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                企業如何選擇生產數據采集系統?

                日期:2018-05-19 / 人氣: / 來源:未知

                生產數據采集是工業自動化控制的基礎,是企業實施MES的數據源泉與保證。制造企業在產品生產的過程中,為了保證生產過程的穩定、高效,必須對生產過程中的數據進行實時采集、監控。

                生產數據采集系統

                舉足輕重:車間生產制造過程數據采集的意義

                目前,以用戶為導向(Everything for Customer)的服務理念逐漸成為制造企業的發展目標,一方面,企業管理層需要根據制造過程的實時情況來合理分配制造資源,以對市場需求的變化做出快速響應;另一方面,客戶需要對訂單進行實時跟蹤和查詢,使其能夠根據產品的生產情況及時對決策進行調整。在以用戶需求為核心的制造模式下,多品種小批量甚至單件的生產方式致使新產品開發頻繁,而產品結構復雜性和品種的多樣性加大了制造工藝和流程的復雜性,這就對車間生產制造系統的運行和管理提出了更高的要求,需要對車間制造過程的可視性方面和車間制造系統的實時性方面進行提升。

                現代制造模式以生產效率、產品質量、生產成本等作為衡量企業制造能力和水平的主要標志,然而由于企業規模擴大、技術改造深入和市場競爭加快,造成具有多源異構性、形式多樣性、復雜多變性等特征的車間制造過程信息急劇膨脹,再加上傳統的企業管理系統無法精細控制到流程復雜、信息紛亂的車間制造過程(特別是包括了設備和人員的車間設備層),使得企業管理層難以準確掌握生產現場的實時情況?,F代制造企業的管理信息系統都是建立在自身的復雜性之上,而制造車間作為最重要的信息源頭,存在著大量的無序、冗余、殘缺、異構信息,要想克服他們之間存在的信息交互的鴻溝,這就對車間制造過程信息的采集和集成提出了更高的要求,需要對車間制造過程的集成性和企業信息系統的交互性方面進行提升。

                因此,生產數據采集系統成為了企業的迫切需求,只有將制造過程中各種信息進行準確采集和有效集成,才能夠及時準確掌握制造過程中的動態信息,從而為提高生產效率和制造資源利用率提供支持。

                生產數據采集系統要因地制宜:選擇合適的數據采集方式

                生產數據采集系統的目標是:在正確的時間,將正確的信息以正確的方式傳遞給正確的系統(或人員),以做出正確的決策(或操作)。因此,要根據具體的需求來選擇的數據采集方式。數據采集的關鍵是接口,包括物理接口(物理連接方式)和數據接口(數據的邏輯表達形式,即數據模式),數據采集和集成的過程是將具有源數據模式的源數據映射(或轉變)為具有目標數據模式的目標數據,然后將分析和處理后的信息以不同形式展現給不同系統(或人員)。

                在信息化實施過程中,生產數據采集系統的最理想方式是直接通過數字化生產設備或系統的接口集成數據信息;對于不能直接獲取的數據信息,可以采用外加傳感器的方式進行采集;而對于其它的數據信息,則可以通過人機交互界面,由生產過程中的人員根據生產過程中的情況,并經過適當處理,以人工方式進行采集。

                拿生產進度的跟蹤來說,離散行業和流程行業自身的特點決定了生產數據采集系統在制造過程中的數據采集和集成方式存在差異。離散制造企業的生產效率和產品質量在很大程度上依賴于制造設備和人員,自動化水平相對較低,其制造過程中數據的采集主要集中在與離散設備的信息集成和與人員的交互上。而流程制造企業的生產工藝和生產方式都比較成熟,自動化水平相對較高,其生產過程中數據的采集主要側重于與過程控制系統(PCS)的集成與交互。

                在不同采集模式中,企業需要根據自身行業特點與實際生產環境,選擇適合自己的數據采集方式。比如在汽車行業中,采用唯一編碼對各種產品進行識別,以消除產品在安裝過程中的錯誤,是產品跟蹤和監控過程中比較常見的方法。近年來,隨著一維、二維和多維條碼技術、射頻識別技術(RFID)等的逐步成熟,特別是物聯網的提出,為制造企業的生產數據采集系統提供了多種可靠的解決方案。然而在一些特殊的環境下,可以采用一些特殊的數據采集方式,如在高溫和高電磁干擾情況下可采用金屬條碼技術。

                生產數據采集系統需因勢利導:數據采集中的信息交互

                當然,不同類型的制造過程信息可從不同的角度動態反映生產制造過程,這些信息既有保存在各種信息系統中的結構化信息,也有生產現場人員和各種設備產生的半結構化信息乃至非結構化信息。對于機械加工行業來說,由于訂單、時間和空間的交織,牽涉到產品設計、生產管理、質量檢測以及制造資源分配等方方面面,這就需要將生產數據采集系統中的數據與企業資源計劃、產品數據管理、產品設計和工藝管理、物料管理等系統進行有較集成和信息交互。

                目前很多制造企業對其制造過程中各種數據信息的來源和構成比較模糊,其中最關鍵的問題還在于對信息的源頭不能進行有效地集成。比如某離散制造企業經常幾個甚至幾十個訂單同時執行,由于缺乏生產過程中關鍵信息的采集與集成,對訂單的跟蹤力度很弱,經常出現不知道某訂單的執行進程,還曾出現過三年前的訂單丟失,當訂貨單位追究法律責任時才逐級查出相關情況??傮w說來,對企業生產的制約主要在于不能及時對生產狀況進行掌握和控制,其中關鍵的問題在于關鍵信息的采集和集成,以及信息流動的暢通性和敏捷性。

                不同類型的制造過程中信息可從不同的角度動態反映生產制造過程,在生產數據采集系統中,可以采用多種數據挖掘和信息融合的方式將海量數據進行簡化,以便于后期集成。例如數控機床加工進度數據信息的采集可以利用宏指令方式、PLC采集方式、主軸功率采集和分析方式、實時加工坐標跟蹤等方式進行采集,這幾方面的數據都可以從不同的側面反映加工進度,通過一定的規則進行信息融合,則我們可以獲取更加準確可信的加工進度。

                由于制造企業實際情況千差萬別,致使生產數據采集系統與企業信息系統的集成存在多樣性特征。生產數據采集系統可以作為一個單獨的系統存在,直接與各種企業信息系統進行集成;也可以作為某個系統(如MES系統)的一部分存在。由于生產數據采集系統與企業信息系統的集成是通過接口完成的,所以,當對生產數據采集系統進行改造或升級時,一般只需要就生產數據采集系統遵循相關的集成接口就可以了;只有當企業需要實現原企業信息系統所不能完成的功能時,才會根據需求對其進行改造或升級。

                后記
                離散制造業涉及產業非常廣泛,包括汽車、機床、計算機、日用電子消費品等。就中國目前情況而言,在大中型的離散制造企業中,管理信息化和設計信息化已經得到了一定的應用并取得了較好的效益,但對于大部分離散制造企業,生產數據采集系統是一個薄弱環節,車間生產的信息很難準確及時地反饋到企業的管理層,極大地影響了企業決策的及時性和科學性。




                作者:hzjuxadmin


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