西门子：基于工业云平台的工厂透明化解决方案

从刚性制造向柔性制造转变是“工业4.0”的重要标志。西门子中压开关技术（无锡）有限公司联合西门子无锡创新中心，研发并实施生产决策支持系统，打造基于工业云的“透明工厂”。西门子中压公司实施该系统后，企业机床设备综合利用率提升10%以上，同时每年避免因物料浪费造成的经济损失超过100万元。目前，该系统已在无锡、昆山、蚌埠、东莞、成都等地工业企业应用推广。该系统融合智能网关、语义技术、OPC UA和Profinet通信等物联网技术，破解异构数据整合和工业级通信两大难题，实现对人、机、料等各环节的全方位数字化描述和追踪，在研发实施该系统的过程中，重点解决了两大技术难点。

一是整合多源、异构的数据。智能网关和语义技术为整合多源、异构数据提供了有效路径。首先，西门子无锡创新中心根据不同系统和设备，定制专用的智能网关，配合多种传感器，在生产现场采集PLC（可编程逻辑控制器）、CNC（数控机床）等设备数据。然后，使用语义技术对生产线及设备数据进行描述，应对生产模式和数据的差异性，构建统一的生产数据模型。最后，利用描述好的生产数据模型，对多源数据进行整合，形成数据闭环。该系统的数据整合范围包括生产计划数据、物料采购数据、仓管库存数据以及外部供应商的供货数据等。基于这些数据，该系统可为企业提供从供应链到生产线的全方位数据服务。

二是实现高效、稳定的工业级通信。生产决策支持系统采用“OPC UA+PROFINET”的通信协议架构。据介绍，OPC UA是最新发布的自动化行业的通信标准框架，具有高扩展性，同时支持多种已有的标准工业通信协议和自定义协议。PROFINET是由西门子主导制定的工业以太网通信协议，具有高安全性、高适配性和高精度等特点，可根据响应时间不同，支持TCP/IP、实时（RT）通讯和同步实时（IRT）通讯三种方式。例如在机床高速运动控制中，PROFINET的同步实时（IRT）功能可实现精确和稳定的数据交换，响应时间最短可至1ms，抖动误差小于1μs。此外，PROFINET在有线通信基础上，支持工业无线局域网通信（IWLAN），避免接触导线等易于磨损的技术部件，降低维护成本，提高工厂规划的灵活性。

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