大数据系列报告之一：工业大数据白皮书（2017）

7.2.4 宝鸡电气智能工厂质量大数据

应用领域： 新一代信息技术产业

应用场景： 智能工厂、 数据集成、质量大数据、 可视化、大数据平台

案例提供者： 美林数据技术股份有限公司 www.meritit.com

( 1) 客户需求和方案简介

宝鸡电气 12kV 开关柜的断路器是影响质量的重要环节。 12kV 断路器生产线质量数据采 集、质量检测的电子化、信息化程度不高;装配工艺环节如磨合、机械特性测试、工频耐压 试验等测试环节问题较多，但未对问题记录与分析，更没有对问题进行追溯，导致质量问题 反复出现，严重影响了生产效率和产品合格率。通过数据集成与质量大数据分析， 解决机械 特性测试、工频耐压测试、磨合测试等环节出现的问题，并追溯质量问题来源。

( 2)具体解决方案介绍

通过对装配过程中发现问题最多的检验工序(机械特性测试、工频耐压测试、磨合测试的)进行过程数据采集，利用质量问题分类模型将质量数据进行影响因素关联分析，从而定 位该产品在装配过程中的质量问题产生源，使产品在各工位装配过程中减少产生问题的次数 和发生概率，提高检验工位处理问题的效率和缩短问题分析处理的时间，并将产品质量问题 分析结果中由于工艺设计或材料设计引起的产品质量问题诱因反馈给相关设计人员，促进制 造过程质量闭环改进，降低产品返工次数和返工率，提高产品生产过程的一次通过率。

美林数据为宝鸡电气设计并建设了质量大数据分析系统， 以质量可视化、 质量分析应用、 大数据平台三大子系统为核心，通过数据集成工具将业务系统中的数据集成到大数据平台， 通过大数据平台对数据进行存储、 计算、 模型构建和可视化分析应用构建，由数据分析应用 系统调取质量数据库的数据进行数据开发与可视化分析。

质量分析应用主要面向对断路器产品质量问题的分析业务实现应用，包括各类质量指标 和报表业质、质量问题定性分析、关联分析、影响因素分析、追溯分析、质量知识库、质量 异常反馈和质量信息可视化等应用;质量可视化对产品制造质量指标进行可视化展现; 大数 据平台包括分析建模技术组件和大数据技术组件，分析模型包括分类分析模型、聚类分析模 型、关联分析模型、异常分析模型和趋势预测模型;大数据技术组件包含 SQOOP、 HDFS、 HIVE (大数据数据仓库)、 HBASE、 SAPRK、 ETL。

( 3) 方案实施后的价值或成果

通过对装配质量问题进行数据分析，将工艺、工位操作、零部件负载的等影响产品质量 的因素进行数值化，促进制造过程质量的针对性闭环改进，达到降低产品返工次数和返工率， 提高产品生产过程的一次通过率。 12kV 固封极柱式断路器生产线断路器产品不良品率有效降 低了约 10%，装配线生产效率提高了约 10%。

7.2.5 电子行业智慧生产系统的工业大数据应用

应用领域： 电子制造业

应用场景： 大数据平台、质量模型、参数调优、研发改进

案例提供者： 中兴通讯股份有限公司 www.zte.com.cn/china

( 1)客户需求和方案简介

制造业从机械化、电气化到自动化，而今智能化已成行业大趋势。德国工业 4.0、美国 工业互联网及中国制造 2025 正在如火如荼的进行中。在此行业大背景下，作为通讯制造行业 巨头的中兴通讯股份有限公司(以下简称中兴)，提出 M-ICT 2.0 战略，助力智能制造实践， 并组织团队研发“智慧生产管理系统”。此系统在公司内部生产线上应用，解决生产设备“信 息孤岛”问题，实现设备的互联互通，通过生产看板和质量管理系统，达到生产可视、可控 及可追溯。在中兴大数据 DAP 平台基础上，针对电子制造行业特点，开发大数据分析组件， 达到工艺参数调优、研发技术改进、生产质量提升的目的。

( 2) 具体解决方案介绍

中兴通讯将大数据技术与制造创新融合，提出智能制造解决方案。其系统架构图如下图 所示：

智慧生产系统总体架构 智慧生产管理系统包括设备层、大数据层及应用层。设备层主要将单板生产全生命周期 所经的所有设备数据接口打通，实时采集生产数据，通过设备数据总线上传至中兴大数据平 台。大数据层采用中兴大数据平台分析挖掘数据，中兴针对工业制造的特点，提供四个组件： 生产质量分析组件、时间序列分析组件、生产机器学习组件及工艺专家知识库。 生产质量分析组件将生产数据应用统计方法学分析，并向上层提供生产过程分析，比如 Cpk、箱线图、柏拉图以及 10 多种 SPC 等质量分析服务。时间序列分析组件，对于时间序列 的生产数据，通过应用数理统

计方法加以处理，以预测未来事物的发展。生产机器学习组件 将生产数据构建机器学习模型(如决策树、逻辑回归，支持向量机等)进行分析，挖掘隐藏 在数据背后的价值，提升生产良率。在电子制造领域，中兴拥有一批行业内权威的资深工艺专家，工艺专家知识库将可以将这些工艺专家的经验知识转化为可指导设备操作的知识宝库。 智慧生产系统包括四大功能：数据互联互通、生产可视可追溯、工艺参数调优及研发技 术改进。其中，数据互联互通通过物联网技术将所有设备生产测试数据实时采集，以解决信 息孤岛问题;生产可视可追溯通过实时看板及质量报表达到生产的可视化，同时通过唯一码 达到产品级、物料级以及人、机、料、法、环的可追溯性;工艺参数调优则通过大数据建模， 科学合理的设置工艺参数阈值;研发技术改进通过单板全生命周期管理及远程故障定位技术， 帮助快速发现并解决问题，同时发现问题的共性，反馈至研发，以改进单板设计。

智慧生产系统功能划分

( 3) 方案实施后的价值或成果

该系统目前已在中兴内部使用，对于生产线成本节约、效率提升及质量提升方面做出了 重要贡献。引入该系统后，现场人力投入减少 31%，设备利用率提升 24%，单板生产合格率提 升了 16%， NPI 导入周期 5 天缩短到 2 天，产品质量定位时间也大幅缩短，而且支持异地办公， 节约出差成本。 该系统的应用不局限于电子制造业，由于其开放性系统架构，完全支持其他行业，比如： 机械、航天航空、制药等，根据行业不同，在数据采集层针对不同设备特点进行扩展，专家 知识库也可以根据各企业不同进行更新补充。随着行业应用增加，最终将形成工业大数据在 智能制造方面的生态圈。

7.2.6 苏州明志科技大数据辅助智能制造项目

应用领域： 高档数控机床和机器人

应用场景： 智能车间 PON 网络 制造管理系统( MES)大数据分析

案例提供者： 江苏鸿信系统集成有限公司 www.jsict.com

( 1) 客户需求和方案简介

苏州明志科技车间中的主要生产设备是明志科技自主研发的智能化精密组芯铸造生产 线，并大量使用机器人完成作业。在此基础上，进一步精细化管理工业机器人的统筹协作， 任务分配，是提高生产流水线效率的关键。铸造车间按照网络化、智能化的制造理念进行规 划设计，实现网络全覆盖，设备设施全网互通。 此外，新车间引进了先进的制造管理系统( MES)，结合电信的物联网、互联网、工业自 动化等信息技术，实现智能物流、自动识别监控、生产计划调度、产品信息追溯等各制造要 素的全方位集成，实现铸造生产的智能化解决方案。