富士康工業(yè)互聯(lián)網平臺FiiBEACON應用技術創(chuàng)新 —綠色循環(huán)的精密智能制造
富士康工業(yè)互聯(lián)網股份有限公司致力于為企業(yè)提供以自動化、網絡化、平臺化、大數據為基礎的科技服務綜合解決方案，引領傳統(tǒng)制造向智能制造的轉型，并以此為基礎構建云計算、移動終端、物聯(lián)網、大數據、人工智能、高速網絡和機器人為技術平臺的“先進制造+工業(yè)互聯(lián)網” 新生態(tài)，全力打造國際領先的跨行業(yè)、跨領域的工業(yè)互聯(lián)網平臺。
一、項目概況
富士康工業(yè)互聯(lián)網平臺FiiBEACON是一個基于開放平臺的新型工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，集成了云計算、物聯(lián)網、大數據、移動互聯(lián)網、智慧工廠、互聯(lián)網、人工智能等新技術或新業(yè)態(tài)。
1．項目背景
在工業(yè)+互聯(lián)網的浪潮下，世界各國紛紛推出自己的“再工業(yè)化戰(zhàn)略”。中國作為一個產出總量居世界第一的工業(yè)大國，必然要積極應對新工業(yè)革命的挑戰(zhàn)，全面提升智能制造創(chuàng)新能力，加快由“制造大國”向“制造強國”轉變。富士康扎根工業(yè)制造服務業(yè)40多年，擁有電子行業(yè)的設計、研發(fā)、制造等全產業(yè)鏈的經驗和技術以及海量的數據，已成為全球最大工業(yè)制造服務企業(yè)。作為世界制造企業(yè)的“領頭羊”，富士康工業(yè)互聯(lián)網平臺FiiBEACON正在不斷升級迭代。
2．項目簡介
富士康工業(yè)互聯(lián)網平臺FiiBEACON提供以自動化、網絡化、平臺化、大數據為基礎的科技服務綜合解決方案，引領傳統(tǒng)制造向智能制造的轉型，并以此為基礎構建云計算、移動終端、物聯(lián)網、大數據、人工智能、綠色節(jié)能、高速網絡和機器人為技術平臺的“先進制造+工業(yè)互聯(lián)網” 新生態(tài)。
3．項目目標
FiiBEACON希望通過不斷深入探索智能制造人工智能領域，為企業(yè)提供一站式綜合解決方案。持續(xù)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網技術，實現(xiàn)人與人、人與機器、機器與機器間的互連互通。進一步整合人工智能、機器學習、深度學習與安全系統(tǒng)，為全球制造業(yè)提供安全可靠、高效的工業(yè)互聯(lián)網基礎平臺。
二、項目實施概況
1.FiiBEACON平臺架構
富士康智慧工業(yè)互聯(lián)網平臺總體架構包括邊緣層、IaaS云網層、PaaS平臺層、SaaS應用層。
邊緣層借助信息物理系統(tǒng)技術，構建信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的互聯(lián)互通，通過各類通信手段連接海量工業(yè)設備，以及大范圍、深層次的數據采集配合邊緣運算，數據上傳至云端。
IaaS云網層，通過富士康云，基于虛擬化、分布式存儲、并行計算、負載調度等技術，實現(xiàn)存儲、網絡、計算等資源池的優(yōu)化與管理，根據用戶資源使用情況進行資源彈性分配以確保用戶資源訪問安全。
PaaS平臺層提供面向企業(yè)及開發(fā)者的一站式平臺開發(fā)服務，支持工業(yè)模型開發(fā)調度與管理，支持基于工業(yè)模型封裝的工業(yè)微服務的應用全生命周期管理，并提供大規(guī)模容器集群管理、資源調度及中間件服務等通用服務能力，幫助用戶快速構建工業(yè)應用。
SaaS應用層滿足不同行業(yè)、不同場景的工業(yè) SaaS 和工業(yè) APP，形成工業(yè)互聯(lián)網平臺的最終價值。基于FiiBEACON平臺資源自主研發(fā)或由第三方研發(fā)的封裝了工業(yè)知識、方法和技術的應用軟件，如建模仿真優(yōu)化、工藝和質量優(yōu)化等。
2 .FiiBEACON智能制造關鍵技術
（1）智能產品與智能服務可以幫助企業(yè)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新
基于各類傳感器和邊緣計算物聯(lián)網平臺CorePro，BEACON匯集了海量的制造生產數據，并從中進行篩選和分析，提取出有用的數據流。通過多維分析處理的數據倉庫Dingo系統(tǒng)進行自定義數據結構建模并上傳云端，將不同控制系統(tǒng)的協(xié)議整合為統(tǒng)一接口，以供其他系統(tǒng)進行數據對接。結合數據可視化系統(tǒng)IDS，提供數據實時產生、數據快速處理、知識即時反饋的智能數據服務。
（2）從智能裝備、智能產線、智能車間到智能工廠，可以幫助企業(yè)實現(xiàn)生產模式的創(chuàng)新
數十年來，富士康的制造裝備完成了從機械裝備到數控裝備的升級換代，目前已開始部署智能裝備，從而實現(xiàn)裝備直接聯(lián)網上云，實現(xiàn)了智能管理、監(jiān)控與分析。作為智能工廠，富士康不僅生產過程實現(xiàn)了自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產品檢測和分析、生產物流也與生產過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。使用ERP、MES等系統(tǒng)作為信息支撐，對生產計劃進行細微精確的安排。再通過數據采集、車間聯(lián)網、智能裝備、智能產線達成了一個廠區(qū)內多個車間實現(xiàn)信息共享、準時配送、協(xié)同作業(yè)。
（3）智能物流與供應鏈可以幫助企業(yè)實現(xiàn)運營模式的創(chuàng)新
公司自主開發(fā)的ODIN系統(tǒng)匯聚了海量準確庫存數據并以圖表可視化呈現(xiàn)，最大限度滿足了用戶對庫存信息的實時掌握需求。并且經過全球供應數據進行可視化和準確預測，根據實際場景給出原因分析和建議措施，從而實現(xiàn)智能物流與供應鏈。
（4）智能決策可以幫助企業(yè)實現(xiàn)科學決策
智能BI與IDS系統(tǒng)實現(xiàn)了百億數據分析請求秒級響應，支持靈活的業(yè)務組合分析和任意的時間窗口分析；無縫整合數據運營中的全部核心組件，提供一致的用戶體驗和極低的維護成本；結合深度算法，提煉各級KPI進行深層解剖與分析，洞察無法直接觀測到的數據背后的關聯(lián)、趨勢和邏輯，幫助用戶給出最優(yōu)決策的指導與建議。
3. 安全可靠性
FiiBEACON工業(yè)互聯(lián)網平臺涉及主機安全、網絡安全、數據安全、應用安全、專家服務5大類功能，8項功能服務點。
（1）BGP高防:BGP高防基于先進特征識別算法進行精確清洗，幫助用戶抵御 SYN Flood、ICMP Flood等各種大流量攻擊。
（2）漏洞掃描:Web漏洞掃描為企業(yè)提供 7*24 小時準確全面的漏洞監(jiān)測服務，并為企業(yè)提供專業(yè)的修復建議，從而避免漏洞被黑客利用，影響網站安全。
（3）登錄保護:登錄保護服務實時檢測盜號、自動機批量等惡意登錄行為，便于開發(fā)者發(fā)現(xiàn)異常登錄，並采取相應的防護措施，降低惡意用戶登錄給業(yè)務帶來的風險。
（4）內容安全:內容安全可高效準確地識別文字、圖片和視頻等多媒體的違規(guī)內容，幫助客戶降低涉政、廣告及其他客戶自定義的違規(guī)風險，解決網站和APP開發(fā)者的違規(guī)識別難題。
（5）應用安全:應用安全涵蓋應用加固、安全測評、兼容性測試、盜版監(jiān)控、崩潰監(jiān)測、安全組件等服務，實現(xiàn)穩(wěn)定、簡單、有效的移動安全建設。
（6）工具庫:富士康將許多針對應用安全，業(yè)務安全，后天安全的工具，解析自研成多個安全產品，用來搭建一整套安全防護工具，保障富士康以及富士康相關客戶的數據安全。
（7）病毒庫:通過病毒的特征來判斷文件是否為病毒和是否已經感染病毒的，每日更新最新的病毒庫，同時捕捉獲取新型的病毒，不斷更新，更新速度以小時計算。
（8）漏洞庫:Web應用漏洞掃描的豐富漏洞庫，用來支持主機業(yè)務安全產品，同時實時獲取最近漏洞庫，打破0day威脅
三、應用案例——基于富士康工業(yè)互聯(lián)網平臺FiiBEACON的精密工具制造
在精密刀具加工生產中，通過FiiBEACON邊緣運算平臺CorePro實現(xiàn)刀具3D形狀參數、磨削程序參數、砂輪數據等關鍵有效的數據快速提取并上傳至富士康云進行大數據處理與分析，幫助智能AI進行學習與建模。
另外，F(xiàn)iiBEACON通過Deep learning、BIG DATA、監(jiān)測電流、電壓、震動等參數變化規(guī)律與分析，從而對刀具失效進行提前預警，配合用戶庫存管理系統(tǒng)，有效減少加工產品異常，使刀具使用壽命合理化，減少資源浪費。
圖3 刀具壽命管理方案
收集量產補正數據，通過大數據處理分析建模進行預測補正，智能預測下支刀具補償時間和尺寸，預測尺寸超差報警，提供正能補償方案，從而達到智能調機補正。
圖4 智能調機補正方案
另外，刀具砂輪專家系統(tǒng)通過分析砂輪使用數據、可視化呈現(xiàn)砂輪品牌使用情況以及指導砂輪使用的最優(yōu)粒度及規(guī)格，改變了刀具生產依靠人工選擇砂輪品牌型號、使用周期、尺寸、面粗度不穩(wěn)定的情況。
圖5 刀具砂輪專家方案
FiiBEACON主導開發(fā)的“智能綠色循環(huán)制造系統(tǒng)”，對制造過程中產生鎢、鈷等貴金屬廢料再生利用，做到變廢為寶，使貴重金屬資源得到更高效、更環(huán)保的高價值利用。
四、下一步實施計劃
1. 發(fā)展規(guī)劃
一方面，富士康工業(yè)互聯(lián)網股份有限公司將在現(xiàn)有生產線基礎上，更新IT系統(tǒng)架構，升級自動化流水線，實現(xiàn)機器與機器、機器與人及人與人之間的互聯(lián)互通；發(fā)展大數據應用，提升公司創(chuàng)新與分析決策能力；設立分布式數據存儲架構，完善實時數據查詢、處理方案，整合可視化分析工具，實現(xiàn)制造業(yè)與互聯(lián)網的深度融合。
另外，在技術創(chuàng)新方面，公司將持續(xù)投入發(fā)展高速光纖、5G、8K、智能AI、高效率無線標準、NB-IoT、LTE-M、NFV、SDN 等技術；在云服務設備業(yè)務板塊中，公司著重發(fā)展高效能運算平臺、運算虛擬化技術、超融合存儲等。
2．服務中小企業(yè)
依托富士康云，F(xiàn)iiBEACON集成了大數據，人工智能，物聯(lián)網，自動化結合海量影像大數據應用，結合自身工業(yè)機理的經驗，為企業(yè)提供整套完整的智能工廠解決方案。根據企業(yè)自身實際情況，提供針對性極強的場景解決方案，輸出個性化定制的工業(yè)機理生產要素，助力實現(xiàn)企業(yè)個性化智能工廠的快速部署。
五、項目創(chuàng)新點和實施效果
1．項目先進性及創(chuàng)新點
FiiBEACON依托富士康工業(yè)互聯(lián)網的大數據、云計算等軟件及工業(yè)機器人、傳感器、交換機等硬件相互整合，通過4項應用創(chuàng)新打造工業(yè)領域端到端的可控可管的智慧創(chuàng)新應用解決方案。
（1）工業(yè)設備云端化管理應用創(chuàng)新
作為FiiBEACON打造的物聯(lián)網平臺，CorePro支持28種通信協(xié)議，16類涵蓋設備、裝置、產品等終端設備，提供操作功能93類，數據監(jiān)控機制健全，數據安全性高，同時可實現(xiàn)海量數據云存儲以及云端化智慧管理設備。
（2） 工業(yè)數據建模管理應用創(chuàng)新
基于FiiBEACON 研發(fā)設計的數據管理應用Dingo利用聯(lián)機資料多維度分析、數據循環(huán)再生、服務整合利用等技術，打造微服務生態(tài)系統(tǒng)，可支持6大類數據庫并提供資料接口，15類存儲及處理功能數據類型，數據實時處理能力達到15GB/s，將各類零散數據結構化、API化供用戶即時調用所需數據，使企業(yè)數據調用更加便捷與靈活。
（3）智能制造管理應用創(chuàng)新
智能工廠平臺化以高端制造技術為本，持續(xù)深耕高端材料、精密工具、精密制造領域，并運用大數據、人工智能及智能制造技術，改造傳統(tǒng)工具制造行業(yè)，實現(xiàn)智能工具制造的數字化、網絡化、智能化的轉型升級。
（4）綠色循環(huán)精密制造應用創(chuàng)新
綠色智能制造將制造過程中產生的余料經過回收、浸出、APT等多道工序，通過多種數據庫的建設，對鎢、鈷等貴金屬廢料各項狀態(tài)指標實施監(jiān)控和跟蹤，再根據不同的需求使廢料再生利用，從而做到變廢為寶，使貴重金屬資源得到更高效、更環(huán)保的高價值利用。
2. 實施效果
（1）工業(yè)設備云端化管理應用創(chuàng)新
FiiBEACON邊緣計算平臺CorePro的部署，使設備管理效率大幅提升，整體設備維保費用減低5%-15%，設備壽命延長5%-10%；整體設備非預期停機降低30%-40%，產線生產效率提升5%-10%。
（2）工業(yè)數據建模管理應用創(chuàng)新
FiiBEACON數據及微服務生成平臺Dingo的搭建，幫助企業(yè)生產、運營、管理的各系統(tǒng)之間信息獲取、流通更加便捷暢快，API、微服務的開放節(jié)省了30%的開發(fā)成本，提升數據調用效率，減少數據重復存儲，節(jié)省資源。
（3）智能制造管理應用創(chuàng)新
幫助傳統(tǒng)企業(yè)實現(xiàn)智能工具制造的數字化、網絡化、智能化的轉型升級，提高數據統(tǒng)計分析的及時性、準確性，縮短開發(fā)周期30%以上；對可能出現(xiàn)的不良情況進行預警，實現(xiàn)設備直通率提升至99.5%，資源綜合利用率提升30%；降低生產現(xiàn)場對人的依賴，減少現(xiàn)場操作人員50%。
（4）綠色循環(huán)精密制造應用創(chuàng)新
藉由實施工業(yè)互聯(lián)網云平臺FiiBEACON的工業(yè)企業(yè)客戶基準精密制造，每年循環(huán)300噸碳化鎢材料，相當于少開采一座礦山，減少水消耗6萬噸，節(jié)約用電約100萬度，可供3000個家庭使用一年。
聲明
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