一、行業概述
當前,數字化轉型已經滲入人們日常的衣食住行、工作生活、生產服務等方方面面,工業互聯網平臺在全世界范圍內迅速興起,正在重塑未來制造業競爭的新格局,企業在應對生產艱難的大環境的挑戰,也面臨廣大傳統制造業產業轉型升級、提質增效和建設的機遇,推動工業企業“上云上平臺”,進行商業模式創新。
工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合的產物。工業互聯網通過系統構建網絡、平臺、安全三大功能體系,打造人、機、物全面互聯的新型網絡基礎設施,形成智能化發展的新興業態和應用模式。
機器加工工藝過程是一個典型的設備密集型生產過程。亟需對企業生產過程中的生產環境、生產設備、生產過程進行全方位管理,是當下企業管理的一項重要內容。亟需通過信息化手段,掌握各環節動態情況,及早發現生產過程存在的問題,充分保證生產過程的穩定、高效、安全,提高生產管理經濟效益,改善生產作業流程的協同性。
對于機械加工企業會存在機床品類繁多,年代跨度大;數控系統大量不同品牌、不同型號、不同年代型號并存的現象。不同品牌的數控系統通訊協議和接口幾乎都是封閉的,不提供通訊口和授權,這給數據采集帶來了很大的難度。
二、行業問題和挑戰
1)設備種類繁多不便管理:設備種類繁多,控制器類型多樣,很難實現設備的統一聯網通訊及集中管理;
2)資料混亂不便管理:與生產設備相關的一些信息,如程序、藍圖、刀具清單、機床手冊、夾具圖片等存放混亂,無法做到實時跟蹤和管理。
3)人工收集數據不準確:生產管理所收集的基礎數據來自于人工記錄收集,缺乏實時性、客觀性、可靠性,不能準確分析機床利用較低等瓶頸問題。
4)機床管理困難:缺少對設備故障的統計分析和預測,維修不能夠主動介入,對設備的報警信息沒有遠程檢測,無法對機床做到有效監管、刀具/主軸經常損壞、設備保障要求很難有效滿足、維修保養計劃很難做到精確。
5)生產管理困難:人員工作效率參差不齊、機床利用率、加工/操作記錄等信息難以及時監控、工人技能水平和工廠最大產能等信息無法精準獲取。
6)無法為上游管理系統提供數據支撐:企業現有的ERP、MES系統缺乏底層的生產數據,缺乏車間現場的實際生產狀態及數據無法形成閉環,導致生產計劃、生產任務無法精確執行。
三、解決方案概述
1)通過對數控機床進行改造加裝機床網關實現對生產設備的數據通訊,采集生產設備的數據并接入到系統平臺
2)通過在平臺上對機床設備進行建模,實現對設備關鍵數據進行指標計算和指標分析
3)在平臺上創建對應的設備對象,實現對設備關鍵參數的監控和展示
4)對于非智能機床設備加裝電力計量模塊,根據機床用電數據分析機床運行狀態和工作狀態
5)在平臺繪制車間機床布局圖和機床運行狀況圖,可視化展示企業各個設備的運行狀態和運行數據
6)根據機床運行數據對影響加工質量和有害機床設備的數據設置報警參數,發生報警時方便及時制止和監督
四、關鍵功能和特性
1)設備看板:通過設備看板讓用戶輕松全面掌握設備運行信息,設備狀態一覽無余;
2)設備臺賬:記錄并顯示基本信息,包括名稱、類型、位置、型號、采購時間、投運時間、制造商等;
3)設備全景地圖:對設備進行獨立管理、支持地圖查看和列表查看,隨時查看設備的狀態和設備關鍵運行數據,一目了然得知所監測設備狀態,方便用戶進行運維管理;
4)車間可視化看板:將機床的實際加工時間、實際加工數量進行監控,實現加工進度匯報及完工反饋,并且可以將相關生產進度信息,通過大屏LED或大屏電視機進行實時的展現,實現生產過程透明化、可視化;
5)設備運行概況:以看板的形式對設備關鍵信息進行展示,包括設備關鍵技術參數、實時運行參數等;
6)機床加工效率分析:通過查看運行效率的平均數據,來了解整個部門數控機床運行效率的高低;
7)機床狀態分布圖:包含機床24小時機床五種基本狀態(報警,運行,空閑,關機,調試)和提供對應時間段詳細的內容,了解員工工作實際工作情況和機床狀態時間分布。
8)加工產量、加工秒數分析:分析機床詳細加工信息可方便用戶對具體每臺機床查看詳細的加工程序和加工時間;
9)機床加工、停機時間比較分析:可查看每臺機床在選定時間內的五種基本狀態時間以及百分比,了解機床在選定時間內機床空閑時間及百分比;
10)加工及生產過程工藝參數追溯:可對每臺機床加工及生產過程進行工藝參數追溯;
11)視頻管理:系統支持對每臺機床視頻監控數據的接入與實時查看。
12)移動端支持:系統提供移動端版本的管理工具,方便用戶隨時隨地了解生產情況;
五、方案價值體現
1)實現一機多控且自動化運行的先進數控機床管理方式,減少生產準備時間,提高工作效率和質量。
2)實現生產數據、設備運行數據實時采集準確率100%;
3)節省人工錄入和統計分析成本;
4)機床F、S倍率異常調整的監控及記錄:避免夜班工人為提高生產速度,私自調高F、S倍率,而造成刀具異常磨損、機床主軸過載以及造成產品質量問題,減少刀具異常損耗、減少機床故障、減少質量缺陷;
5)加工節拍、加工工時監控:可實時監控所有機臺加工產品的秒數,當實際加工節拍、秒數連續超過設定的上限或下限時,記錄并及時提醒管理人員干預,減少因此而造成的生產延誤及產品質量問題,給企業帶來可觀的經濟效益。
6)設備報警故障造成的停機,管理人員能第一時間得到信息,并迅速做出處理,減少機床停機時間,提升設備利用率;
7)隨時隨地通過電腦或手機均可以遠程監控所有機床的實時開/關機、加工/停機、報警/故障狀態;
8)可以根據MDC提供數據合理安排生產任務,可將快到交貨期但又來不及做的產品及時分配到空閑的機床上來一起生產,使機床最大限度的得到利用,產品交期得到最大保證。
六、項目案例