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车云灵活数采方案:释放数据价值,加速智能创新 →

企业简介

某领先的汽车制造商在重庆渝北区建设了全亚洲最大的黑灯工厂,其六大核心车间全面实现了高度自动化与智能化生产,并集成了 5G、人工智能、数字孪生、柔性制造等尖端技术,推动了汽车生产走向新时代。

项目背景

在该汽车制造商的产业架构规划的基础上,EMQ 与国内知名运营商合作,参照行业先进工厂系统架构,共同开发了一个智能化的先进制造平台。通过微服务架构方式,打散了现有工业系统烟囱式的建设方式,让数字化应用可以根据业务优先级整体规划、分步实施,构建起新一代黑灯工厂的智能化数字底座。

项目挑战

在先进制造平台的建设过程中,需要构建分布式架构并提供水平扩展的能力,以适应未来汽车生产业务的增长和智能化升级的需求,为此,该汽车制造工厂面临着许多严峻挑战:

  • 系统性能要求高

    整车制造生产现场,自动化设备数量多,数据吞吐量高。设备和传感器之间的数据传输容易受到网络延迟的影响,导致数据不能及时到达平台,平台也需要快速处理和分析海量数据,对系统的处理能力提出了挑战。

  • 跨系统集成复杂

    现有整车厂的 MES、ERP 和 SCADA 系统通常具有复杂的架构和多样化的数据模型,跨系统进行集成需要处理不同的数据格式、通信协议和业务逻辑,具有较高的复杂性和难度。

  • 可扩展性较差

    随着产线扩充、自动化设备以及上层应用的不断增加,整体交互的数据量的随之增加,平台需要具备良好的可扩展性,以应对不断增长的数据处理需求。

  • 可靠性要求敏感

    在整车制造过程中,生产的可靠性与产量以及利润密切相关。制造过程需要具有非常高的可靠性和稳定性。平台故障或性能波动都会直接影响生产过程和业务运营。

解决方案

基于 EMQ 的数据基础设施软件,国内知名运营商为该汽车制造企业的智能化生产打造了采集、控制一体化的先进制造平台方案。平台通过将设备、传感器和数据系统统一对接,为该企业提供实时监测、数据分析和智能决策的能力,帮助企业提高生产效率和竞争力。整体方案提供了以下能力:

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物联网平台架构图


  • 低时延、高性能连接

    在设备侧,基于 EMQ NeuronEX 工业边缘网关提供的低时延、高性能设备数据接入能力,平台得以屏蔽底层硬件的差异,解决设备间、设备和应用间互联互通难的问题,为上层应用提供数据基础。

  • 统一、实时数据采集

    在平台侧,基于 EMQX 云原生、分布式 MQTT 平台开发的先进制造平台,具备 OT 设备联网、数据采集、设备信号统一建模等能力,是业务系统和底层设备的通讯桥梁。

  • 数字孪生与业务洞察

    该平台具备数字孪生建模及实时计算功能,能够对工业生产设备进行实现数据分析和业务洞察,帮助汽车制造商更好地发现并解决问题,进一步提高工厂的生产运维效率。

  • 灵活、强大的规则引擎

    该平台结合了 EMQX 高性能的物联网规则引擎,可以快速响应物联网数据和设备状态变化,从容应对业务发展带来的高并发和高吞吐的挑战,全面覆盖各类应用场景的数据路由和转换。

  • 设备全生命周期管理

    该平台采用物网协同管理,轻松接入海量终端设备,使汽车制造商能够从单一平台监控和部署数千个连接设备,结合大数据分析,高效精准故障定位,实现生产设备的全生命周期管理。

方案设计架构图

方案设计架构图

项目成果:

历时两年多,该先进制造平台在新工厂正式落地,覆盖了 7 大车间,87 条产线,7900 台以上的生产设备,为其提供高可靠、低时延的数据采集与控制。其中,在工厂控制系统数据采集与反向指令下发等场景中,端到端整体时延达到 200ms 以内,满足了该汽车制造商整车生产的具体要求。

  • 分布式数据处理

    平台融合了 NeuronEX 提供的边缘数据处理能力,结合 EMQX Platform 在云端的数据存储分析能力,可以实现对生产过程中实时与历史数据的深入挖掘与分析。

  • 跨系统快速集成

    平台可以将来自不同系统的数据进行快速整合与分享,实现数据的统一管理,帮助企业全面了解生产、运营和供应链等各方面情况,支持更好的产品生产决策与规划。

  • 高可用冗余架构

    平台采用冗余设计与分布式架构,确保工厂设备在发生故障时仍能够继续运转。同时,通过自动故障转移和快速恢复功能,进一步提高生产系统的可靠性和稳定性。

  • 关键数据安全保障

    平台采用国密安全算法、证书验证机制和严格访问控制等方式,为该汽车制造商的敏感生产数据提供了强大的保护。

  • 支撑未来应用开发

    平台拥有开放的 API 能力和灵活的消息转发能力,可以快速开发预测性维护、智能座舱等车联网相关应用,增强了汽车制造商适应未来不断变化的业务需求和提高运营效率的能力。

结语

EMQ 与国内知名运营商合作为汽车制造商构建的先进制造平台方案,以平台 + 微服务的方式,打通了传统业务系统实现汽车制造平台化、应用服务化、服务生态化、生态开放化的创新能力体系,重构了面向汽车制造行业的软件服务生态。

不仅为国内智能制造行业树立了新的标杆,也为该汽车制造商的未来发展铺平了道路。凭借全面集成的数字化平台和开放的应用接入能力,该工厂现已成为汽车生产创新的全球典范。