客户简介
某企业是一家专注于半导体显示领域的创新型科技企业。作为全球半导体显示龙头之一，该企业以深圳、武汉、惠州、苏州、广州、印度为基地，拥有 9 条面板生产线、4 座模组厂，投资金额超 2400 亿元。长期以来，该企业不断推进智能制造升级，将人工智能与工业物联网应用有机结合，优化生产线，打造更智慧、更深层的智能工厂。
项目背景
随着企业生产系统的数字化、智能化水平的提升，机器人设备在半导体显示设备生产中广泛应用，显著提高了生产效率的同时，增加了运维管理的复杂性。
由于生产车间缺乏有效的机器人集群管理系统，操作人员难以实时监控机器人状态并及时处理故障。为此，该企业计划构建一个面向面板生产车间的机器人实时诊断预警平台，以此实现机器人设备的统一、实时数据采集与存储，满足数据监控和告警诊断等功能需求，以减少故障造成的产能损失，优化生产流程。
项目挑战
该企业在建设机器人实时诊断预警平台过程中面临多重技术挑战：
在系统性能方面，工业环境对时延要求极高，平台需要在数据量大、硬件性能差、带宽受限的条件下，实现毫秒级数据传输并保障系统稳定运行。同时，车间内机器人设备品牌众多，数据格式和接口标准不统一，平台必须解决海量数据格式转换和多品牌设备兼容性问题。
在数据传输方面，智能工厂 7×24 小时不间断运行产生海量数据，平台需要满足亿级/天的数据传输需求，同时确保数据的完整性、持续性和安全性。生产车间存在大量老旧设备，其综合性能落后，为保证生产安全，制造部门对服务器主机 CPU 使用率设置了严格限制，这给系统资源调度带来巨大压力。
在数据处理方面，平台需要支持对海量数据的快速并发写入、高效压缩存储和实时查询分析，以满足操作人员查看设备年/月/周/日运行状态和趋势分析的需求，这对系统的数据处理能力和可视化性能提出了严峻考验。
解决方案
针对以上挑战，该企业在整体方案中构建了一套端到端的机器人设备管理平台。该方案采用 MQTT 协议作为数据传输标准，依托企业级 MQTT 接入平台 EMQX Platform 的高吞吐、低延时特性，结合 Intel EII 平台的模块化、容器化架构，实现了从生产线 Robot 端 - 中央控制器 - 工控机 - 服务器 - 到 Web 端的全链路数据贯通。
全面数据采集：
基于该企业自研的机器人数据采集软件 ia-publisher，南向通过 Socket 通信方式收集中央控制器数据，采集数据包含 Robot 运动的扭矩 Torque、脉冲 Pulse、不同动作的 Z 轴坐标、Vacuum Time、Robot Speed、Glass 不同 X、Y、Z轴的偏移量、Total Time 和不同轴别运动时的温度监控等。
高效数据传输：
考虑到机器人设备高并发的海量数据，选择单集群支持传输与处理吞吐量可达每秒百万级的 EMQX Platform 消息代理服务器作为消息收发通道，通过采集软件 ia-publisher 利用 MQTT 协议将采集的数据发布至指定的 broker 之中。
可靠数据存储：
结合 EMQX Platform 开箱即用的数据集成能力，与时序数据库 InfluxDB 集成，在保障数据安全、满足企业合规需求的同时，实现高可靠的数据存储。
多样数据可视：
使用 InfluxDB 集成 Grafana 提供的可视化数据面板，满足不同类型的数据查询和分析，方便操作人员实时观测 Robot 设备的运行状态。
业务告警与模型训练：
采用 Kapacitor 对数据进行分析筛选，设置极值阈值区间，对超出阈值的数据进行邮件预警，从而减少故障损失并提升生产效率。同时，利用实时采集数据对大数据智能预测模型进行训练，拟合未来故障时间点曲线，实现可预测性维护。
项目成果
自机器人实时诊断预警平台上线后，单个厂区成功接入超过 500 台机器人设备，日均处理消息量达千万级别。凭借高并发、低延迟、高可用性和无限横向扩展的能力，该平台显著提升了生产效率，降低了故障损失和维修成本，累计节省超过 500 万元。
通过收集机器人的各项运行数据，平台实现了对机器人状态的标准化和系统化管理。操作人员可以利用可视化工具查看机器人各轴在不同时间周期的运行状况，并设置个性化阈值。一旦数据超出设定阈值，系统会立即通过邮件发送异常告警，促使操作人员迅速响应，减少潜在生产损失。
此外，平台还支持深入分析异常记录，基于波形对比分析，扭矩负载时频分析等方法，帮助操作人员详细记录和理解异常事件。通过持续监测和分析这些数据，平台不仅能够准确识别故障原因和定位故障点，还能基于历史数据分析，实施预防性维护措施，有效避免生产中断。
总结
基于 EMQX Platform 构建的机器人实时诊断预警平台，帮助该企业成功破解工业物联网场景下的海量连接、实时处理与智能分析难题，推动设备管理从「被动响应」到「主动预防」的转变，构建起数据采集、传输、存储与分析的全栈能力，为半导体显示行业树立了智能化转型标杆。
随着平台进一步融合 AI 算法优化预测模型，实时诊断预警平台可以扩展到仓储物流、环境监测等其他场景，持续释放工业数据价值，驱动智能制造的升级和演进。