三得利产品有限公司（Suntory Products Limited）

摘要

三得利产品公司的新一代工厂模式于 2021 年在北阿尔卑斯信浓之森水厂投入运营。其先进的构造旨在成为 "永不停歇的工厂"。更具体地说，在三得利天能水北阿尔卑斯生产线上，各种机器的运行数据被实时收集，并由 Impulse* 人工智能故障检测系统监控运行情况和趋势。

*Impulse 是 Brains Technology 公司提供的故障检测解决方案。

工厂内大约有 80 台 PLC 在运行，这些 PLC 来自不同的国内外供应商。PLC 的数据通过 OPC UA 通信采集并传输到人工智能故障检测系统，采用的是 Takebishi 公司的 DeviceXPlorer OPC Server (DxpSERVER) 和 No-Code linkage tool OPC Spider。

面临困境

• 无法自动执行阈值监控任务的预测性故障检测由人工处理。这有可能造成人为错误。

实施目的

• 消除人工预测性故障检测任务，促进故障检测的快速化，提高设备的运转率。

• 可由现场管理人员实施数据收集设置和其他系统变更。

体现智能工厂的新一代工厂模式

三得利产品公司在三得利集团的生产中发挥着核心作用，是清爽饮料市场的一流制造公司。最先进的北阿尔卑斯信浓之森水厂位于长野县大町市，直接从山中取最新鲜的泉水来生产三得利天王水北阿尔卑斯矿泉水。

这座先进的工厂以 "创造一个深受客户、员工和周边地区喜爱的地方，利用高水平的生产和品牌来提高效率和工作满意度 "为理念。建成后的工厂是智能工厂的化身，在生产与自然共存的空间中实现了品牌体验。

这是通过在工厂中积极利用人工智能技术实现的。"从生产线上运行的设备和机器中收集数据，并利用人工智能来提高故障检测效率，以解决设备中可能出现的问题。北阿尔卑斯信浓之森水厂工程部的大久保秀隆说："简而言之，它的目的是提高整个工厂的生产率。

Tennensui Kita Alps 生产线包含各种设备。据大久保先生介绍，生产流程如下。首先，对从水源地采集的矿泉水进行过滤和净化。然后，灌装工厂生产的塑料瓶并贴上标签。最后，将成品瓶按指定数量包装、储存和装运。

图：天宁水北阿尔卑斯生产流程

过去，工厂采用运行监控系统（SCADA）来直观了解运行状况，并采用自动阈值监控来检测故障。然而，由于阈值监控无法处理预测性故障检测，只能通过人工处理，因此未发现故障和工人专业化是常见问题。为了通过更快、更可靠的故障检测来提高运行效率，实施了一套人工智能故障检测系统来监测故障信号，以识别区分故障和正常设备运行的趋势。

然而，建立一个完美的人工智能模型需要时间。为了提高判断的准确性，输入人工智能的传感器数据必须添加或更改，各种预处理计算也需要测试。这种试错过程必须反复进行，而每次系统变更都要使用外部的系统开发公司，这就导致了额外的延误和成本。因此，现场管理人员必须能够独立执行对系统的更改。

在生产线和人工智能平台之间连接操作数据

为了解决这些问题，三得利产品公司采用了 Takebishi 的 OPC UA 通信软件 DeviceXPlorer OPC Server (DxpSERVER) 和 No-Code 数据链接工具 OPC Spider。

"DxpSERVER 将控制生产线上所有设备的 PLC 的数据从供应商特定协议传输到 OPC UA* 通信。OPC Spider 获取 OPC UA 设备数据，并将其转换为与云端人工智能故障检测系统兼容的格式，然后将数据发送到云端。

*OPC UA 是制造领域的标准通信协议

DxpSERVER 和 OPC Spider 都是由负责构建该系统的供应商推荐的。DxpSERVER 被众多制造商用作标准 OPC 服务器，在国内外都有大量使用案例。

在考虑使用 OPC Spider 时，Okubo 说："我们拥有一个内部 IT 部门，其中有许多技术娴熟的专家，但在这次实施中，我们真正需要的是一个能让现场经理定期实施更改的系统，以便从人工智能系统中获得更好的效果。从这个角度出发，我们选择了 OPC Spider，因为它可以在图形用户界面中轻松定义工厂的各类数据，并将其链接到人工智能故障检测系统。

图：Impulse 人工智能故障检测系统概览

让现场管理人员专注于对生产线进行有价值的改进

AI 故障检测系统在信浓之森水厂开业时投入使用，使 Tennensui Kita Alps 生产线从开业之初就受到监控。

"信浓之森水厂建成两年后，设备尚未出现老化。因此，该系统的使用率并不高。目前，在继续进行试验的同时，我们正在慢慢扩大系统监控的设备范围。通过扩大目标设备，我们希望现场管理人员能够致力于改善生产线，并减少用于预测性维护任务的时间"。

人工智能故障检测系统技术助力公司扩张

Okubo 先生说，公司希望继续提高故障检测的准确性，利用 DxpSERVER 和 OPC Spider 的无代码数据链接优势，测试可能对人工智能模型有用的数据。

北阿尔卑斯信浓之森水厂计划于 2023 年 3 月扩建生产线，预计年产量将增加一倍以上，达到 3.3 亿箱。人工智能故障检测系统的重要性也将得到类似的提升。

与此同时，还考虑将开发人工智能故障检测系统所获得的见解应用于其他工厂。随着人工智能故障检测系统的扩展，整个公司将继续向智能工厂一体化转型。