工廠數(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)行實時采集，并存儲到數(shù)據(jù)庫，通過圖表或報表的樣式進(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)實時反饋、管理推送可視化、現(xiàn)場監(jiān)控遠(yuǎn)程化、過程管控集成實時化，最終實現(xiàn)數(shù)字化智能化工廠！

 

當(dāng)匠興科技接到客戶工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需求后會組織團(tuán)隊人員到客戶現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)研，調(diào)研內(nèi)容分為以下幾方面：
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)計劃與維保記錄、設(shè)備巡點檢操作規(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……

硬件設(shè)備安裝與調(diào)試主要由匠興工控組負(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)接口實現(xiàn)；需要確認(rèn)并跟蹤落實系統(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。

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)計劃下達(dá)分發(fā)到各個具體的工段/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)計劃指令展開生產(chǎn)加工任務(wù)呢？這時就需要一個人機(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、點檢、維修）如何直觀放映在對應(yīng)的設(shè)備上，也產(chǎn)生一個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)備的實時運(yùn)行情況、單臺設(shè)備的OEE做圖像化展示，還可實現(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(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)、工時及完工申報時使用，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分析車間生產(chǎn)流水情況。

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，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(jìn)而縮短人工時間，提高效能。

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)，匠興科技可以對這兩類數(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)計數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ?。CNC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進(jìn)行視覺圖像自動識別，系統(tǒng)識別后自動調(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)品時刀具的反復(fù)切換帶來的時間成本。

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，生產(chǎn)過程中實際生產(chǎn)與計劃差異超出預(yù)先設(shè)定值，則自動發(fā)送郵件，短信，看板等方式展現(xiàn)給相關(guān)負(fù)責(zé)人員。

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。

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)備的實時監(jiān)控，采集計算設(shè)備實際執(zhí)行OEE的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而為每臺設(shè)備制定 OEE計劃標(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?？窗濉煳荒恳暬窗?、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)備主動匯報異常（例如PDA進(jìn)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(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，使管理者在一個地方實時匯總現(xiàn)場數(shù)據(jù)，作出管理決策。

1、實時數(shù)據(jù)庫

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(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、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。時間稼動率（可用率），性能稼動率（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、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(yùn)營成本，提升各個業(yè)務(wù)部門協(xié)同效率。

   

六、應(yīng)用的案例

1.浙X催化劑工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

  

本項目主要實現(xiàn)的功能包括：生產(chǎn)計劃排程、生產(chǎn)信息管理、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備管理、差異預(yù)警管理、看板管理、物資管理、項目信息管理、集控中心、實時數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、二次安全防護(hù)子系統(tǒng)、ABB機(jī)器人通訊、視覺識別子系統(tǒng)、組裝模塊掃碼子系統(tǒng)

1、實現(xiàn)通過二維碼生產(chǎn)業(yè)務(wù)和質(zhì)量的全過程追溯，生產(chǎn)效率提升17%，品質(zhì)問題降低38%
2、實現(xiàn)所有客戶可以隨時通過系統(tǒng)了解訂單生產(chǎn)進(jìn)度狀況，客戶滿意度增加75%
3、實現(xiàn)所有設(shè)備運(yùn)行狀況實時采集，實時展示，實時監(jiān)控，實時預(yù)警，設(shè)備效率增加31%
4、實現(xiàn)安全庫存即時預(yù)警，物料及時率提供42%
5、實時管控物料配送到貨狀況，物料供貨準(zhǔn)時提供67%
6、實現(xiàn)和機(jī)器人的實時通訊，識別率提高到99.87%


2.中國X車工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)



本項目主要實現(xiàn)的功能包括：計劃排程、生產(chǎn)管控、供應(yīng)鏈管控、數(shù)據(jù)采集、異常管理、質(zhì)量溯源、可視化等

制造過程數(shù)字化與透明化，對決策的準(zhǔn)確制定提供了很大支持，保障持續(xù)的盈利能力；
智能化的管理技術(shù)，改善原有傳統(tǒng)模式對人員經(jīng)驗與素養(yǎng)的依賴，快速帶動管理升級；
任務(wù)發(fā)布與接收更加及時透明，確保員工準(zhǔn)確及時按指令執(zhí)行，同時對執(zhí)行結(jié)果做有效監(jiān)控跟蹤；
目標(biāo)與實際狀況之間的差異，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(shù)據(jù)統(tǒng)計時間36%；
縮短生產(chǎn)提前期8%；
提高產(chǎn)品合格率5%；
提高產(chǎn)線交接班效率67%；
生產(chǎn)效益提升10%；

3.圣XX床上用品集團(tuán)工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
 

本項目主要實現(xiàn)的功能包括：計劃排程、生產(chǎn)管控、 RFID實時供應(yīng)鏈系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備管理、異常監(jiān)控系統(tǒng)、質(zhì)量溯源、可視化等。

1 、異常實時發(fā)布，機(jī)修維護(hù)受到監(jiān)控，減少異常發(fā)生的浪費(fèi)時間10%
2 、設(shè)備保養(yǎng)執(zhí)行過程由系統(tǒng)監(jiān)控，延長設(shè)備的使用壽命，節(jié)省設(shè)備費(fèi)用20%
3 、實時監(jiān)控產(chǎn)線執(zhí)行計劃，縮短生產(chǎn)節(jié)拍。
4、 物流運(yùn)作智能執(zhí)行，減少物流流轉(zhuǎn)的浪費(fèi)時間5%
5 、RFID產(chǎn)品全過程追溯，提高客戶對產(chǎn)品的滿意度，銷售效益提高0.3%
6、周計劃到日計劃 細(xì)化的完善，計劃實現(xiàn)實時下達(dá)到各工位，并反饋實時數(shù)據(jù)到計劃人員，減少跟單員的人數(shù)4名

4.超X電池集團(tuán)公司工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)



實時模塊：流水線數(shù)據(jù)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(yù)警管理、可視化管理等
1、實時反應(yīng)生產(chǎn)流程過程中的問題，及時反饋并由操作人員進(jìn) 行及時處理解決，整個產(chǎn)線對異常的處理和響應(yīng)速度提高了72%
2、具備了整體協(xié)同能力，提高預(yù)測、計劃和生產(chǎn)調(diào)度方面的科 學(xué)性、準(zhǔn)確性和及時性，車間在制品降低了9.6%，生產(chǎn)成本降 低4.2%
3、為現(xiàn)場操作人員與上級管理人員提供即時信息反饋，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(jiān)控在制品在任意時刻的位置和狀態(tài)，實時收集相關(guān)數(shù)據(jù)從而對每個產(chǎn)品形成可追溯性記錄，在出問題時可以快速查找問題所在

5.某大型家電企業(yè)（重慶）-家電行業(yè)工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

主要實現(xiàn)的功能包括：生產(chǎn)計劃管理、供應(yīng)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(yù)警管理、報表管理、數(shù)據(jù)采集、看板管理、車間物料識別子系統(tǒng)、KPI體系。
1 、從訂單、生產(chǎn)、供應(yīng)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(zhí)行力提升70%
4、設(shè)備利用率提升22%
5、客戶滿意度提高30%