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(shè)備等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫，通過圖表或報(bào)表的樣式進(jìn)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(shí)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?qū)崿F(xiàn)異常數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋、管理推送可視化、現(xiàn)場監(jiān)控遠(yuǎn)程化、過程管控集成實(shí)時(shí)化，最終實(shí)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(shè)備現(xiàn)狀、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃與維保記錄、設(shè)備巡點(diǎn)檢操作規(guī)范、設(shè)備開停運(yùn)行情況、設(shè)備故障處理過程、生產(chǎn)操作、設(shè)備需求（自動(dòng)化設(shè)備等）、設(shè)備接口與協(xié)議、設(shè)備相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集、優(yōu)化潛在工位的操作人員訪談、自動(dòng)化改造部門的歷史項(xiàng)目、在建項(xiàng)目、規(guī)劃項(xiàng)目、自動(dòng)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(shè)備安裝與調(diào)試

       硬件設(shè)備安裝與調(diào)試主要負(fù)責(zé)，搭建車間現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器等；無線熱點(diǎn)定位和布置；設(shè)備數(shù)據(jù)采集接口、人機(jī)交互設(shè)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(jī)床、機(jī)器人設(shè)備的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)；需要確認(rèn)并跟蹤落實(shí)系統(tǒng)硬件的到貨、部署搭建、設(shè)備接口與網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施的配套改造等工作，并配合系統(tǒng)實(shí)施組進(jìn)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(luò)傳輸搭建

       現(xiàn)場需要搭建各類網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，比如服務(wù)器、集線器、交換機(jī)、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)接口卡、調(diào)制解調(diào)器、光纖收發(fā)器、光纜等等，再運(yùn)用有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或者無線通信技術(shù)設(shè)置有線接口、無線熱點(diǎn)定位和布置等，通過布置的網(wǎng)絡(luò)把現(xiàn)場采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，在顯示層中進(jìn)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(jī)交互終端搭建

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

       通過對人機(jī)交互終端搭建可以將生產(chǎn)計(jì)劃指令、設(shè)備日常維護(hù)指令直接下達(dá)到設(shè)備上，并且對于設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況、單臺(tái)設(shè)備的OEE做圖像化展示，還可實(shí)現(xiàn)加工產(chǎn)品與設(shè)備的信息共享。設(shè)備終端還將包括：調(diào)用SOP作業(yè)指導(dǎo)書、調(diào)用工藝圖紙、人員上崗驗(yàn)證、人員考勤、安燈預(yù)警操作等相關(guān)功能，提供了生產(chǎn)線設(shè)備端的交互入口，讓人、機(jī)、料互相交互成為可能，操作人員按相關(guān)指令進(jìn)行作業(yè)任務(wù)，進(jìn)而減少溝通成本、保障按計(jì)劃有序開展工作；集成了崗位驗(yàn)證、考勤功能，簡化了人員管理的運(yùn)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(dòng)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(shù)，完成數(shù)據(jù)的采集和傳輸，帶有RFID識讀功能的手持PDA進(jìn)行識別，主要運(yùn)用于工廠內(nèi)的生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量追溯、倉庫管理、設(shè)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(guān)人員進(jìn)行交互；品保人員需通過PDA界面?zhèn)鬏敊z測結(jié)果；PDA需要接收各個(gè)設(shè)備的日常維護(hù)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(shè)備運(yùn)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(biāo)簽的使用

       標(biāo)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(lǐng)用、完工、銷售及倉庫其他出入庫管理中進(jìn)行使用，而車間中主要是工序的派工、流轉(zhuǎn)、工時(shí)及完工申報(bào)時(shí)使用，配合RFID的無線射頻識別技術(shù)，可以直接通過讀寫設(shè)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?qū)崟r(shí)分析車間生產(chǎn)流水情況。

5.標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)器、紅外感應(yīng)器、氣敏傳感器、磁感應(yīng)器、震動(dòng)感應(yīng)器等，工廠中采用加裝傳感器可以采集溫度、濕度、壓力、技術(shù)、液控、位移等等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控時(shí)，在手工作業(yè)中，可以在工序上安裝傳感器自動(dòng)采集工序的在制品產(chǎn)出量，進(jìn)而縮短人工時(shí)間，提高效能。

MDC系統(tǒng) ：數(shù)控機(jī)床

       數(shù)控機(jī)床包含兩種數(shù)據(jù)系統(tǒng)，一種是標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(tái)灣的新代、寶元、中達(dá)等。

       MDC系統(tǒng)對數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)采集需要在信息層上配備一個(gè)RSS接口或以太網(wǎng)接口，進(jìn)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(shè)備統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鳌NC機(jī)床需加裝設(shè)備智能終端，智能終端系統(tǒng)緩存預(yù)定指令，比如加工程序，安裝智能設(shè)備終端、可通過上位機(jī)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(luò)的可靠性。

       原則上應(yīng)在每個(gè)CNC數(shù)據(jù)機(jī)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(shí)進(jìn)行視覺圖像自動(dòng)識別，系統(tǒng)識別后自動(dòng)調(diào)用相關(guān)的加工程序到對應(yīng)加工設(shè)備，如果考慮每臺(tái)加工設(shè)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(yīng)在制品指定分配到對應(yīng)的加工設(shè)備上，這樣亦可進(jìn)行自動(dòng)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(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)，避免加工不同型號產(chǎn)品時(shí)刀具的反復(fù)切換帶來的時(shí)間成本。

PLC的使用

       通過PLC等技術(shù)將設(shè)備和工控機(jī)進(jìn)行集成，監(jiān)控設(shè)備各項(xiàng)物理參數(shù)，當(dāng)這些物理參數(shù)超出系統(tǒng)事先設(shè)定好的預(yù)警范圍則進(jìn)行異常匯報(bào)，生產(chǎn)過程中實(shí)際生產(chǎn)與計(jì)劃差異超出預(yù)先設(shè)定值，則自動(dòng)發(fā)送郵件，短信，看板等方式展現(xiàn)給相關(guān)負(fù)責(zé)人員。

6.電氣類產(chǎn)品安裝及使用

       主要包括激光打印機(jī)、條碼打印機(jī)、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(luò)線或無線終端實(shí)現(xiàn)看板與服務(wù)器之間的通信，服務(wù)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(yùn)用

1.底層數(shù)據(jù)采集。能夠與設(shè)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(shí)在不能通訊的設(shè)備，可以通過在設(shè)備上外加傳感器、智能設(shè)備終端等方式去讀取;

2.對生產(chǎn)線的每臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備（包括PLC，CNC數(shù)控機(jī)床等）部署設(shè)備終端，再通過企業(yè)已存在的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，從而形成對設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集計(jì)算設(shè)備實(shí)際執(zhí)行OEE的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而為每臺(tái)設(shè)備制定 OEE計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn),將標(biāo)準(zhǔn)集成到系統(tǒng)中

3.通過構(gòu)建設(shè)備基礎(chǔ)資料，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行保養(yǎng)，設(shè)備備件管理體系，有效保障設(shè)備相關(guān)的所有管理需要

4.可視化車間看板，異構(gòu)件備料看板、物流（裝車）計(jì)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(yùn)用

5.安燈系統(tǒng)異常管理。通過操作輔助設(shè)備主動(dòng)匯報(bào)異常（例如PDA進(jìn)行異常匯報(bào)），自動(dòng)發(fā)送郵件，短信，看板等方式展現(xiàn)給相關(guān)負(fù)責(zé)人員

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

7.生產(chǎn)運(yùn)營集控中心的建立。在企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建生產(chǎn)運(yùn)營集控中心。將差異化看板系統(tǒng)、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、異常預(yù)警系統(tǒng)統(tǒng)一集成部署到運(yùn)營集控中心，使管理者在一個(gè)地方實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

企業(yè)級的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)平臺(tái)

分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)、滿足集團(tuán)需求

實(shí)時(shí)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(jì)算和統(tǒng)計(jì)

支持遠(yuǎn)程范圍、多種數(shù)據(jù)接口

個(gè)性化定制服務(wù)、靈活滿足用戶需求

不間斷穩(wěn)定運(yùn)行

2、車間組態(tài)組件

專業(yè)的圖形仿真技術(shù)

監(jiān)控畫面與實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)保持一致

豐富的設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)備改造、信號轉(zhuǎn)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(shè)備端的交互入口，讓人、機(jī)、料互相交互成為可能。

2.將每臺(tái)設(shè)備的指令直接下達(dá)到具體設(shè)備，操作人員按相關(guān)指令進(jìn)行作業(yè)任務(wù)，減少溝通成本、保障按計(jì)劃有序開展。

3.集成監(jiān)控檢測加工設(shè)備關(guān)鍵指標(biāo)，避免質(zhì)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(zhì)量、響應(yīng)和成本方面的不斷改進(jìn)，減少浪費(fèi)

5.與CNC工位相互結(jié)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(shè)備日常維護(hù)作業(yè)計(jì)劃由系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生，防止遺漏延期，確保計(jì)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(shè)備日常維護(hù)作業(yè)有序進(jìn)行，保障了設(shè)備的穩(wěn)定性，降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、降低了設(shè)備維修成本。

8. 設(shè)備管理系統(tǒng) OEE的最大優(yōu)化。時(shí)間稼動(dòng)率（可用率），性能稼動(dòng)率（表現(xiàn)指數(shù)），良品率（質(zhì)量指數(shù)）

9.可視化車間看板。通過多維度的統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算為管理者提供企業(yè)數(shù)據(jù)的可視化展示，實(shí)現(xiàn)目視化管理，從而降低企業(yè)運(yùn)營成本，提升各個(gè)業(yè)務(wù)部門協(xié)同效率。

五、MDC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用場景

轉(zhuǎn)載至企業(yè)驅(qū)動(dòng)

編輯：江工