工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

發(fā)布時間：2020-08-07 05:11:48 來源：ITPUB博客閱讀：483 作者：集控ERP 欄目：大數(shù)據(jù)

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) 主要面向于生產(chǎn)制造型企業(yè)，對其內(nèi)部車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)等進行實時監(jiān)控，并存儲在數(shù)據(jù)庫中，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)工廠的數(shù)字化管控！

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

當匠興科技接到客戶工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需求后首先會組織團隊人員到客戶現(xiàn)場進行調(diào)研，調(diào)研內(nèi)容分為以下幾方面：調(diào)研車間布局、調(diào)研工藝流程、調(diào)研生產(chǎn)設備現(xiàn)狀、設備維護保養(yǎng)計劃于維保記錄、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、調(diào)研生產(chǎn)操作、調(diào)研設備需求（自動化設備等）、調(diào)研設備接口與協(xié)議、調(diào)研設備相關的關鍵數(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……

第二部：工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設備的安裝及調(diào)試

硬件設備的安裝及調(diào)試主要由匠興工控組負責，主要是對現(xiàn)場網(wǎng)絡環(huán)境搭建，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)焦S生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，然后通過顯示層，比如PC端、APP端、BS客戶端、車間電子看板、集控中心等進行展現(xiàn)。

2.人機交互終端的搭建

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)采終端包括：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(zhì)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有：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)，匠興科技可以對這兩類數(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、信息的數(shù)據(jù)傳輸，以及在辦公室環(huán)境中監(jiān)視設備的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的傳輸。CNC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，通過監(jiān)聽設備的一些物理參數(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.電子看板的安裝及調(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)的采集。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，可以通過在變頻器等設備上并線的或外加傳感器、智能設備終端的方式去讀取;
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.可視化車間看板的使用，不論是PC、PAD、手機都能夠使用看板進行管理。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?？窗?、庫位目視化看板、差異看板、消滅看板等的運用
5.通過安燈系統(tǒng)引發(fā)異常。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

工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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

工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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工作。
3.集成監(jiān)控檢測加工設備的關鍵指標，避免了質(zhì)量異常的發(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(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

六、應用的案例

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、實時數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、二次安全防護子系統(tǒng)、ABB機器人通訊、視覺識別子系統(tǒng)、組裝模塊掃碼子系統(tǒng)

工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、實現(xiàn)通過二維碼生產(chǎn)業(yè)務和質(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)進度狀況，客戶滿意度增加75%
3、實現(xiàn)所有設備運行狀況實時采集，實時展示，實時監(jiān)控，實時預警，設備效率增加31%
4、實現(xiàn)安全庫存即時預警，物料及時率提供42%
5、實時管控物料配送到貨狀況，物料供貨準時提供67%
6、實現(xiàn)和機器人的實時通訊，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、供應鏈管控、數(shù)據(jù)采集、異常管理、質(zhì)量溯源、可視化等

工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

制造過程數(shù)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(xù)的盈利能力；
智能化的管理技術，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；
任務發(fā)布與接收更加及時透明，確保員工準確及時按指令執(zhí)行，同時對執(zhí)行結果做有效監(jiān)控跟蹤；
目標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實時供應鏈系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、設備管理、異常監(jiān)控系統(tǒng)、質(zhì)量溯源、可視化等。

工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1 、異常實時發(fā)布，機修維護受到監(jiān)控，減少異常發(fā)生的浪費時間10%
2 、設備保養(yǎng)執(zhí)行過程由系統(tǒng)監(jiān)控，延長設備的使用壽命，節(jié)省設備費用20%
3 、實時監(jiān)控產(chǎn)線執(zhí)行計劃，縮短生產(chǎn)節(jié)拍。
4、物流運作智能執(zhí)行，減少物流流轉的浪費時間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、周計劃到日計劃細化的完善，計劃實現(xiàn)實時下達到各工位，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、預警管理、可視化管理等
1、實時反應生產(chǎn)流程過程中的問題，及時反饋并由操作人員進行及時處理解決，整個產(chǎn)線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(diào)度方面的科學性、準確性和及時性，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，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(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、設備利用率提升22%
5、客戶滿意度提高30%

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工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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