工廠(chǎng)數據采集系統
一、工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統
工廠(chǎng) 生產(chǎn)數據采集系統 主要面向生產(chǎn)制造型企業(yè)，對其內部車(chē)間生產(chǎn)、人員、設備等數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并存儲到數據庫，通過(guò)圖表或報表的樣式進(jìn)行展現，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)數據采集系統是實(shí)現工廠(chǎng)智能化改造的第一步，也是現場(chǎng)生產(chǎn)執行層與管理層之間的信息紐帶，能夠實(shí)現異常數據實(shí)時(shí)反饋、管理推送可視化、現場(chǎng)監控遠程化、過(guò)程管控集成實(shí)時(shí)化，最終實(shí)現數字化智能化工廠(chǎng)！
二、工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統解決方案
第一步：工廠(chǎng)現場(chǎng)調研
車(chē)間布局、工藝流程、生產(chǎn)設備現狀、設備維護保養計劃與維保記錄、設備巡點(diǎn)檢操作規范、設備開(kāi)停運行情況、設備故障處理過(guò)程、生產(chǎn)操作、設備需求（自動(dòng)化設備等）、設備接口與協(xié)議、設備相關(guān)的關(guān)鍵數據采集、優(yōu)化潛在工位的操作人員訪(fǎng)談、自動(dòng)化改造部門(mén)的歷史項目、在建項目、規劃項目、自動(dòng)化改造部門(mén)產(chǎn)品穩定性及自控水平……
第二部：工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統硬件設備安裝與調試
硬件設備安裝與調試主要由匠興工控組負責，搭建車(chē)間現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò )設備、服務(wù)器等；無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)定位和布置；設備數據采集接口、人機交互設備在內的硬件安裝與調試工作，包括PDA、智能手表、智能終端等；數控機床、機器人設備的數據接口實(shí)現；需要確認并跟蹤落實(shí)系統硬件的到貨、部署搭建、設備接口與網(wǎng)絡(luò )等基礎設施的配套改造等工作，并配合系統實(shí)施組進(jìn)行系統的軟硬件總體測試和數據貫通工作。
1.現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )傳輸搭建
2.人機交互終端搭建
當生產(chǎn)計劃下達分發(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備，那么如何將指令直接反饋到設備上，讓操作員通過(guò)設備上的生產(chǎn)計劃指令展開(kāi)生產(chǎn)加工任務(wù)呢？這時(shí)就需要一個(gè)人機交互終端入口；另外，對于生產(chǎn)線(xiàn)眾多的設備，設備的日常維護作業(yè)（保養、巡檢、點(diǎn)檢、維修）如何直觀(guān)放映在對應的設備上，也產(chǎn)生一個(gè)交互終端入口的需求。所以在構建工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統的時(shí)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(guò)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(shí)時(shí)運行情況、單臺設備的OEE做圖像化展示，還可實(shí)現加工產(chǎn)品與設備的信息共享。設備終端還將包括：調用SOP作業(yè)指導書(shū)、調用工藝圖紙、人員上崗驗證、人員考勤、安燈預警操作等相關(guān)功能，提供了生產(chǎn)線(xiàn)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(guān)指令進(jìn)行作業(yè)任務(wù)，進(jìn)而減少溝通成本、保障按計劃有序開(kāi)展工作；集成了崗位驗證、考勤功能，簡(jiǎn)化了人員管理的運營(yíng)成本。
3.數采終端搭建
工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統數采終端：RFID數采終端、RFID天線(xiàn)、PDA手持終端、掃描槍、3G手持移動(dòng)終端、視覺(jué)識別終端、視頻監控終端等，RFID利用無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)，完成數據的采集和傳輸，帶有RFID識讀功能的手持PDA進(jìn)行識別，主要運用于工廠(chǎng)內的生產(chǎn)線(xiàn)數據采集、質(zhì)量追溯、倉庫管理、設備數據采集等，比如廠(chǎng)內的備料派料往往通過(guò)PDA與相關(guān)人員進(jìn)行交互；品保人員需通過(guò)PDA界面傳輸檢測結果；PDA需要接收各個(gè)設備的日常維護工作等。通過(guò)對生產(chǎn)數據記錄分析、單品或批次追溯、設備運行狀態(tài)智能監控，全面提高制造企業(yè)的生產(chǎn)力。
4.標簽的使用
5.標準數控系統、二開(kāi)數控系統、PLC及工控PC、加裝傳感器
加裝傳感器
在工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統過(guò)程中常用的加裝傳感器類(lèi)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(dòng)感應器等，工廠(chǎng)中采用加裝傳感器可以采集溫度、濕度、壓力、技術(shù)、液控、位移等等數據，并將數據進(jìn)行高速傳輸，方便系統的讀取和分析，在很大程度上提高生產(chǎn)效率。比如在生產(chǎn)線(xiàn)對設備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)監控時(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。
數控機床包含兩種數據系統，一種是標準數控系統，還有一種是二開(kāi)數控系統，匠興科技可以對這兩類(lèi)數控系統進(jìn)行數據的采集，涉及國內外各種品牌，比如歐美的西門(mén)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、凱恩帝等；臺灣的新代、寶元、中達等。
原則上應在每個(gè)CNC數據機床工位加裝視覺(jué)圖像識別系統，在吊鉤上取得在制品放到工位上時(shí)進(jìn)行視覺(jué)圖像自動(dòng)識別，系統識別后自動(dòng)調用相關(guān)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(jué)圖像識別系統成本問(wèn)題，可以考慮規劃生產(chǎn)流水線(xiàn)。僅在每流水線(xiàn)的特定位置加裝一套識別系統，系統識別在制品后，能夠通過(guò)流水線(xiàn)把相應在制品指定分配到對應的加工設備上，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)刀具的反復切換帶來(lái)的時(shí)間成本。
PLC的使用
通過(guò)PLC等技術(shù)將設備和工控機進(jìn)行集成，監控設備各項物理參數，當這些物理參數超出系統事先設定好的預警范圍則進(jìn)行異常匯報，生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際生產(chǎn)與計劃差異超出預先設定值，則自動(dòng)發(fā)送郵件，短信，看板等方式展現給相關(guān)負責人員。
6.電氣類(lèi)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.電子看板安裝及調試
可根據自己公司的需要，來(lái)制定電子看板的大小和顯示內容，顯示內容可以包括ERP系統信息、 MES系統軟件 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(guò)網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)終端實(shí)現看板與服務(wù)器之間的通信，服務(wù)器上的數據跟電子看板上顯示的信息同步。
第三部：工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統分析及運用
1.底層數據采集。能夠與設備通訊的情況下盡量通過(guò)通訊的方式提取現場(chǎng)數據；實(shí)在不能通訊的設備，可以通過(guò)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(xiàn)的每臺生產(chǎn)設備（包括PLC，CNC數控機床等）部署設備終端，再通過(guò)企業(yè)已存在的網(wǎng)絡(luò )將數據進(jìn)行統一聯(lián)網(wǎng)，從而形成對設備的實(shí)時(shí)監控，采集計算設備實(shí)際執行OEE的相關(guān)數據，從而為每臺設備制定 OEE計劃標準,將標準集成到系統中
3.通過(guò)構建設備基礎資料，設備運行監控，設備運行保養，設備備件管理體系，有效保障設備相關(guān)的所有管理需要
4.可視化車(chē)間看板，異構件備料看板、物流（裝車(chē)）計劃看板、生產(chǎn)指令看板、快速返修看板、在制品流量監控看板、異?？窗?、庫位目視化看板、差異看板、消滅看板等的運用
5.安燈系統異常管理。通過(guò)操作輔助設備主動(dòng)匯報異常（例如PDA進(jìn)行異常匯報），自動(dòng)發(fā)送郵件，短信，看板等方式展現給相關(guān)負責人員
6.多維度的KPI考核數據客觀(guān)反饋設備以及相關(guān)管理人員的績(jì)效；
7.生產(chǎn)運營(yíng)集控中心的建立。在企業(yè)內部構建生產(chǎn)運營(yíng)集控中心。將差異化看板系統、設備聯(lián)網(wǎng)監控系統、安防監控系統、異常預警系統統一集成部署到運營(yíng)集控中心，使管理者在一個(gè)地方實(shí)時(shí)匯總現場(chǎng)數據，作出管理決策。
三、工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統特色
1、實(shí)時(shí)數據庫
企業(yè)級的生產(chǎn)數據實(shí)時(shí)平臺
分布式數據架構、滿(mǎn)足集團需求
實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)全廠(chǎng)生產(chǎn)數據
高效的數據壓縮算法
長(cháng)期保存歷史數據
支持在線(xiàn)計算和統計
支持遠程范圍、多種數據接口
個(gè)性化定制服務(wù)、靈活滿(mǎn)足用戶(hù)需求
不間斷穩定運行
分布式數據架構、滿(mǎn)足集團需求
實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)全廠(chǎng)生產(chǎn)數據
高效的數據壓縮算法
長(cháng)期保存歷史數據
支持在線(xiàn)計算和統計
支持遠程范圍、多種數據接口
個(gè)性化定制服務(wù)、靈活滿(mǎn)足用戶(hù)需求
不間斷穩定運行
2、車(chē)間組態(tài)組件
專(zhuān)業(yè)的圖形仿真技術(shù)
監控畫(huà)面與實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)保持一致
豐富的設計工具
工程組態(tài)模板（采集模板、畫(huà)面模板、腳本模板、圖形模板）
組態(tài)工程開(kāi)發(fā)XML
多語(yǔ)言操作系統兼容
支持完整的PLC協(xié)議
具備定制化組態(tài)能力
可進(jìn)行設備改造、信號轉接
專(zhuān)業(yè)的圖形仿真技術(shù)
監控畫(huà)面與實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)保持一致
豐富的設計工具
工程組態(tài)模板（采集模板、畫(huà)面模板、腳本模板、圖形模板）
組態(tài)工程開(kāi)發(fā)XML
多語(yǔ)言操作系統兼容
支持完整的PLC協(xié)議
具備定制化組態(tài)能力
可進(jìn)行設備改造、信號轉接
四、工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統成效
1.提供了生產(chǎn)線(xiàn)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(guān)指令進(jìn)行作業(yè)任務(wù)，減少溝通成本、保障按計劃有序開(kāi)展。
3.集成監控檢測加工設備關(guān)鍵指標，避免質(zhì)量異常發(fā)生，節省了返工成本
3.集成了安燈系統，支持在安全、人員、質(zhì)量、響應和成本方面的不斷改進(jìn)，減少浪費
5.與CNC工位相互結合，提升了生產(chǎn)數據交互的穩定性，避免異常的發(fā)生。
6.設備日常維護作業(yè)計劃由系統自動(dòng)產(chǎn)生，防止遺漏延期，確保計劃正確執行，減輕維修部門(mén)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(jìn)行，保障了設備的穩定性，降低了生產(chǎn)風(fēng)險、降低了設備維修成本。
8. 設備管理系統 OEE的最大優(yōu)化。時(shí)間稼動(dòng)率（可用率），性能稼動(dòng)率（表現指數），良品率（質(zhì)量指數）
9.可視化車(chē)間看板。通過(guò)多維度的統計、分析、計算為管理者提供企業(yè)數據的可視化展示，實(shí)現目視化管理，從而降低企業(yè)運營(yíng)成本，提升各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)協(xié)同效率。
五、MDC數據采集系統的應用場(chǎng)景
六、應用的案例
1.浙X催化劑工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統
本項目主要實(shí)現的功能包括：生產(chǎn)計劃排程、生產(chǎn)信息管理、數據采集、設備管理、差異預警管理、看板管理、物資管理、項目信息管理、集控中心、實(shí)時(shí)數據庫子系統、二次安全防護子系統、ABB機器人通訊、視覺(jué)識別子系統、組裝模塊掃碼子系統
1、實(shí)現通過(guò)二維碼生產(chǎn)業(yè)務(wù)和質(zhì)量的全過(guò)程追溯，生產(chǎn)效率提升17%，品質(zhì)問(wèn)題降低38%
2、實(shí)現所有客戶(hù)可以隨時(shí)通過(guò)系統了解訂單生產(chǎn)進(jìn)度狀況，客戶(hù)滿(mǎn)意度增加75%
3、實(shí)現所有設備運行狀況實(shí)時(shí)采集，實(shí)時(shí)展示，實(shí)時(shí)監控，實(shí)時(shí)預警，設備效率增加31%
4、實(shí)現安全庫存即時(shí)預警，物料及時(shí)率提供42%
5、實(shí)時(shí)管控物料配送到貨狀況，物料供貨準時(shí)提供67%
6、實(shí)現和機器人的實(shí)時(shí)通訊，識別率提高到99.87%
2.中國X車(chē)工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統
本項目主要實(shí)現的功能包括：計劃排程、生產(chǎn)管控、供應鏈管控、數據采集、異常管理、質(zhì)量溯源、可視化等
制造過(guò)程數字化與透明化，對決策的準確制定提供了很大支持，保障持續的盈利能力；
智能化的管理技術(shù)，改善原有傳統模式對人員經(jīng)驗與素養的依賴(lài)，快速帶動(dòng)管理升級；
任務(wù)發(fā)布與接收更加及時(shí)透明，確保員工準確及時(shí)按指令執行，同時(shí)對執行結果做有效監控跟蹤；
目標與實(shí)際狀況之間的差異，層級化的異常處理方案，確保PDCA的循環(huán)改善
降低或消除數據統計時(shí)間36%；
縮短生產(chǎn)提前期8%；
提高產(chǎn)品合格率5%；
提高產(chǎn)線(xiàn)交接班效率67%；
生產(chǎn)效益提升10%；
3.圣XX床上用品集團工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統
本項目主要實(shí)現的功能包括：計劃排程、生產(chǎn)管控、 RFID實(shí)時(shí)供應鏈系統、數據采集、設備管理、異常監控系統、質(zhì)量溯源、可視化等。
1 、異常實(shí)時(shí)發(fā)布，機修維護受到監控，減少異常發(fā)生的浪費時(shí)間10%
2 、設備保養執行過(guò)程由系統監控，延長(cháng)設備的使用壽命，節省設備費用20%
3 、實(shí)時(shí)監控產(chǎn)線(xiàn)執行計劃，縮短生產(chǎn)節拍。
4、 物流運作智能執行，減少物流流轉的浪費時(shí)間5%
5 、RFID產(chǎn)品全過(guò)程追溯，提高客戶(hù)對產(chǎn)品的滿(mǎn)意度，銷(xiāo)售效益提高0.3%
6、周計劃到日計劃 細化的完善，計劃實(shí)現實(shí)時(shí)下達到各工位，并反饋實(shí)時(shí)數據到計劃人員，減少跟單員的人數4名
4.超X電池集團公司工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統
實(shí)時(shí)模塊：流水線(xiàn)數據采集、條碼管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、包裝管理、溯源管理、預警管理、可視化管理等
1、實(shí)時(shí)反應生產(chǎn)流程過(guò)程中的問(wèn)題，及時(shí)反饋并由操作人員進(jìn) 行及時(shí)處理解決，整個(gè)產(chǎn)線(xiàn)對異常的處理和響應速度提高了72%
2、具備了整體協(xié)同能力，提高預測、計劃和生產(chǎn)調度方面的科 學(xué)性、準確性和及時(shí)性，車(chē)間在制品降低了9.6%，生產(chǎn)成本降 低4.2%
3、為現場(chǎng)操作人員與上級管理人員提供即時(shí)信息反饋，確保更 快、更好的完成生產(chǎn)任務(wù)，生產(chǎn)效率提高8.3%
4、能監控在制品在任意時(shí)刻的位置和狀態(tài)，實(shí)時(shí)收集相關(guān)數據從而對每個(gè)產(chǎn)品形成可追溯性記錄，在出問(wèn)題時(shí)可以快速查找問(wèn)題所在
5.某大型家電企業(yè)（重慶）-家電行業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)數據采集系統
主要實(shí)現的功能包括：生產(chǎn)計劃管理、供應商協(xié)同平臺、采購管控、智能倉儲、智能物流、智能生產(chǎn)、條碼識別管理、追溯管理、異常預警管理、報表管理、數據采集、看板管理、車(chē)間物料識別子系統、KPI體系。
1 、從訂單、生產(chǎn)、供應鏈整體協(xié)同度提升60%
2、訂單交期延誤率從35%下降至12%
3、人員執行力提升70%
4、設備利用率提升22%
5、客戶(hù)滿(mǎn)意度提高30%