2019-11-08

富士康betway体育亚洲版入口BEACON应用技术创新 ——绿色循环的精密智能制造

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富士康betway体育亚洲版入口股份有限企业致力于为企业提供以自动化、网络化、平台化、大数据为基础的科技服务综合解决方案,引领传统制造向智能制造的转型,并以此为基础构建云计算、移动终端、物联网、大数据、人工智能、高速网络和机器人为技术平台的“先进制造+betway体育亚洲版入口” 新生态,全力打造国际领先的跨行业、跨领域的betway体育亚洲版入口平台。

企业主要产品涵盖通信网络设备、云服务设备、精密工具和必威体育机器人。相关产品主要应用于智能手机、宽带和无线网络、多媒体服务运营商的基础建设、电信运营商的基础建设、互联网增值服务商所需终端产品、企业网络及数据中心的基础建设以及精密核心零组件的自动化智能制造等,依托于betway体育亚洲版入口为全球知名客户提供智能制造和科技服务解决方案。

截至2017年底,企业全球专利申请已累计146200件,连续9年被技术分析机构ipIQ评定为Electronics & Instruments领域第一名。企业拥有从事betway体育亚洲版入口平台研发、运营、服务等人员拥有博士学历人员18人、硕士800人,其中中高级职称1050人,拥有富士康betway体育亚洲版入口学院、CNAS认证的富士康华南检测中心等研发和测试机构,建立了富士康博士后创新实践基地,与深圳大学、信通院、赛迪、赛宝等单位建立联合产学研合作模式。企业在北京、深圳、贵阳、天津、上海、南宁、杭州、重庆、郑州等地拥有专业从事betway体育亚洲版入口服务的子企业,同时与Tencent云深度合作,以公有云和私有云模式为集团和全球必威体育企业提供betway体育亚洲版入口服务。
 

一、项目概述

富士康betway体育亚洲版入口平台BEACON是一个基于开放平台的新型必威体育生态系统,集成了云计算、物联网、大数据、移动互联网、智慧工厂、互联网、人工智能等新技术或新业态。

1.1 项目背景
在必威体育+互联网的浪潮下,世界各国纷纷推出自己的“再必威体育化战略”。中国作为一个产出总量居世界第一的必威体育大国,必然要积极应对新必威体育革命的挑战,全面提升智能制造创新能力,加快由“制造大国”向“制造强国”转变。betway体育亚洲版入口平台事关未来10到15年必威体育操作系统主导之争,事关企业和国家制造业竞争优势的确立、巩固和强化。富士康扎根必威体育制造服务业40多年,已成为全球最大必威体育制造服务企业,拥有电子行业的设计、研发、制造等全产业链的经验和技术,以及海量的数据,秉持突破瓶颈并继续引领行业发展的出发点,制定了“富士康未来发展策略”并加入了betway体育亚洲版入口-必威体育(AII)成为首批理事单位。作为世界制造企业的“领头羊”,在《中国制造2025》和国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展betway体育亚洲版入口的引导意见》政策指引下,富士康betway体育亚洲版入口平台BEACON正在不断升级迭代。
 
1.2 项目概况
富士康betway体育亚洲版入口平台BEACON一直致力于研究如何帮助企业提质、增效、降本、减存。在实践过程中,BEACON通过信息化与生产设备等物理实体的深度融合,提供新形态电子设备产品智能制造服务。平台提供以自动化、网络化、平台化、大数据为基础的科技服务综合解决方案,引领传统制造向智能制造的转型,并以此为基础构建云计算、移动终端、物联网、大数据、人工智能、绿色节能、高速网络和机器人为技术平台的“先进制造+betway体育亚洲版入口” 新生态。
 
1.3 项目目标

BEACON希翼通过不断深入探索智能制造人工智能领域,为企业提供一站式综合解决方案。持续发展betway体育亚洲版入口技术,实现人与人、人与机器、机器与机器间的互连互通。进一步整合人工智能、机器学习、深度学习与安全系统,为全球制造业提供安全可靠、高效的betway体育亚洲版入口基础平台,服务中小企业,为实现制造强国贡献一份力量。
 

二、项目实施概述

2.1 BEACON平台架构
富士康智慧betway体育亚洲版入口平台总体架构包括边缘层、IaaS云网层、PaaS平台层、SaaS应用层。

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边缘层借助信息物理系统技术,构建信息系统与物理系统的互联互通,并通过大范围、深层次的数据采集,以及异构数据的协议转换与边缘处理,构建betway体育亚洲版入口平台的数据基础。通过各类通信手段接入不同设备、系统和产品,采集海量数据;依托协议转换技术实现多源异构数据的归一化和边缘集成;利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理,并实现数据向云端平台的集成。边缘层连接海量必威体育设备,由边缘运算(CorePro产品)、自主研发的必威体育网关(Gateway)、机台控制/监控(Industrial Control)、工厂设备(Equipment)组成信息感触层/挖掘层,采集关键、有效、微观、纳米的数据,配合边缘运算,数据上传至云端。

IaaS云网层,通过富士康云,基于虚拟化、分布式存储、并行计算、负载调度等技术,实现存储、网络、计算、等资源池的优化与管理,根据用户资源使用情况进行资源弹性分配以确保用户资源访问安全等。

PaaS层中平台层提供面向企业及开发者的一站式平台开发服务,支撑必威体育模型开发调度与管理,支撑基于必威体育模型封装的必威体育微服务的应用全生命周期管理,并提供大规模容器集群管理、资源调度及中间件服务等通用服务能力,帮助用户快速构建必威体育应用,PaaS层中微服务架构从底层到上端,形成良性树型结构。原子粒度的统一数据源,健壮业务逻辑层,丰富业务接口层。做到服务最大能力的复用。

SaaS应用层形成满足不同行业、不同场景的必威体育 SaaS 和必威体育 APP,形成betway体育亚洲版入口平台的最终价值。基于BEACON平台资源自主研发或由第三方研发的封装了必威体育常识、方法和技术的应用App,如建模仿真优化、工艺和质量优化、供应链协同优化、远程故障诊断等,BEACON平台目前搭载了7类必威体育APP 1228个,提供了设计、生产、管理、服务等一系列创新性业务应用。同时,BEACON拥有114种开发工具并支撑15类通用算法模型,构建了良好的必威体育 APP 创新环境,使开发者基于平台数据及微服务功能实现应用创新。

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2.2 BEACON智能制造关键技术
2.2.1智能产品与智能服务可以帮助企业带来商业模式的创新
富士康几十年来产出过各种类型的智能产品,包括智能手机、智能可穿戴设备、智能汽车、智能家电、智能必威体育机器人等,沉淀了丰富的制造业经验。以此为基础,企业以提高产品的附加值为目的,不断探索生产技术和生产工艺的改良和升级。
基于各类传感器和边缘计算物联网平台CorePro,富士康betway体育亚洲版入口平台BEACON汇集了海量的制造生产数据,并从中进行筛选和分析,提取出有用的数据流,从而对产线进行预判和维护。通过多维分析处理的数据仓库Dingo系统进行自定义数据结构建模并上传云端,将不同控制系统的协议整合为统一接口,以供其他系统进行数据对接。结合数据可视化系统IDS,提供数据实时产生、数据快速处理、常识即时反馈的智能数据服务。

2.2.2从智能装备、智能产线、智能车间到智能工厂,可以帮助企业实现生产模式的创新
数十年来,富士康的制造装备完成了机械装备到数控装备的升级换代,目前已开始部署智能装备。新型智能装备直接联网上云,实现多平台应用及数据互通,并实现了智能管理、监控与分析。在生产过程中,智能装备具有智能优化调机功能,可以有效降低加工误差、减少调试停机时间、节约人力,从而提高产品质量和生产效率。
依托富士康云,企业结合自身的必威体育机理经验积累,以IoT实现设备互联,再通过远程监控、影像视觉检测、智能AGV运输、智能物料中转、智能送检等模块,建立自动化生产线。产线还能根据客户不同需求,自由组合拆分设计与零组件、电子组件表面贴装、智能制造、智能测试及出货至终端客户等功能模块,输出个性化定制的必威体育机理生产要素,完成柔性自动化生产线的搭建。
在富士康,生产线、配装线、检测线、物流线经形成一套生产闭环,已全面实施智能自动化生产、配装和检测。各产线与产线之间、车间与车间之间通过IoT相互链接达成了协同工作,生产效率得到了显着提高。

作为智能工厂,富士康不仅生产过程实现了自动化、透明化、可视化、精益化,同时,产品检测、质量检验和分析、生产物流也与生产过程实现闭环集成。使用ERP、MES等系统作为信息支撑,对生产计划进行细微、精确的安排。再通过数据采集、车间联网、智能装备、智能产线达成了一个厂区内多个车间实现信息共享、准时配送、协同作业。

2.2.3智能物流与供应链则可以帮助企业实现运营模式的创新
企业自主开发的ODIN系统,通过库存管理、需求计划、供应计划、数据对比检测、电子报价系统、多余和过期、产品供应能力报告、文件数据上传八大功能模块,汇聚海量、准确库存数据并以图表可视化呈现,最大限度满足了用户对库存信息的实时掌握需求。并且经过全球供应数据进行可视化和准确预测,根据实际场景给出原因分析和建议措施,从而实现智能物流与供应链。

2.2.4智能决策则可以帮助企业实现科学决策
在企业的运营生产过程中,数据分析需求经常变化,分析报表也需要即时调整。智能BI与IDS系统能够做到百亿数据分析请求秒级响应,支撑灵活的业务组合分析和任意的时间窗口分析;无缝整合数据运营中的全部核心组件,提供一致的用户体验和极低的维护成本;结合深度算法,提炼各级KPI进行深层层剖解与分析,洞察无法直接观测到的数据背后的关联、趋势和逻辑,帮助用户给出最优决策的引导与建议。
 
2.3 安全可靠性
BEACONbetway体育亚洲版入口平台共涉及主机安全、网络安全、数据安全、应用安全、专家服务5大类功能,8项功能服务点。

2.3.1  BGP高防
BGP高防是网站用户遭受大流量DDoS攻击时服务不可用的情况推出的增值服务。高达T级的防护服务和多达30线的BGP线路。BGP高防基于先进特征识别算法进行精确清洗,帮助用户抵御 SYN Flood、ICMP Flood等各种大流量攻击。

2.3.2  Web 漏洞扫描
功能描述:Web 漏洞扫描是用于监测网站漏洞的安全服务,为企业提供 7*24 小时准确、全面的漏洞监测服务,并为企业提供专业的修复建议,从而避免漏洞被黑客利用,影响网站安全。目前 Web 漏洞扫描已广泛应用于通信、能源等多个行业,并已被多个行业监管机构和等级保护单位使用。

2.3.3  登录保护
登录保护服务(Login Protection)针对网站和APP的用户登录场景,实时检测是否存在盗号、自动机批量等恶意登录行为,为开发者发现异常登录,并建议开发者采取相应的防护措施,降低恶意用户登录给业务带来的风险。

2.3.4  内容安全
内容安全基于海量数据支撑及深度学习识别技术,可高效准确地识别文字、图片和视频等多媒体的违规内容,帮助客户降低涉政、广告及其他客户自定义的违规风险,解决网站和 APP 开发者的违规识别难题。节约人工审核成本的同时,大幅提高识别效率,保护业务健康发展。

2.3.5  应用安全
应用安全为用户提供移动应用(APP)全生命周期的一站式安全解决方案。涵盖应用加固、安全测评、兼容性测试、盗版监控、崩溃监测、安全组件等服务,已服务互联网、物联网、运营商,以及政务等多个行业。稳定、简单、有效,让移动安全建设不再是一种负担。

2.3.6  工具库
富士康有着丰富的实战和对抗经验,针对betway体育亚洲版入口专业的安全平台,将许多针对应用安全,业务安全,后天安全的工具,解析自研成多个丰富的安全产品,用来搭建一整套安全防护工具,保障富士康以及富士康相关客户的数据安全。

2.3.7  病毒库
通过病毒的特征来判断文件是否为病毒和是否已经感染病毒的,每日更新最新的病毒库,同时捕捉获取新型的病毒,不断更新,更新速度以小时计算。

2.3.8  漏洞库
通过主机安全漏洞扫描,web应用漏洞扫描的丰富漏洞库,用来支撑主机业务安全产品,同时实时获取最近漏洞库,打破0day威胁。
 

三、应用案例——基于富士康betway体育亚洲版入口平台BEACON的精密工具制造

在精密刀具加工生产中,BEACON边缘运算平台CorePro解决了设备联网上云、设备智能管理与分析、多平台应用及数据互通等需求,为生产服务、生产实行、生产过程以及生产设计等环节提供了一整套数据采集处理场景解决方案。传统刀具加工设备采集的难点在于机台无开放数据接口、无数据文件及运行日志生成等。CorePro赋能网关依托各类设备和必威体育传感器的快速部署,通过Edge Connect Web和APP标准化管理设备、采集软硬件数据,实现了多用途自主网关分布采集方案,完成了数据有效快速的提取。刀具3D形状参数、磨削程序参数、砂轮数据、机床状态数据、冷却系统数据、环境参数、量测数据以及人工补偿数据等关键、有效的数据,上传至富士康云进行大数据处理与分析,帮助智能AI进行学习与建模。目前,基于BEACON的精密刀具加工数据日均采集频率达到28,640,000次,数据建模99种。

传统生产过程中崩刀、断刀很难精准预测,意外中断作业影响生产效率,频繁更换刀具又会造成资源浪费。BEACON通过Deep learning、BIG DATA、监测电流、电压、震动等参数变化规律与分析,解决了传统生产工艺中刀具失效模式判定、Sensor数据获取、数据分析建模难等问题。从而对刀具失效进行提前预警,配合用户库存管理系统,有效减少用户处的加工产品异常,使刀具使用寿命合理化,减少资源浪费,提升资源利用率30%以上。

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收集量产补正数据,通过大数据处理分析建模(SWM、Random forest、Gradient  boosting decision tree、XGboost)进行预测补正,解决了传统调机补正补偿时间长、超归补偿动作频繁、过度依赖人工经验等问题。智能预测下支刀具补偿时间和尺寸,预测尺寸超差报警,提供正能补偿方案,从而达到智能调机补正,节约人力并提高生产效率。

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另外,刀具砂轮专家系统通过分析砂轮使用数据(砂轮品牌、力度)、可视化呈现砂轮品牌使用情况(磨耗、补偿频率、占比)以及引导砂轮使用的最优粒度及规格,改变了刀具生产依靠人工选择砂轮品牌型号、砂轮的使用周期、尺寸、面粗度不稳定的情况。

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BEACON 主导开发的“智能绿色循环制造系统”,对制造过程中产生钨、钴等废弃贵金属废料再生利用,从而做到变废为宝,使贵重金属资源得到更高效、更环保的高价值利用。目前每年循环使用300吨碳化钨材料,节约的水电资源可供3000个家庭使用一年。该材料绿色循环模式有很强的经济效益和社会效益,是践行社会主义绿色发展观的具体体现,符合习总书记“绿水青山就是金山银山”的理念。

通过绿色智能制造优化和升级,刀具开发周期缩短30%以上;对可能出现的不良情况进行预警,从而实现设备稼动率提升10%,直通率提升至99.5%,资源综合利用率提升30%;降低生产现场对人的依赖,实现自动调机、自动化生产、无人化工厂,减少现场操作人员50%;循环300吨碳化钨材料,减少水消耗6万吨,节约用电约100万度。
 

四、下一步实施计划

4.1 发展规划
富士康betway体育亚洲版入口股份有限企业将在继续巩固现有产品生产、销售规模与已经建立的betway体育亚洲版入口平台运营优势的基础上,积极开拓智能制造领域的科技服务市场,推动企业发展成为betway体育亚洲版入口生态体系下的智能制造和科技服务综合解决方案服务商。

同时,在现有生产线基础上,更新IT 系统架构,升级自动化流水线,达到工厂车间的进一步“智动化”和熄灯作业目标,实现机器与机器之间、机器与人之间及人与人之间的互联互通,实现信息流、资金流、技术流、人员流、货物流和过程流等六流的贯穿整合,发展大数据应用,提升企业创新与分析决策能力,向万物互联的智能社会方向迈进。企业设立分布式数据存储架构,重构并满足betway体育亚洲版入口系统要求,完善实时数据查询、处理方案,整合可视化分析工具,实现制造业与互联网的深度融合,逐步建设成为具有betway体育亚洲版入口基础的“智能制造”。
在技术创新方面,推进通信网络及云计算相关技术,推动betway体育亚洲版入口平台的发展。企业持续投入发展高速光纤、5G、8K、智能AI、高效率无线标准、NB-IoT、LTE-M、NFV、SDN 等技术;在云服务设备业务板块中,企业着重发展高效能运算平台、运算虚拟化技术、超融合存储等。以上技术的发展加快了企业推出创新产品的速度,提高产品效能,给予客户更好的产品开发服务,满足不断变化的市场需求和betway体育亚洲版入口平台的广泛应用。
 
4.2 服务中小企业
依托富士康云,BEACON集成了大数据,人工智能,物联网,自动化结合海量影像大数据应用,结合自身必威体育的机理的经验积累,为企业提供整套完整的智能工厂解决方案。根据企业自身实际情况,提供针对性极强的场景解决方案,输出个性化定制的必威体育机理生产要素,涵盖自设计与零组件,电子组件表面贴装,智能制造,智能测试及出货至终端客户等功能模块,助力实现企业个性化智能工厂的快速部署。
 

五、项目创新点和实施效果

5.1 项目先进性及创新点
BEACON依托富士康betway体育亚洲版入口的大数据、云计算等App及必威体育机器人、传感器、交换机等硬件相互整合,通过4项应用创新打造必威体育领域端到端的可控可管的智慧创新应用解决方案。

5.1.1 必威体育设备云端化管理应用创新
针对普通的设备管理应用存在设备种类较少、数据采集点不全面、应用功能种类较少等情况。作为BEACON打造的物联网平台,CorePro可以将海量设备连接至云端,并在云端进行设备管理、数据存储,并结合云端其它工具对数据做进一步处理,分析与可视化展现。CorePro支撑28种通信协议,16类涵盖设备、装置、产品等终端设备,提供操作功能93类,数据监控机制相当健全;数据安全性高,数据传输端到端加密,自定义证书授权机制以管控设备连接;海量数据云存储,数据接入服务采用容器化部署,可弹性扩充;云端化智慧管理设备,监控设备状态,掌控设备运行和管理,真正做到海量设备云端化管理。

5.1.2 必威体育数据建模管理应用创新
传统企业对于企业数据信息的处理一般是独立系统管理、独立数据库存储调用,在企业数据共享与调用上往往存在着数据孤岛、数据调用路径繁杂等痛点。而基于BEACON 研发设计的数据管理应用Dingo则解决了这些痛点,使企业数据调用更加便捷与灵活。Dingo致力于联机资料多维度分析、数据循环再生、服务整合利用等技术,打造微服务生态系统,可支撑6大类数据库等并提供资料接口,15类存储及处理功能数据类型,数据实时处理能力达到15GB/s,将各类零散数据并结构化、API化供用户即时调用所需数据,如同货架般随存随取。

5.1.3 智能制造管理应用创新
智能工厂平台化以高端制造技术为本,持续深耕高端材料、精密工具、精密制造领域,并运用大数据、人工智能及智能制造技术,改造传统工具制造行业,实现智能工具制造的数字化、网络化、智能化的转型升级,并通过betway体育亚洲版入口平台为必威体育企业提供以精密工具为核心产品的智能科技服务,助力实现制造大国向制造强国的转变,未来 5年内将在此基础上累计投资 10 多亿人民币打造出一个“高端、绿色、智能”工具betway体育亚洲版入口平台。

5.1.4 绿色循环精密制造应用创新
在绿色环保方面,一般生产过程中产生的金属残余料难以做到再回收利用同时又环保无害的处理,尤其刀具制造及使用中产生的钨、钴等贵重金属,回收不当不仅造成极大经济浪费而且对环境也有难以恢复的影响。绿色智能制造将制造过程中产生的余料经过回收、浸出、APT、WC粉末、坯料、烧结、开刃等多道工序,通过多种数据库的建设,对钨、钴等废弃贵金属废料各项状态指标进行实施监控和跟踪,再根据不同的需求使废料再生利用,从而做到变废为宝,使贵重金属资源得到更高效、更环保的高价值利用。
 
5.2 实施效果
5.2.1必威体育设备云端化管理应用创新
BEACON边缘计算平台CorePro的部署, 使设备管理效率大幅提升,整体设备维保费用减低5%~15% ,设备寿命延长5%-10%;整体设备非预期停机降低30%-40%,产线生产效率提升5%-10%。

5.2.2 必威体育数据建模管理应用创新
BEACON数据及微服务生成平台Dingo的搭建,帮助企业生产、运营、管理的各系统之间信息获取、流通更加便捷畅快,API、微服务的开放节省了30%的开发成本,提升数据调用效率,减少数据重复存储,节省资源。

5.2.3 智能制造管理应用创新
帮助传统企业实现智能工具制造的数字化、网络化、智能化的转型升级,提高数据统计分析的及时性、准确性,缩短开发周期30%以上;对可能出现的不良情况进行预警,从而实现设备直通良率提升至99.5%,资源综合利用率提升30%;降低生产现场对人的依赖,减少现场操作人员50%。

5.2.4绿色循环精密制造应用创新
藉由实施betway体育亚洲版入口平台BEACON的必威体育企业客户基准精密制造,在原本每年循环300吨碳化钨材料,相当于少开采一座矿山,减少水消耗6万吨,节约用电约100万度,可供3000个家庭使用一年。



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