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新工科平台及相关资源
2024-10-14

中心以建设数字化、网络化、智能化真实工厂为理念,以建成智慧中心为目标,着力加强新工科特色的工程训练教学改革。中心于2021年建成了新工科平台(以下简称平台),平台秉承智能制造引领,多学科融合的理念,确定了以智能制造相关技术为核心,融合多个工科专业实践教学的建设方案,规划上突出智能制造、多学科融合的特点。

图1  新工科实验平台

图2  学生实验场景

序号

产品

名称

技术参数要求

数量

单位

1

云桌面工作站

1、规格:2U机架式;

2CPU:配置≥2颗处理器,单颗CPU基础主频≥2.3GHz,单颗CPU核心数≥16核心,支持AVX-512指令集;

3、内存:配置256GB DDR4内存,可扩展内存≥3TB

4、本地存储:配置21.2T 10000转企业级热插拔SAS硬盘;

5、存储扩展性:最大支持≥372.5寸硬盘槽位;

6RAID:高性能 SAS RAID卡,缓存≥1GB

7I/O端口:可扩展≥9PCI-E3.0插槽;

8、网络:配置≥4个千兆RJ45网口;

9HBA卡:≥1块双口16Gb HBA卡(含多模光模块);

10、安全特性:支持内嵌式硬件加密芯片,可根据用户要求灵活选择算法,支持固件加密/数字签名,防止不明固件的非法写入;

11、管理功能:集成1个独立的1000Mbps网络接口,专门用于远程管理,可远程获取CPU寄存器等底层调试信息和故障信息;配置TF卡用于BMC运行日志存储;

12、电源及其他:≥2个冗余电源,导轨;

13、服务:三年整机硬件保修,原厂工程师上门服务;

14、为保证兼容性,工作站、存储、光纤交换机要求同一品牌;

1

2

存储工作站

1.规格:≤2U盘控一体化架构,同时支持IP SANFC SANNAS模式,通过 NAS SAN 统一在一个平台上,实现文件访问和块访问的统一融合;控制器:最大支持控制器≥16个,满足平滑扩容,要求磁盘阵列采用多控制器架构,实现横向的控制器扩展,支持在线扩容、更换控制器,本次配置2个双活控制器;

2.品牌要求:所投产品制造商在201720182019连续三年进入Gartner通用磁盘阵列魔力象限或主存储魔力象限,提供加盖投标产品制造商公章的截图证明;

3.存储处理器:每个控制器配置的CPUX86架构,Intel Casade Lake平台及以上

4.系统缓存:双控配置高速缓存≥64GB,并且双控可扩展到256GB缓存,集群最大可支持2TB高速缓存(缓存不包含SSD磁盘、PCI-E SSD、闪存、压缩或重删缓存和NAS控制器缓存);

5.前端主机接口:≥8个千兆iSCSI接口,支持32G FC16Gb FC1/10/40Gb Ethernet等;

6.硬盘:配置≥151.2T企业级SAS硬盘(纯数据盘裸容量≥18TB);

7.管理软件:配置图形界面管理软件,支持多种语言(至少包括简体中文和英文),支持多台设备集中管理,支持存储资源管理分析和资源使用历史记录分析,支持性能管理等功能,支持WEB管理,支持CLI管理。支持多种事件通知功能;

8.硬盘保护功能:所有磁盘可同时配置为RAID0/1/5/6/10/50/60,且可共存。支持两种RAID技术,且可以共存;

9.QoS功能:配置存储QoS授权许可,支持单卷的IOPSBandwidth的限制设定;

10.自动精简配置功能:配置全容量许可精简功能,实现存储空间超分配,精简粒度32K64K128K256K可调节,后续扩容无需额外购买许可,支持创建单卷≥256TB的容量。

11.云分层:支持云备份/云分层功能,支持存储数据直接备份到公有云和私有云,无须单独配置备份软件,提供产品制造商网站截图并加盖产品制造商公章;

12.存储双活:支持Active-Active模式双活架构,主机端的LUN多路径为全Active状态,在不加额外网关的情况下可以实现和同厂商高中端型号存储组成双活阵列,要求支持VMWareWindows ServerMS Hyper-VOracle RAC等;

1

3

光纤交换机

1.端口数:可最大扩展到48端口;本次配置12端口激活,含1216Gb多模SFP模块;

2.端口速率:4/8/16 Gbps

3.多链路捆绑功能:可支持至少8ISL链路捆绑并配置相应的软件;

4.冗余性:支持风扇、电源等冗余;

5.管理功能:支持Telnet, Web, SNMP, SMI-S等管理接口;

6.为保证兼容性,工作站、存储、光纤交换机要求同一品牌;

1

4

桌面虚拟化软件

1.10用户数使用的软件许可;提供虚拟打印技术,方便用户打印;

2.支持Windows前端插入的USB设备重定向,客户机无需安装USB驱动,并支持USB 3.0设备;支持通过非USB重定向的摄像头和语音输入重定向技术;支持客户端本地文件夹重定向并可设定单、双向拷贝,支持单向只读和单向只写功能;

3.桌面连接服务器要求支持固定桌面池,浮动桌面池、自动和手动池的功能;

4.支持浏览器、WindowsMacAndroidiOS等客户端访问,并支持IOS,Android设通过类似本地应用程序的界面访问桌面及应用;

5.支持剪切板审计功能,可对复制粘贴的内容进行追溯;支持桌面水印功能,防止用户对桌面内容拍照或截屏;支持桌面快速交付,平均每个虚拟桌面生成时间为2秒以内;支持多种类型远程连接协议;

6.针对3D内容显示和高清视频流,使用H.265编码节省带宽占用;底层平台支持将创建桌面快照,克隆等操作卸载到硬件存储执行的能力;

7.支持无代理模式进行虚拟机的备份;支持应用程序配置的统一管理,可对应用配置做模板并统一分发应用配置;

8.提供桌面Helpdesk功能,监控用户连接情况、会话情况、桌面内应用进程等数值,并支持管理员远程重启、注销、重置和远程协助;

7

1

工业物联网边缘实训设备——

智能分拣系统(传感器型)


硬件部分:

一、系统组成:

主要包括皮带传输系统、传感器检测系统、气动控制系统、RFID检测系统、PLC控制系统、机械手分拣系统、边缘网关数据采集系统以及嵌入式控制系统和数字化孪生仿真系统,系统旨在构建典型的智能制造自动化生产环境,利于工程化项目的开发,可以按照工业物联网专业技术技能的要求组织和实施实际学习和训练,以真实或数字化软件仿真的方式进行专业技能培训。

二、工业物联网边缘实训系统硬件:

1.实训系统采用工作站方式,利于设备及元器件的快速检修及故障排除,便于整体系统的固定或者短途的移动。

2.电控柜与工作站融为一体,采用优质冷扎钢板加工,表面作喷塑处理和防锈处理,控制柜门采用有机玻璃加工,台面采用工业欧标的铝型材加工,方便各种组件的安装调整,符合柔性化设计理念。

3.物联网网关能够通过串口、LAN口、wifi与自动化产线进行通讯连接,同时支持S7opc UAmodbus通讯协议,支持嵌入式linux系统以及SSH工具连接,具备将不同数据源间的通信标准化,具备开放性和可扩展性,可支持多种高级语言进行编程。

4.嵌入式控制单元(边缘控制器)集成64ARM处理器,具备强大的运算能力,支持Ubuntu18以上版本操作系统,能够通过wifi、串口、LAN口与其它设备通讯,支持4G5G扩展模块,具备SFP+光口模块或万兆SFP+电口模块;开放式系统设计,支持LXCdocker容器技术,便于用户二次开发,方便集成第三方组件。

5.自动化控制单元采用可编程逻辑控制器,支持网口和串口通讯,支持IEC61131编程标准。

6.机械手及其控制系统支持pythonc#c++二次开发功能,六轴,工作半径不低于280mm,支持串口、网口通讯连接方式,能够实现物料分拣、码垛、搬运等功能。

7.电压220V50Hz,功率≤500W

三、工业物联网边缘实训设备AR(增强现实)软件

1.提供实训系统的AR设备监测软件。

2.AR教学软件通过物联网协议实现与实训系统的实时通讯,支持数据及图表实时显示、模型的拆分、合并、故障辅助检测功能。

软件部分:

支持工业物联网私有云平台、MES系统、自动化控制单元的互联联通。

1.软件系统部署在与硬件系统配套的工业物联网私有云平台之上。

2.云平台通过HCI软件构建,在独立服务器上提供集成的存储和虚拟化功能,支持虚拟机的实时迁移。

3.容器管理及集群搭建,包括容器引擎选型及搭建,容器镜像管理,容器运行监控,包括选型、搭建和测试。

4.日志和业务监控、通知服务。

5.服务治理、服务监控、消息队列。

6.系统提供统一的后台管理APP,可实现对实训室所有设备的资源管理、后台运行状态监控和图表化显示。

7.云平台支持泛在协议接入功能,支持mqttmodbusopc UA,可灵活接入各种边缘设备并进行设备协议解析。

8.支持设备IOT数据的持久化存储,提供第三方监控软件PrometheusGrafana集成接口。

9.提供本地开发的APP发布工具,支持pythonjavagolang等多种语言和开发环境。

10.统一的用户权限管理功能,可以在后台创建用户,并对用户进行授权操作,可调用API权限等功能分配。

11.边缘设备管理系统基于私有云平台开发,不仅能采集工作站的实时数据,也可对数据进行时序化存储与分析。同时具备对关键设备的状态与诊断功能,可实时监测重要生产参数,并通过数据分析工具实现部分设备预测维护功能。

12.报警与日志界面可根据报警等级显示故障设备与信息,快速定位故障设备。

13.订单管理功能实现在线下单,订制生产,并可实现产品追溯。通过丰富的UI和图表工具,可呈现多层次多维度数据分析与展示效果。

5

2

工业物联网边缘实训设备——

智能分拣系统(机器觉型)

硬件部分:

一、系统组成:

主要包括皮带传输系统、传感器检测系统、气动控制系统、RFID检测系统、机器视觉、PLC控制系统、机械手分拣系统、工业安全网络、边缘网关数据采集系统以及嵌入式控制系统和数字化孪生仿真系统,系统旨在构建典型的智能制造自动化生产环境,利于工程化项目的开发,可以按照工业物联网专业技术技能的要求组织和实施实际学习和训练,以真实或数字化软件仿真的方式进行专业技能培训。

二、工业物联网边缘实训系统硬件:

1.实训系统采用工作站方式,利于设备及元器件的快速检修及故障排除,便于整体系统的固定或者短途的移动。

2.电控柜与工作站融为一体,采用优质冷扎钢板加工,表面作喷塑处理,防锈且美观,控制柜门采用有机玻璃加工,台面采用工业欧标的铝型材加工,方便各种组件的安装调整,符合柔性化设计理念。

3.物联网网关能够通过串口、LAN口、wifi与自动化产线进行通讯连接,同时支持S7opc UAmodbus通讯协议,支持嵌入式linux系统以及SSH工具连接,具备将不同数据源间的通信标准化,具备开放性和可扩展性,可支持多种高级语言进行编程。

4.嵌入式控制单元(边缘控制器)集成64ARM处理器,具备强大的运算能力,支持Ubuntu18以上版本操作系统,能够通过wifi、串口、LAN口与其它设备通讯,支持4G5G扩展模块,具备SFP+光口模块或万兆SFP+电口模块;开放式系统设计,支持LXCdocker容器技术,便于用户二次开发,方便集成第三方组件。

5.自动化控制单元采用可编程逻辑控制器,支持网口和串口通讯,支持IEC61131编程标准。

6.工业级安全路由器,具备自动化设备和以太网网段的保护功能,防止内部和外部的威胁,提供防火墙、路由、VPNNAT功能。

7.机械手及其控制系统支持pythonc#c++二次开发功能,六轴,工作半径不低于280mm,支持串口、网口通讯连接方式,能够实现物料分拣、码垛、搬运等功能。

8.深度相机具备不低于1280*720的分辨率,最大范围10米,最小探测距离0.2m,提供与PLC和机械手的通讯功能。

9.电压220V50Hz,功率≤500W

三、工业物联网边缘实训设备AR(增强现实)软件

1.提供实训系统的AR设备监测软件。

2.AR教学软件通过物联网协议实现与实训系统的实时通讯,支持数据及图表实时显示、模型的拆分、合并、故障辅助检测功能。

软件部分:

支持工业物联网私有云平台、MES系统、自动化控制单元的互联联通。

1.软件系统部署在与硬件系统配套的工业物联网私有云平台之上。

2.云平台通过HCI软件构建,在独立服务器上提供集成的存储和虚拟化功能,支持虚拟机的实时迁移。

3.容器管理及集群搭建,包括容器引擎选型及搭建,容器镜像管理,容器运行监控,包括选型、搭建和测试。

4.日志和业务监控、通知服务。

5.服务治理、服务监控、消息队列。

6.系统提供统一的后台管理APP,可实现对实训室所有设备的资源管理、后台运行状态监控和图表化显示。

7.云平台支持泛在协议接入功能,支持mqttmodbusopc UA,可灵活接入各种边缘设备并进行设备协议解析。

8.支持设备IOT数据的持久化存储,提供第三方监控软件PrometheusGrafana集成接口。

9.提供本地开发的APP发布工具,支持pythonjavagolang等多种语言和开发环境。

10.统一的用户权限管理功能,可以在后台创建用户,并对用户进行授权操作,可调用API权限等功能分配。

11.边缘设备管理系统基于私有云平台开发,不仅能采集工作站的实时数据,也可对数据进行时序化存储与分析。同时具备对关键设备的状态与诊断功能,可实时监测重要生产参数,并通过数据分析工具实现部分设备预测维护功能。

12.报警与日志界面可根据报警等级显示故障设备与信息,快速定位故障设备。

13.订单管理功能实现在线下单,订制生产,并可实现产品追溯。通过丰富的UI和图表工具,可呈现多层次多维度数据分析与展示效果。

10

3

数字化制造仿真平台


硬件部分:

设备参数:

1CPU核心6核心;

2、线程数量12线程;

3RAM32GB

4、芯片:芯片组C422

5、硬盘256G SSD

6Raid:集成式:

Integrated Intel AHCI chipset SATA controller (6 x 6Gb/s) - SW RAID 0/1/5/10

可选 Broadcom MegaRAID® SAS 9440-8i 12 Gb/s SAS (6 Gb/s SATA) PCIe控制器,支持Raid 0/1/5/10

可选 MegaRAID® SAS 9460-16i 12 Gb/s SAS (6 Gb/s SATA) PCIe控制器(4 GB cache) supports hardware RAID 0/1/5/10

7、显卡P10004GDDR5/128Bit

8、音频:集成Realtek ALC3234高保真音频编解码器

可选:5.25前置专业音频接口模块(双通道,120 dB信噪比);

9、网络:千兆以太网控制器,支持远程唤醒、PXE和巨型帧可选:

软件部分:

生产工艺设计与工厂整体生产线虚拟仿真软件;

平台面向加工制造全过程,将所有制造规范与产品工程设计(包括流程工程和仿真以及生产管理)联系起来;以一种完全关联的数据模型对制造流程的设计和执行进行管理,解决现有生产方式中产品设计与产品生产之间不关联的问题。

技术参数及系统功能:

1、工艺规划

一体化的制造工艺规划、制造仿真与优化,支持并行工程,实现设计、制造多用户协同工作;提供用于制造过程规划的虚拟环境,制造资源库和制造特征管理,生产线设计、制造过程建模和线平衡,变更管理和规划方案甄别;支持在同一项目结构下,进行多种工艺配置方案规划与比较。

2、装配仿真

支持分组并行工作,定义、仿真和优化产品装配的操作过程,三维可视化;使用原始的CAD数据,建立装配和分解的路径;干涉检查和分析;交互式三维仿真,并可以变化产品参数,遇到干涉即停止功能,自动计算无干涉路径功能,用甘特图和树状图定义装配顺序,装配过程可生成AVI视频文件。

3、人机工程

具备人体建模与仿真能力,支持不同性别、多人种以及各种年龄段的数字化人体模型,并可对人体模型进行定制修改,支持中国人体库,人体姿态库,姿态可直接使用,支持多种人因工程分析工具。包括OWAS分析、NOISH分析、静态受力预测分析、下背部脊柱受力分析、上肢损伤分析,支持多种虚拟现实设备,实现沉浸式高仿真虚拟现实场景。可通过传感器对人体模型进行建模和研究。

4、焊接过程仿真

支持完整的焊接工艺过程的定义、分析。特别针对点焊工艺过程的仿真,包括焊点的可焊性分析,焊枪的可达性分析,机器人的位置和动作分析等,可快速智能选择合理焊钳。

5、机器人和机械设备运动仿真

1)支持机器人路径规划、仿真和验证,可以创建3D曲线、在曲面上投影曲线以定义路径方向、进行可达性分析,可以通过添加、删除和修改位置进行路径编辑,可以定义安装到机器人上的工具、模拟机器人运动、分析机器人路径,进行机器人运动动态分析。

2)支持KUKA KRC OLP接口、ABB Rapid OLP FloatOLP接口、COMAU PDL OLP Float OLP接口、FANUC RJ OLP Float OLP接口、YASKAWA INFORM OLP FloatOLP接口、KAWASAKI AS OLP Float OLP接口的机器人。

3)机械设备运动仿真,可以通过定义链接和关节将运动学添加到设备、定义关节参数,可以将运动设备定义为工具、将设备定义为robotsCAD接口的外部轴,

4)支持IGESJTSTEPParasolid ASCIINXSolid EdgeTecnomatix.co.cojt),SolidWorksPro/ECatia V4/V5等常用格式。

6、虚拟调试

将一个数字工厂模型(自动化设备、机器人等)与真实的工厂控制器(PLCHMI人机界面等)连接在一起,使不同领域的工程师在一个共同的环境模式下协同工作,测试对复杂生产系统的控制情况。在生产线实物制造之前,可以在此环境模式下测试生产线运行程序的可编程控制器程序。通过以虚拟方式仿真和验证自动化设备和机器人,保证设备的表现能够达到预期方案。

36

4

工业云平台工作站

设备参数:

1CPU频率2.4GHz,智能加速主频 3.2GHz

2、标配CPU数量 1

3、制程工艺 14nm

4、三级缓存13.75MB

5CPU核心十核

6CPU线程数20线程

7、扩展槽 8个第三代插槽,多达4x16插槽

8、内存类型:DDR4

9、内存容量32GB

内存描述 DDR4 2933MT/s

10、内存插槽数量 24

11、硬盘接口类型 SATA/SAS

12、标配硬盘容量4TB

硬盘描述 22TB SATA硬盘

内部硬盘架数 最大支持83.5英寸硬盘

13、热插拔盘位 支持热插拔

14、磁盘控制器 H330

15、接口类型:标准接口 2×USB 2.0接口(2个前置),3×USB 3.0接口(1个前置可选,2个后置),2×VGA接口(1个前置,1个后置)

1

5

实训桌椅

实训桌:

桌子尺寸:1.2×0.6×0.76米。

基材采用e1≥18mm的板材,板防火B1级标准,硬度≥2H级,外贴三聚氢氨饰面纸,表面采用优质表膜,经过高温模压成型,采用方管经除油除锈后静电粉末喷涂底架。采用优质五金件,四周采用优质PVC同色直封边,全自动热熔机一次合成。

35

座椅:

S型座背一体式,符合人体工学设计,采用优质环保注塑材质,防污阻燃,立体包围,舒缓坐姿压力。软硬适中不变形。安全稳固,椅架采用优质不锈钢管材,耐腐蚀,具有较好的承重性能。

70