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  • 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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    離散制造車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是這樣實施的[派通科技]

    發(fā)布于2019-08-30 00:06:00 | 瀏覽次數(shù):

    一、工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

    工廠 生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 主要面向生產(chǎn)制造型企業(yè),對其內(nèi)部車間生產(chǎn)、人員、設備等數(shù)據(jù)進行實時采集,并存儲到數(shù)據(jù)庫,通過圖表或報表的樣式進行展現(xiàn),確保了分析和優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程所需的透明度。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是實現(xiàn)工廠智能化改造的第一步,也是現(xiàn)場生產(chǎn)執(zhí)行層與管理層之間的信息紐帶,能夠實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)實時反饋、管理推送可視化、現(xiàn)場監(jiān)控遠程化、過程管控集成實時化,最終實現(xiàn)數(shù)字化智能化工廠!


    二、工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解決方案

    第一步:工廠現(xiàn)場調(diào)研

    車間布局、工藝流程、生產(chǎn)設備現(xiàn)狀、設備維護保養(yǎng)計劃與維保記錄、設備巡點檢操作規(guī)范、設備開停運行情況、設備故障處理過程、生產(chǎn)操作、設備需求(自動化設備等)、設備接口與協(xié)議、設備相關的關鍵數(shù)據(jù)采集、優(yōu)化潛在工位的操作人員訪談、自動化改造部門的歷史項目、在建項目、規(guī)劃項目、自動化改造部門產(chǎn)品穩(wěn)定性及自控水平……


    第二步:工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設備安裝與調(diào)試

    硬件設備安裝與調(diào)試主要負責,搭建車間現(xiàn)場網(wǎng)絡環(huán)境,包括網(wǎng)絡設備、服務器等;無線熱點定位和布置;設備數(shù)據(jù)采集接口、人機交互設備在內(nèi)的硬件安裝與調(diào)試工作,包括PDA、智能手表、智能終端等;數(shù)控機床、機器人設備的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn);需要確認并跟蹤落實系統(tǒng)硬件的到貨、部署搭建、設備接口與網(wǎng)絡等基礎設施的配套改造等工作,并配合系統(tǒng)實施組進行系統(tǒng)的軟硬件總體測試和數(shù)據(jù)貫通工作。


    1.現(xiàn)場網(wǎng)絡傳輸搭建

    現(xiàn)場需要搭建各類網(wǎng)絡傳輸設備,比如服務器、集線器、交換機、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關、網(wǎng)絡接口卡、調(diào)制解調(diào)器、光纖收發(fā)器、光纜等等,再運用有線網(wǎng)絡技術、無線網(wǎng)絡技術或者無線通信技術設置有線接口、無線熱點定位和布置等,通過布置的網(wǎng)絡把現(xiàn)場采集到的各項數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫,在顯示層中進行展現(xiàn),比如PC端、APP端、BS客戶端、車間電子看板、集控中心等。


    2.人機交互終端搭建

    當生產(chǎn)計劃下達分發(fā)到各個具體的工段/工序,而最終進行生產(chǎn)加工的具體對象是工序下的設備,那么如何將指令直接反饋到設備上,讓操作員通過設備上的生產(chǎn)計劃指令展開生產(chǎn)加工任務呢?這時就需要一個人機交互終端入口;另外,對于生產(chǎn)線眾多的設備,設備的日常維護作業(yè)(保養(yǎng)、巡檢、點檢、維修)如何直觀放映在對應的設備上,也產(chǎn)生一個交互終端入口的需求。所以在構建工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時候就需要搭建人機交互終端。人機交互終端包括:工控一體機、工業(yè)一體平板電腦、微型電腦終端、觸摸屏、立式一體機、LED顯示屏、智能手機、智能手環(huán)等。

    通過對人機交互終端搭建可以將生產(chǎn)計劃指令、設備日常維護指令直接下達到設備上,并且對于設備的實時運行情況、單臺設備的OEE做圖像化展示,還可實現(xiàn)加工產(chǎn)品與設備的信息共享。設備終端還將包括:調(diào)用SOP作業(yè)指導書、調(diào)用工藝圖紙、人員上崗驗證、人員考勤、安燈預警操作等相關功能,提供了生產(chǎn)線設備端的交互入口,讓人、機、料互相交互成為可能,操作人員按相關指令進行作業(yè)任務,進而減少溝通成本、保障按計劃有序開展工作;集成了崗位驗證、考勤功能,簡化了人員管理的運營成本。


    3.數(shù)采終端搭建

    工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)采終端:RFID數(shù)采終端、RFID天線、PDA手持終端、掃描槍、3G手持移動終端、視覺識別終端、視頻監(jiān)控終端等,RFID利用無線射頻技術,完成數(shù)據(jù)的采集和傳輸,帶有RFID識讀功能的手持PDA進行識別,主要運用于工廠內(nèi)的生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集、質量追溯、倉庫管理、設備數(shù)據(jù)采集等,比如廠內(nèi)的備料派料往往通過PDA與相關人員進行交互;品保人員需通過PDA界面?zhèn)鬏敊z測結果;PDA需要接收各個設備的日常維護工作等。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄分析、單品或批次追溯、設備運行狀態(tài)智能監(jiān)控,全面提高制造企業(yè)的生產(chǎn)力。


    4.標簽的使用

    標簽在倉庫以及車間中廣泛被使用,倉庫中主要是從物料的采購、領用、完工、銷售及倉庫其他出入庫管理中進行使用,而車間中主要是工序的派工、流轉、工時及完工申報時使用,配合RFID的無線射頻識別技術,可以直接通過讀寫設備方式把倉庫及車間數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴a(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,方便車間管理者能夠實時分析車間生產(chǎn)流水情況。


    5.標準數(shù)控系統(tǒng)、二開數(shù)控系統(tǒng)、PLC及工控PC、加裝傳感器

    加裝傳感器

    在工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)過程中常用的加裝傳感器類型:光纖傳感器、模擬傳感器、金屬感應器、紅外感應器、氣敏傳感器、磁感應器、震動感應器等,工廠中采用加裝傳感器可以采集溫度、濕度、壓力、技術、液控、位移等等數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)進行高速傳輸,方便系統(tǒng)的讀取和分析,在很大程度上提高生產(chǎn)效率。比如在生產(chǎn)線對設備進行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控時,在手工作業(yè)中,可以在工序上安裝傳感器自動采集工序的在制品產(chǎn)出量,進而縮短人工時間,提高效能。

    MDC系統(tǒng) :數(shù)控機床

    數(shù)控機床包含兩種數(shù)據(jù)系統(tǒng),一種是標準數(shù)控系統(tǒng),還有一種是二開數(shù)控系統(tǒng),可以對這兩類數(shù)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的采集,涉及國內(nèi)外各種品牌,比如歐美的西門子、FAGOR、海德漢永克等;日本的三菱、兄弟、馬扎克等;國產(chǎn)的華中、廣數(shù)、凱恩帝等;臺灣的新代、寶元、中達等。


    MDC系統(tǒng)對數(shù)控機床數(shù)據(jù)采集需要在信息層上配備一個RSS接口或以太網(wǎng)接口,進行諸如操作程序、信息數(shù)據(jù)傳輸以及在辦公室環(huán)境中監(jiān)視設備統(tǒng)計數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鳌NC機床需加裝設備智能終端,智能終端系統(tǒng)緩存預定指令,比如加工程序,安裝智能設備終端、可通過上位機直接發(fā)送指令,緩沖一些常用的數(shù)據(jù),簡化生產(chǎn)過程中通訊傳遞的數(shù)據(jù)量,以提升網(wǎng)絡的可靠性。

    原則上應在每個CNC數(shù)據(jù)機床工位加裝視覺圖像識別系統(tǒng),在吊鉤上取得在制品放到工位上時進行視覺圖像自動識別,系統(tǒng)識別后自動調(diào)用相關的加工程序到對應加工設備,如果考慮每臺加工設備都加裝視覺圖像識別系統(tǒng)成本問題,可以考慮規(guī)劃生產(chǎn)流水線。僅在每流水線的特定位置加裝一套識別系統(tǒng),系統(tǒng)識別在制品后,能夠通過流水線把相應在制品指定分配到對應的加工設備上,這樣亦可進行自動裝載程序,并且可以做到按CNC工位的繁忙情況智能均衡安排加工設備的生產(chǎn)任務,避免加工不同型號產(chǎn)品時刀具的反復切換帶來的時間成本。


    PLC的使用

    通過PLC等技術將設備和工控機進行集成,監(jiān)控設備各項物理參數(shù),當這些物理參數(shù)超出系統(tǒng)事先設定好的預警范圍則進行異常匯報,生產(chǎn)過程中實際生產(chǎn)與計劃差異超出預先設定值,則自動發(fā)送郵件,短信,看板等方式展現(xiàn)給相關負責人員。


    6.電氣類產(chǎn)品安裝及使用

    主要包括激光打印機、條碼打印機、液壓器件等


    7.電子看板安裝及調(diào)試

    可根據(jù)自己公司的需要,來制定電子看板的大小和顯示內(nèi)容,顯示內(nèi)容可以包括ERP系統(tǒng)信息、 MES系統(tǒng)軟件 信息、自定義信息、圖形化信息、視頻信息等。以上信息均可以通過網(wǎng)絡線或無線終端實現(xiàn)看板與服務器之間的通信,服務器上的數(shù)據(jù)跟電子看板上顯示的信息同步。


    第三部:工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析及運用

    1.底層數(shù)據(jù)采集。能夠與設備通訊的情況下盡量通過通訊的方式提取現(xiàn)場數(shù)據(jù);實在不能通訊的設備,可以通過在設備上外加傳感器、智能設備終端等方式去讀取;

    2.對生產(chǎn)線的每臺生產(chǎn)設備(包括PLC,CNC數(shù)控機床等)部署設備終端,再通過企業(yè)已存在的網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng),從而形成對設備的實時監(jiān)控,采集計算設備實際執(zhí)行OEE的相關數(shù)據(jù),從而為每臺設備制定 OEE計劃標準,將標準集成到系統(tǒng)中

    3.通過構建設備基礎資料,設備運行監(jiān)控,設備運行保養(yǎng),設備備件管理體系,有效保障設備相關的所有管理需要

    4.可視化車間看板,異構件備料看板、物流(裝車)計劃看板、生產(chǎn)指令看板、快速返修看板、在制品流量監(jiān)控看板、異常看板、庫位目視化看板、差異看板、消滅看板等的運用

    5.安燈系統(tǒng)異常管理。通過操作輔助設備主動匯報異常(例如PDA進行異常匯報),自動發(fā)送郵件,短信,看板等方式展現(xiàn)給相關負責人員

    6.多維度的KPI考核數(shù)據(jù)客觀反饋設備以及相關管理人員的績效;

    7.生產(chǎn)運營集控中心的建立。在企業(yè)內(nèi)部構建生產(chǎn)運營集控中心。將差異化看板系統(tǒng)、設備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、異常預警系統(tǒng)統(tǒng)一集成部署到運營集控中心,使管理者在一個地方實時匯總現(xiàn)場數(shù)據(jù),作出管理決策。


    三、工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)特色

    1、實時數(shù)據(jù)庫

    企業(yè)級的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時平臺

    分布式數(shù)據(jù)架構、滿足集團需求

    實時訪問全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)

    高效的數(shù)據(jù)壓縮算法

    長期保存歷史數(shù)據(jù)

    支持在線計算和統(tǒng)計

    支持遠程范圍、多種數(shù)據(jù)接口

    個性化定制服務、靈活滿足用戶需求

    不間斷穩(wěn)定運行


    2、車間組態(tài)組件

    專業(yè)的圖形仿真技術

    監(jiān)控畫面與實際生產(chǎn)活動保持一致

    豐富的設計工具

    工程組態(tài)模板(采集模板、畫面模板、腳本模板、圖形模板)

    組態(tài)工程開發(fā)XML

    多語言操作系統(tǒng)兼容

    支持完整的PLC協(xié)議

    具備定制化組態(tài)能力

    可進行設備改造、信號轉接


    四、工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成效

    1.提供了生產(chǎn)線設備端的交互入口,讓人、機、料互相交互成為可能。

    2.將每臺設備的指令直接下達到具體設備,操作人員按相關指令進行作業(yè)任務,減少溝通成本、保障按計劃有序開展。

    3.集成監(jiān)控檢測加工設備關鍵指標,避免質量異常發(fā)生,節(jié)省了返工成本

    3.集成了安燈系統(tǒng),支持在安全、人員、質量、響應和成本方面的不斷改進,減少浪費

    5.與CNC工位相互結合,提升了生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互的穩(wěn)定性,避免異常的發(fā)生。

    6.設備日常維護作業(yè)計劃由系統(tǒng)自動產(chǎn)生,防止遺漏延期,確保計劃正確執(zhí)行,減輕維修部門主管工作,提高了人員的工作效率;

    7.設備日常維護作業(yè)有序進行,保障了設備的穩(wěn)定性,降低了生產(chǎn)風險、降低了設備維修成本。

    8. 設備管理系統(tǒng) OEE的最大優(yōu)化。時間稼動率(可用率),性能稼動率(表現(xiàn)指數(shù)),良品率(質量指數(shù))

    9.可視化車間看板。通過多維度的統(tǒng)計、分析、計算為管理者提供企業(yè)數(shù)據(jù)的可視化展示,實現(xiàn)目視化管理,從而降低企業(yè)運營成本,提升各個業(yè)務部門協(xié)同效率。


    五、MDC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用場景

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