摘要：珠寶加工廠，如何通過IoT邊緣技術，OT/IT資料融合，實作成本的下降、效率的提升
本文分享自華為云社區《玩轉物聯網IoT邊緣服務系列二-珠寶加工的成本下降空間在哪里？》，作者：eleven1111 ，
本期主題：
珠寶加工廠，如何通過IoT邊緣技術，OT/IT資料融合，實作成本的下降、效率的提升，本文我將以第一人稱視角，講述一位珠寶加工廠老板的故事，
緣起：
我是一家珠寶加工廠的老板，已經管理這家近百人的工廠有十余年了，但在十余年中，我從未像近兩年這般焦慮與勞累，不僅面臨著訂單與生存的壓力，同時，業務的向下波動，不得不時刻擔憂著業務的平穩性，承受著巨大精神壓力，
或許很多人認為，工廠這種勞動密集型企業，作為工廠老板掌握生產資料，自然可以吃到“人口紅利”，賺的盆滿缽滿，但在如今，我們時常自嘲，做工廠的毛利和直接將錢放在銀行里的利息，差不了多少，微薄的毛利，讓我們如履薄冰，
困境：
這兩年因為疫情的原因，訂單少的可憐，還要養活這百十號人，雖然我也想過開源節流，但又談何容易？對于我們這種規模的工廠來說，并不存在技術壁壘，同行購買的數控機床都基本一樣，不管是國內，還是國際上的競爭，我們唯一能做的便是不斷壓縮成本，以更低廉的價格獲得更多的訂單，
在如今中低端制造業開始向工業4.0轉型升級的大背景下，我們也考慮過產業升級，考慮過增強技術實力，在珠寶加工領域構筑技術壁壘，但對于我們來說，產業升級的想法很美好，但實作起來，就多少有些摸不著頭腦了，我其實也不太懂，產業升級到底是升級我現有的產業，還是那些已完成升級的產業，來替代我的產業，
去年有人跟我提過工廠數字化轉型，利用物聯網打造智慧工廠，通過物聯網技術，實作產能的升級，在減少人員投入的前提下，用更低的成本，獲得更多的產出，這聽起來是一件不錯的事情，但我總覺得，數字化改造成本，似乎遠比我在員工身上投入的更多，真的能為我帶來更高的收益嗎？
PS：您的工廠生產是否存在其中某種現象呢？
識局：
我讓技術科負責產業升級改造的事情，針對工廠的現狀，給我一個既經濟實惠，又看得見成效的方案，我再來決策是否投入，經過技術科與華為云IoT團隊一段時間的調研、評估，終于給我帶來了希望：
生產耗材成本降低：
原先：我們廠有十余臺數控機床，刀具是最大的生產耗材，每次財務找我簽字報銷的時候，最頭疼的是刀具的采購價又上漲了，居高不下的成本，讓我不得不要求工人，人工記錄下使用次數，盡量用到使用壽命的上限再更換，
現在：采集數控機床的生產資料，將生產資料與MES的訂單資料所對應，自動記錄每一臺機床的刀具使用次數，在使用次數達到上限時，自動提醒更換，既避免了因過期使用導致的良品率下降，又減少了提前更換刀具的浪費，
工藝可以一天多變：
原先：我們的生產工藝，都是根據客戶訂單來決定的，往往一臺數控機床，在現場配置好紙質生產引數、工藝檔案，在一批訂單完成之前，不能夠輕易更換的，否則會導致停機、停工、耗時更換，浪費很多生產時間，導致開工率不足，
現在：坐在辦公室里，將生產工藝檔案，遠程的下發到指定的資料機床，機床可以動態的調整生產，提高了生產效率，降低了庫存，針對量小、高定制化的線上直銷場景，再適合不過了，更好的迎合了當代年輕人對個性化的追求，
生產OEE（全域設備效率）提升：
原先：數控機床偶爾故障或非正常停機，往往需要車間主任巡視發現時才會處理，工人的回應并不積極主動，往往設備有問題拖了好久才修，同樣，產線上的工人，對產品質量的敏感度也不高，往往批次出現問題時，也是等著質檢人員過來糾正，
現在：當數控機床發生問題時，自動生成工單，將告警資訊上報，因為生產OT系統與人事的IT系統打通了，所以故障設備對應的工位、當天值班人員，會收到郵件和電話提醒，廠里會根據工單處理數量和問題解決時間，與評比考核掛鉤，這樣極大提高了工人的積極主動性，每個產品的生產程序資料都會被實時分析，當發現某個批次出現質量問題時，會自動追溯生產哪個環節出現了偏差導致的，及時糾正后續生產程序，
破局
我接受了華為IoT團隊提供的數字工廠方案，接下來就把落地作業交給了技術科，
首先，基于對企業在生產制造環節數字化轉型的理解，將需求分解為：
- 針對CNC生產車間內的CNC設備，實作透明可視，包括產量實時、設備綜合效能/運行狀態等，
- 針對CNC生產車間內設備管理/刀具管理：設備/刀具按期保養、點檢/巡檢、歷史資料查詢、履歷記錄，
- 針對CNC生產車間內例外情況/告警及時回應：設備故障實時通知到設備維修工程師，或者在規定時間內，升級到主管領導，促使例外情況快速倍訓，
- 針對CNC生產車間內，運營大板可視，對外營銷，幫助接單，
- 線下已有ERP子系統資料與云端MES系統資料打通，實作資料協同，
然后，確定技術整體方案，主要包含了三部分：第一部分是資料采集，第二部分是資料匯聚/分析，第三部分是資料應用，該方案主要實作企業生產制造環節的生產要素資料實時采集，包括智能生產設備的基本資訊、狀態資料、運行程序資料、例外情況資訊、訂單資訊、工藝檔案等；通過平臺的資料接入、資料分析、資料建模、主資料管理等能力，實作資料中有效資訊提煉，資料價值挖掘，資料資產沉淀；然后，通過標準的restful API介面開放共享給上層應用系統；生產管理系統基于資料資訊，提供OEE實時可視、生產程序精準管控、設備管理、刀具管理等場景化應用，下面就三部分功能介紹：
- 第一部分，資料采集主要由軟、硬體一體的工業邊緣方案來實作，主要包括兩部分，第一部分為設備數采，第二部分為子系統數采，針對OT生產設備資料采集，工業邊緣通過云端配置協議插件和資料采集規則，支持生產現場的CNC設備連接，如Fanuc、廣數機床等，支持資料采集自定義，實時采集OEE、產量等資訊，完成協議轉換，然后，資料路由到數字工廠平臺，針對線下ERP、OA等子系統資料采集，對接多廠家異構系統權限許可、介面適配等，采集系統間的業務資料，如訂單資訊、BOM資訊等，實作業務資料在多個系統間協同，打破傳統方式資料孤島/資料斷點，
- 第二部分，資料匯聚/分析是主要由華為云數字工廠平臺來實作，該平臺與工業邊緣無縫對接，基于平臺的設備接入管理能力，進行協議決議，提取資料、匯聚資料，然后，基于平臺的資料建模和實時分析/時序分析等能力，進行資料分析和資產建模，通過標準介面開放給上層應用，
- 第三部分，資料應用是主要由精益生產管理MES系統來實作，該系統支持OEE資料通過多終端、多維度等方式實時可視，生產計劃/訂單數字化管理、生產程序精準管控、設備運行狀態實時監控、告警管理、刀具管理、人員績效管理等場景化應用，
最后，實施該方案，需在客戶現場安裝部署N個工業網關盒子，用于采集現場設備資料；還需部署一臺前置機（網關或服務器），用于采集現場的IT子系統資料，工業網關盒子是Linux的原生內核系統，為了節省硬體成本，資源規格不到，所以采用IoTEdge的輕量版作為底座；而邊緣前置機是容器化運行環境，資源較高可以執行更高性能的邊緣計算，所以采用IoTEdge的標準版作為底座，邊緣數采的資料，作為數字工廠的資料源，按斬訓為IoT的規范要求，通過數字工廠平臺的數采服務進行遠程管理，邊緣數采方案架構如下：
以OPCUA協議采集設備資料為例：
回首
如今工廠的數字化轉型已經落地有幾個月了，隨著生產程序的數字化管理，計劃外停機損失降低30%，加工效率提升20%，耗材成本降低20%，工單處理及時性大幅提升，我很慶幸自己的決策，找到了成本下降空間，也意識到只有產業升級，才能博出一個明天，
本期點評：
采用華為云IoT數字工廠開箱即用的解決方案，通過IoT邊緣對現場OT生產設備和IT系統進行全量接入，在平臺上進行資料建模、統計與分析，實作生產透明可視，生產訂單、生產設備和產線人員的實時在線協同、降本增效，
PS：IoT邊緣技術實作參考：
基于IoT邊緣實作OT數采：https://support.huaweicloud.com/bestpractice-iotedge/iotedge_bestpractice_0115.html
基于IoT邊緣實作IT數采：https://support.huaweicloud.com/bestpractice-iotedge/iotedge_bestpractice_0108.html
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