一、項目背景
華東某精密塑膠有限公司（以下簡稱“客戶”）主營汽車燈罩、醫療耗材等高端注塑件，車間現擁有28臺鎖模力180-650 t的全電動注塑機，其中22臺為日本發那科（FANUC）α-S150iA、α-S300iA機型，控制器型號為FANUC Series 30i-B Plus。

過去車間采用紙質工藝卡+人工抄表的方式記錄生產數據，存在三大痛點：

1.數據滯后8 h，OEE只能月底估算；

2.工藝參數被工人隨意改動，事后無法追溯；

3.品質異常反饋慢，批量廢品最高一次達到4 600件，損失嚴重。2025年公司啟動數字化改造，要求“0停機、0布線、0授權費用”完成設備聯網，并把所有實時數據通過MQTT協議推送到自主研發的“云塑通”SaaS平臺。經過多輪比選，最終選用北京捷米科技有限公司的INMA-WIFI4G-JM02注塑機數據采集網關（以下簡稱“JM02網關”）。

二、方案設計

1.網關型號：INMA-WIFI4G-JM02注塑機工業智能網關，品牌捷米特（Jiemeite），工業級ARM Cortex-A7雙核，1 GHz，512 MB DDR3，8 GB eMMC，雙鏈路Wi-Fi 2.4 G + 4G LTE Cat4，支持MQTT over TLS/SSL。

2.采集對象：FANUC 30i-B Plus控制器，通信端口為控制器正面CN3B（RS-232，9600-115200 bps可調），協議采用FANUC FOCAS v4 API（兼容v1-v3）。

3.網絡拓撲：每臺注塑機安裝1臺JM02網關，網關通過M12航空接頭取DC 24 V電源，串口TX/RX/GND與CN3B直連；數據經Wi-Fi 4G雙鏈路冗余，MQTT主題Topic為
factory/injection/fanuc/{deviceId}/realtime，QoS=1，心跳30 s，斷線本地緩存≥7天。

4.平臺側：云塑通SaaS部署在阿里云華東2節點，使用EMQX 5.3集群，支持WebSocket、InfluxDB時序庫、Grafana看板。

5.安全策略：TLS 1.3加密，網關側預置阿里云IoT設備證書，私鑰存儲在TPM安全芯片，防拆自毀。

三、實施過程

現場勘查
工程師用Fanuc FOCAS Test Tool檢測22臺控制器版本，確認全部支持FOCAS v4；記錄每臺機IP（用于后續統一命名）、CN3B針腳定義、24 V電源位置；對兩臺4G信號弱機位增加高增益天線。

網關硬件安裝
采用“0停機”方案：

·關閉控制器護蓋→插入RS-232轉接線→網關磁吸于電柜內側→M12電源并線到斷路器二次側→4 G天線貼于柜門內側，全程單臺耗時≤12 min。

·每臺網關貼激光標簽，編號JM02-F01～F22，與設備編號一一對應。

參數配置與邊緣計算
通過捷米特提供的“JetConfig”PC工具批量寫入：

1.串口參數：115200-8-N-1，流控None；

2.FOCAS變量表：

·設備狀態（cnc_statinfo 4 Byte）

·當前射出速度（act_f 32位浮點）

·射出壓力（act_f）

·螺桿位置（act_f）

·模腔溫度1-8（act_f數組）

·周期時間（32位無符號）

·產量計數（32位無符號）
共計38個變量，采集周期200 ms，邊緣側做周期累加、均值濾波、異常閾值（溫度>320 ℃、壓力>180 MPa）報警。

3.MQTT配置：
Broke地址mqtt.cloudplas.com:8883，ClientId=JM02-F${SN}，用戶名密碼采用阿里云IoT簽名模式，發布Topic見上；同時啟用“本地SQLite緩存”與“補傳”策略，網絡中斷后按1 s粒度重傳。

單臺聯調
任選F09機（α-S300iA，生產車燈罩，周期28 s）做驗證：

·啟動射出，網關指示燈由綠→藍（采集中）→紫（MQTT已發）；

·在云塑通實時看板觀察到周期時間28.4 s、射出速度82 mm/s、模腔溫度298 ℃，與控制器面板一致，延遲<800 ms；

·人工調高保壓壓力+5 MPa，平臺3 s后彈出“工藝篡改”報警，并記錄舊值/新值/時間/操作員，追溯功能正常。

批量復制
把F09機配置導出為模板，利用JetConfig“一鍵克隆”剩余21臺，僅需修改ClientId與Topic中的deviceId；平均單臺耗時2 min。

數據對齊與OEE基準
MES導出過去3個月生產報表，與網關首日數據對比：

·產量偏差0.18 %（網關多算3件，系邊緣計數把半自動調試品計入，已修正過濾條件）；

·設備稼動率人工記錄61.7 %，網關計算60.9 %，誤差0.8 %，客戶認可。

培訓交付
對設備科、品質科、生產科共18人進行操作培訓：

·網關指示燈含義、常見報警處理；

·云塑通看板使用：班次對比、工藝曲線回放、導出Excel；

·異常閉環：APP推送→責任人→處理結果拍照上傳。

四、應用效果（運行30天數據）

1.數據實時性：周期、產量、工藝參數上傳延遲平均0.6 s，滿足≤1 s目標。

2.工藝違規下降：高壓保壓擅自修改次數由月均47次降至3次，降幅93.6 %。

3.廢品率：燈罩類廢品率由2.8 %降至1.1 %，醫療耗材由1.5 %降至0.7 %。

4.OEE提升：車間綜合稼動率由61.2 %提高到74.5 %，相當于多釋放3.2臺機產能。

五、經驗總結

1.INMA-WIFI4G-JM02注塑機邊緣計算網關采用非侵入式FOCAS協議，無需發那科額外授權

2.Wi-Fi+4G雙鏈路保證車間復雜電磁環境下的高可用，30天運行掉線率<0.03 %；

3.邊緣計算提前過濾無效數據，平臺側InfluxDB寫入壓力降低62 %；

4.統一的MQTT主題與JSON格式，為后續接入ERP、APS、AI質檢系統打下數據基礎。

客戶已將成功經驗復制到江蘇分廠（22臺住友SE-DU系列），并計劃2026年前完成全集團120臺注塑機100 %上云。捷米特INMA-WIFI4G-JM02注塑機數據采集網關也因此成為其“標準數據采集網關”指定型號。

·（具體內容配置過程及其他相關咨詢可聯系楊工。）

審核編輯 黃宇