電工裝備智慧物聯(lián)平臺——現(xiàn)代化智慧供應鏈體系
引言：
國電通與太極股份依托雙方工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)領域的總體規(guī)劃、設計以及建設能力，攜手打造國家電網(wǎng)電工裝備智慧物聯(lián)平臺，助力電網(wǎng)行業(yè)現(xiàn)代供應鏈升級。
一、項目概況
電力設備質(zhì)量既是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的物質(zhì)基礎，也是構建堅強智能電網(wǎng)的信心基石，“智能監(jiān)造、選好選優(yōu)”是實現(xiàn)國家電網(wǎng)質(zhì)量強網(wǎng)、推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵。
1. 項目背景
為貫徹習近平總書記提出的打造“現(xiàn)代供應鏈”新發(fā)展理念，國家電網(wǎng)組織開展現(xiàn)代（智慧）供應鏈體系建設，建設運營好堅強智能電網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)，做出了全面系統(tǒng)部署，對物資專業(yè)提出更高要求。物資作為企業(yè)核心資源，發(fā)揮著促進企業(yè)內(nèi)部融合貫通、帶動外部產(chǎn)業(yè)協(xié)同合作的重要作用，應用大云物移智邊鏈等技術，建設電工裝備智慧物聯(lián)平臺，將感知層向供應商側延伸，是國家電網(wǎng)高質(zhì)量建設電力物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。
2. 項目簡介
1、 涵蓋業(yè)務：
由公司內(nèi)部物資業(yè)務向智能監(jiān)造、訂單監(jiān)控、供應商服務等業(yè)務轉變，涉及的業(yè)務種類、數(shù)據(jù)量和緊密度大幅增加。
2、 面向?qū)ο螅?/span>
由面向公司內(nèi)部人員及直接供應商向全供應鏈伙伴、社會公眾轉變，涉及的與公司內(nèi)部橫縱向部門單位以及公司外部單位協(xié)同面更廣。
3、 系統(tǒng)體系：
由ECP、ERP為主的物力集約化管理信息系統(tǒng)，向數(shù)字物資資產(chǎn)到實物物資資產(chǎn)的供應鏈管理平臺轉變，涉及多系統(tǒng)間業(yè)務對接、數(shù)據(jù)交互。
4、 建設思路：
遵循國家電網(wǎng)信息化體系架構，結合供應商信息化現(xiàn)狀及接入意愿開展平臺建設。按平臺統(tǒng)一、架構統(tǒng)一、標準統(tǒng)一的原則進行頂層技術路線、架構、標準的設計制定。
3. 項目目標
以國家電網(wǎng)電工裝備智慧物聯(lián)平臺總體規(guī)劃要求為基礎，按照智慧供應鏈體系的統(tǒng)一部署，圍繞電工裝備智慧物聯(lián)平臺“一個平臺、兩個服務、三個提升”的建設目標，明確系統(tǒng)總體架構、數(shù)據(jù)交互、安全管理和部署實施總體要求，規(guī)范各建設組成部分的架構要求、功能設置、集成方式、系統(tǒng)部署等要求，為電工裝備物聯(lián)平臺提供建設實施依據(jù)。
二、項目實施概況
電工裝備智慧物聯(lián)平臺定位是：對外延伸到供應商生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量、進度管控作業(yè)，對內(nèi)與ERP、ECP進行貫通，為供需雙方質(zhì)量管控、服務協(xié)同、數(shù)據(jù)挖掘、價值創(chuàng)造提供平臺支撐。
1. 項目總體架構和主要內(nèi)容
（1）總體方案
電工裝備智慧物聯(lián)平臺是以電工裝備制造業(yè)數(shù)據(jù)全網(wǎng)互聯(lián)共享為核心，利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新技術，實現(xiàn)對電工裝備供應商物聯(lián)數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)的智能感知、協(xié)同交互、共享匯聚和分析應用。其整體架構如下圖所示：
圖1 總體架構圖
（2）工廠側采集
主要包括工廠數(shù)據(jù)匯集采集終端和智慧物聯(lián)數(shù)據(jù)網(wǎng)關兩部分。支持一個供應商對應多工廠接入，支持多個品類、多個物聯(lián)網(wǎng)關、多個屬地化接入。其關系如下圖所示：
圖2 工廠側采集功能設計圖
智慧物聯(lián)數(shù)據(jù)網(wǎng)關：部署在工廠端，一端連工廠局域網(wǎng)，一端連信息外網(wǎng)，負責將采集的工廠數(shù)據(jù)上傳信息外網(wǎng)指定位置。主要負責抓取工廠側匯聚的物聯(lián)數(shù)據(jù)，并將采集到的物聯(lián)數(shù)據(jù)上傳至品類管理數(shù)據(jù)中心。
（3）智慧物聯(lián)管理中心
智慧物聯(lián)品類管理中心按品類劃分為多個品類管理中心，集中管理各品類上傳的物聯(lián)數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)。供應商的物聯(lián)數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)關上傳到物聯(lián)品類管理中心；供應商ERP、MES中的業(yè)務數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通道直接上傳到物聯(lián)品類管理中心，其系統(tǒng)拓撲圖如下：
圖3 智慧物聯(lián)管理中心設計圖
（4）智慧物聯(lián)系統(tǒng)
整合各智慧物聯(lián)品類管理中心，利用頁面集成和服務集成方式，形成品類專業(yè)版塊和綜合服務版塊。
（5）智慧物聯(lián)數(shù)據(jù)匯聚與應用
各品類管理中心的物聯(lián)數(shù)據(jù)，接入到全業(yè)務統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心，為高層次分析服務提供數(shù)據(jù)支持。
2. 網(wǎng)絡、平臺或安全互聯(lián)架構（一個或多個均可）
（1）平臺功能架構
電工裝備智慧物聯(lián)主要包括：工廠側供應商數(shù)據(jù)采集中心、智慧物聯(lián)網(wǎng)關、智慧物聯(lián)品類管理中心、智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)、智慧物聯(lián)數(shù)據(jù)匯聚與應用五部分。
圖4 系統(tǒng)功能框架圖
（2）供應商側數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構
所有品類供應商接入遵循統(tǒng)一接入標準，獲取供應商訂單信息、排產(chǎn)信息，抓取設備信息、出廠試驗信息，保證數(shù)據(jù)不失真，嚴格管控數(shù)據(jù)采集中心管理權限。
（3）智慧物聯(lián)網(wǎng)關網(wǎng)絡架構
數(shù)據(jù)的同步采用推送的方式，交互采用面向資源的RESTful API實現(xiàn)抓取和推送，并通過https加密所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路。其網(wǎng)絡拓撲結構如下圖所示：
圖5 智慧物聯(lián)網(wǎng)關網(wǎng)絡拓撲圖
（4）品類管理中心網(wǎng)絡架構
系統(tǒng)設計將業(yè)務數(shù)據(jù)和物聯(lián)數(shù)據(jù)分開處理，通過不同的物聯(lián)數(shù)據(jù)通道進行數(shù)據(jù)交互。各接入供應商工廠內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)關將物聯(lián)數(shù)據(jù)匯總并上傳給品類管理中心，同時品類管理中心會提供應用軟件服務同各接入供應商的業(yè)務系統(tǒng)（ERP、MES等）進行業(yè)務數(shù)據(jù)交互。
圖6 品類管理中心網(wǎng)絡拓撲圖
（5）智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡架構
智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)建設采用分層模式進行開發(fā)實現(xiàn)，智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)如下圖所示：
圖7 智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
（6）物聯(lián)數(shù)據(jù)匯聚與應用網(wǎng)絡架構
遵從“一平臺、一系統(tǒng)、多場景、微應用”的總體信息化架構原則，依托電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺、供應鏈數(shù)據(jù)管理服務平臺，智慧運營中心技術架構形成電工裝備智慧物聯(lián)應用的總體技術解決方案。
物聯(lián)數(shù)據(jù)匯聚與應用如下圖所示：
圖8 物聯(lián)數(shù)據(jù)匯聚與應用網(wǎng)絡拓撲圖
3. 具體應用場景和應用模式
（1）應用場景概述
電工裝備智慧物聯(lián)平臺是電力物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，是電力物聯(lián)網(wǎng)在物資專業(yè)的具體體現(xiàn)，業(yè)務需求包括制造環(huán)節(jié)的訂單監(jiān)控，智能監(jiān)造，質(zhì)量評價，在線支持，產(chǎn)能調(diào)配，供應商協(xié)同，大數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容。
（2）訂單跟蹤
以采購訂單和所屬項目信息為主線跟蹤產(chǎn)品制造全過程，做到訂單生產(chǎn)軌跡的可視可分析、實時可查詢。對于制造過程中出現(xiàn)的質(zhì)量等問題，國家電網(wǎng)及供應商可以及時發(fā)現(xiàn)、及時解決并對問題進行追溯。
（3）智能監(jiān)造
通過電工裝備智慧物聯(lián)平臺實時獲取生產(chǎn)線生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)、工業(yè)控制數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)、設備檢測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)及檢驗流程實時監(jiān)控，對關鍵工序問題進行提醒并給出生產(chǎn)工序優(yōu)化建議。
通過主動抓取生產(chǎn)訂單的每道生產(chǎn)工序的數(shù)據(jù)，形成相應的分析圖表，更加直觀展示生產(chǎn)情況。同過將一采購訂單多分支生產(chǎn)訂單的進度監(jiān)控，能夠支持多訂單的實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)監(jiān)控和追溯。
（4）質(zhì)量評價
用戶通過電工裝備智慧物聯(lián)平臺對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、工序及工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設備產(chǎn)品數(shù)據(jù)、IT系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集分析，并利用在系統(tǒng)中預制的專業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量評價模型對供應商工序及工藝進行評價。
（5）在線支持
用戶現(xiàn)場人員可以通過電工裝備智慧物聯(lián)平臺向技術專家（用戶和供應商）申請在線支持，技術專家開展問題遠程診斷分析，通過視頻、音頻等方式提供遠程指導和支持，對質(zhì)量、服務問題跟蹤追溯。
（6）產(chǎn)能調(diào)配
物資管理部門通過電工裝備智慧物聯(lián)平臺獲取供應商ERP系統(tǒng)中的庫存信息和MES系統(tǒng)中的排產(chǎn)信息，通過大數(shù)據(jù)分析供應商生產(chǎn)能力，跟蹤并分析包括多產(chǎn)品、多品類的設備生產(chǎn)飽和度、產(chǎn)品生產(chǎn)周期、合理供貨周期、交貨計劃與到貨進度等供應商產(chǎn)能信息。
（7）供應商協(xié)同
通過電工裝備智慧物聯(lián)平臺及時向供應商反饋交貨時間預期、安裝調(diào)試、設備運行、供應商評價等信息，提高項目交付履約及時性，實時跟蹤設備故障及缺陷發(fā)起、解決進度、處理結果，為供應商履約協(xié)同提供支撐。
（8）大數(shù)據(jù)分析
以采購訂單和所屬項目信息為主線，參考物資采購標準，開展多維度大數(shù)據(jù)分析，對內(nèi)指導電網(wǎng)建設和運行，對外引導電工裝備制造行業(yè)技術改造和產(chǎn)能升級。
4. 安全及可靠性
（1）防護目標
結合電工裝備智能監(jiān)造業(yè)務特點，在國家電網(wǎng)現(xiàn)有信息安全防護體系基礎上設計總體規(guī)劃方案，滿足業(yè)務安全、高效、穩(wěn)定接入需求，提升電工裝備智慧物聯(lián)信息化建設管理水平。
（2）防護原則
l 合規(guī)性原則
電工裝備智慧物聯(lián)平臺是國家電網(wǎng)供應商設備生產(chǎn)監(jiān)造核心業(yè)務系統(tǒng)，必須符合國家相關安全法律、法規(guī)的要求。
l 高可用性原則
系統(tǒng)設計具備高可靠性和安全性，保障單系統(tǒng)單節(jié)點故障并不會影響整體防護系統(tǒng)的運行與防護效果。
l 體系化原則
系統(tǒng)設計從全局體系化著眼，以實際可運營為要求，實現(xiàn)安全防護體系建設。
l 高擴展性原則
系統(tǒng)所選擇的軟硬件具有一定的通用性，采用標準的技術、結構、系統(tǒng)組件和用戶接口。應采用先進的技術設備，便于今后的業(yè)務規(guī)模擴展后的防護能力提升。
（3）防護范圍
安全防護范圍主要包括智慧物聯(lián)網(wǎng)關、智慧物聯(lián)品類管理中心、智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)和物聯(lián)數(shù)據(jù)匯聚與應用的安全。
（4）防護方案
l 邊界安全
l 主機安全
l 數(shù)據(jù)安全
l 應用安全
l 終端安全
l 安全管理
l 安全監(jiān)測
5. 其他亮點
（1）智慧物聯(lián)網(wǎng)關邊緣計算體系建設
電工裝備智慧物聯(lián)網(wǎng)關通過建立高效、標準化的技術體系，可以順利實現(xiàn)與以離散為主的廣大國家電網(wǎng)供應商之間進行信息交互，并使得這種交互變得更加快捷和高效。
技術體系應涵蓋協(xié)議解析、數(shù)據(jù)存儲及處理、設備信息建模、邊緣計算、設備管理、安全防護等功能模塊，宜具備本地通信、遠程通信等功能模塊。
圖9 智慧物聯(lián)網(wǎng)關技術架構圖
（2）符合3IM工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準模型
平臺建設的一個重點領域，是建立符合3IM工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準的信息模型，可以實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息在語義層面的標準化描述，從而保證互聯(lián)之后各工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對象的信息能夠交互。
三、下一步實施計劃
1. 總體建設計劃
在2021年6月底前分三個階段開展建設工作。
圖10 項目總體計劃圖
2. 試點期間計劃
從2019年4月到2019年底，系統(tǒng)完成試點驗收及上線展示，其中2019年9月初，完成品類管理中心、智能物聯(lián)網(wǎng)關設計開發(fā)，2019年10月底，電工裝備智慧物聯(lián)平臺主要功能開發(fā)完成，2019年底開展試點應用。
3. 推廣階段計劃
2019年底，完成主平臺、品類管理中心開發(fā)及實施，到2020年底完成50%的主流供應商接入。
4. 全面覆蓋階段計劃
從2020年~2021年中，全面開展項目全覆蓋工作，將完善及優(yōu)化主平臺和子系統(tǒng)功能，深化平臺應用。
四、項目創(chuàng)新點和實施效果
1. 項目先進性及創(chuàng)新點
（1）創(chuàng)新優(yōu)勢
電工裝備智慧物聯(lián)平臺基于創(chuàng)新發(fā)展的供應鏈新理論、新技術、新模式，在功能設計上，對不同供應商的生產(chǎn)能力、檢測能力、服務水平進行多維度的對比分析，建立行業(yè)對標指標，極大促進了行業(yè)整體提升。
在技術上，系統(tǒng)采取先進的微服務架構設計，并且系統(tǒng)多個微服務互相配合，采集供應商生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù)，支撐實時在線監(jiān)造，制造環(huán)節(jié)訂單監(jiān)控、質(zhì)量評價的等業(yè)務功能。
配套的電工裝備智慧物聯(lián)網(wǎng)關，在邊緣計算領域，不但提供基于模型驅(qū)動的數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)保真、數(shù)據(jù)處理等功能，還特別創(chuàng)新設計開發(fā)了基于可配置的線性算法模型的動態(tài)數(shù)據(jù)抓取機制，利用智能算法實現(xiàn)節(jié)能增效、資源利用的最大化。
（2）競爭優(yōu)勢
電工裝備智慧物聯(lián)平臺是涉及國家電網(wǎng)所有品類的眾多供應商，與同類解決方案相比，體系更完整，架構更先進，更貼近業(yè)務，具備一定競爭優(yōu)勢。
（3）推廣優(yōu)勢
電工裝備智慧物聯(lián)平臺項目，將供給側和需求側緊密相連，更加突出需求驅(qū)動、創(chuàng)新引領、互利共享理念，整體方案設計科學、健全，兼容性和開放性更加全面，項目可覆蓋多個類型的制造企業(yè)，包含流程制造和離散制造。可在多個行業(yè)和領域內(nèi)推廣普及。
（4）增值服務優(yōu)勢
借助電工裝備智慧物聯(lián)平臺，可深度了解供應商的產(chǎn)能、服務能力及經(jīng)營狀況等，服務于系統(tǒng)內(nèi)金融單位挖掘潛在客戶和風險評估，同時為供應商提供產(chǎn)融融合的增值服務（供應鏈金融服務）。
2. 實施效果
（1）實施應用成效
電工裝備智慧物聯(lián)平臺項目深化平臺與供應商互聯(lián)，擴大供應商平臺互聯(lián)范圍，促進供應鏈上下游供給和需求對接，實現(xiàn)多維精準互聯(lián)，實現(xiàn)設備全生命周期質(zhì)量信息供需雙向融通。
（2）盈利成效展望
電工裝備智慧物聯(lián)平臺在當前制造業(yè)積極探索由傳統(tǒng)產(chǎn)品為中心向以服務為中心轉變的背景下，服務化延伸模式可以有效延伸價值鏈條、擴展利潤空間，如果發(fā)展到一定程度，可以為供應鏈體系內(nèi)的制造業(yè)競爭優(yōu)勢的核心來源。
聲明
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