提升創造更大的經濟價值及生產經濟效益。該公司全年未發生重大工控系統安全事件。

2.通過對船廠現有的切割機、動能源傳感設備的聯網及上云,實現對設備的監控,上云設備數達到75 臺套以上。

3.萬臺活躍設備TPS(每秒吞吐能力)不小于25M/秒,QPS(每秒數據處理能力)不小于40000 條/秒,平均響應延遲不高于300ms。

4.通過物聯應用解決方案的實施,規范對外接口,減少系統上線時間15%。

5.通過物聯應用解決方案的實施,規范對外接口,減少系統部署成本15%。

6.通過數據展現及分析,結合預告警和生產情況,合理利用設備,從而最大化利用好設備,設備利用率提升10%。

7.通過應用電力傳感設備上云及監控,實現船廠電力消耗數據同比上一年度下降10%。

8.通過應用氣體傳感設備上云及監控,實現船廠二氧化碳等氣體的消耗數據同比上一年度下降15%。

9.通過物聯應用解決方案提升維修效率、縮短維修時間,從而減少設備的停產時間,減少故障對生產的影響,實現計劃外故障停機減少10%。

10.通過設備物聯監控及應用的使用,完成生產智能化排產,實現生產效率提升3%。

11.設備物聯應用的投入使用,通過安全預警及預維護維修通知,提高了設備及人員的安全性,減少在設備維護維修上的無謂投入,節省了開支。

12.通過物聯應用對設備性能分析,結合企業生產經營狀況,合理推薦適合生產特定產品的設備,從而實現設備及產品的最大優化。這種優化不僅給船廠節省了前期投入,還能通過產品的品質提升創造更大的經濟價值,提升企業生產經濟效益。

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