设备联网信息采集与分析

哑设备改造项目1、 哑设备改造的必要性当前，集团公司企业存在经营管理相对粗放、设备利用率低、生产成本高，企业间互连互通不够，不同企业存在不同程度的“哑岗位、哑设备、哑企业”等问题，带来集团的资源能力未充分发挥整体优势和潜能，各单位忙闲不均。因此为进一步提升集团公司信息交换、资源设备感知的水平，必须消除底层设备的信息孤岛，实现设备改造联网，有效解决“哑设备”工作离线状态问题，通过数字化、网络化技术手段，使设备能够被感知，被管控，统筹发挥集团整体资源优势，在线实现集团内部资源共享和能力协同。通过哑设备改造，初步达到以下目的：1. 优化零件工艺，提升制造技术水平通过对设备加工和生产过程状态监控，掌握零件实际加工时间，进一步查询机床主轴转速、进给速度，能够实时查看机床是否满负荷运转，作为零件刀轨和切削参数优化的依据。同时通过实际加工时间与设备开机时间对比，分析零件生产准备时间是否存在问题，提示工艺技术人员从装夹方法、检验测量方法等方面采取措施，缩短生产准备时间。2. 提升工人技能水平，稳定工作质量通过将设备加工、生产过程状态和工时等阶段统计数据提供操作者，操作者可以发现自身在零件加工制造过程中的不足，如存在反复装夹找正，制造过程出现问题反复处理等问题，从而与工艺人员一起优化过程制造工艺参数、基准传递和装夹方案。3. 设备状态实时监控，维护及时高效对于所有被采集设备的实时状态信息，设备维护人员可以在办公室或其他会议室及时发现设备异常停工、故障等情况，及时采取应对措施。通过对设备故障情况及报警信息的统计分析，找出设备停机、故障的主要原因，可以针对主要问题进行有效改进，做好日常保养，及时准备相关故障修复备件，对于长时间故障的设备，及时发现并制定大修计划。4. 为集团整体资源共享、能力协同奠定基础通过设备利用率实时和阶段性的统计分析，便于不同层级的管理人员了解和掌握的设备实际工作效率，哪些设备满负荷运转，哪些设备还有提升空间，发现异常设备及影响生产效率的原因，确定解决措施，科学合理地制定考核评价办法和排产计划。同时通过云端联网，管理者可实时连接集团内关键资源设备的工作状态和负荷，从而有效对接集团内能力匹配的协作任务，实现集团资源共享和能力协同。2、 厂哑设备改造经历和经验2015年完成了厂内三种类别十台机加设备(其中四台为数控机床,四台为普通的非数控机床，两台为实施过MDC的数控机床)的试点改造工作。历经近半年的攻关克难，解决了包括数据通讯协议、网络稳定性、非数控系统设备工作状态判断、系统数据集成等一系列问题，最终三类机加设备信息全部采集上线。通过和云网公司的沟通与合作，当前厂10台改造后的设备信息已经同专有云集成，可以实时查询设备状态和利用率。目前，机加二期“哑设备”（58台）改造工作已启动，改造方案在一期试点的基础上进行了优化，已经通过审查，二期试点将继续扩大机加类“哑设备”的改造种类和数量，由一个机加分厂延伸到三个机加分厂进行改造推广。当前对其它类型具有代表性的设备，也在进行改造研究，力争为集团公司全面开展“哑设备”改造奠定基础，为专有云平台实现资源共享、能力协同提供基础数据支撑。3、 成果展示一五九厂通过“哑设备”试点改造，实现了不同类别机加设备信息的远程采集和监控，包括：当前设备关机、空闲、运行状态以及正在加工的产品及其基本信息。基于采集的设备状态、加工信息分析，能够实现对设备加工数据的统计、查询，对设备利用效率进行分析。l 非数控设备显示终端设计 嵌入式采集终端如图1所示。其主要包括嵌入式信号处理控制板、显示终端、按钮开关、指示灯、钥匙开关。其中嵌入式信号处理控制板具有GPIO端口，信号采集盒采集到的电流信号和主轴继电器开关量信号，以及8个按钮的开关量信号可以通过GPIO口输入嵌入式信号控制板。嵌入式信号处理板与液晶屏幕通过串口进行通讯。钥匙开关包括开机和故障信号，也作为开关量输入嵌入式控制板GPIO口。图1 非数控设备显示终端l 设备状态监控图支持以直观的电子看板形式，以车间布局为背景，显示所有设备。使用不同颜色表示机床不同状态，灰色表示关机状态，黄色代表空闲状态，绿色代表运行状态，红色表示故障。可以通过双击进一步显示设备的详细信息，包括：设备编号、设备名称、所属车间、工作状态、主轴转速、工作坐标等信息。图2 设备状态监控图l 设备利用率、完好率、合格品率、OEE等统计图3 设备利用率、完好率、合格品率、OEE等统计表图4 设备综合效率统计l 设备实际循环加工记录查询图5设备实际循环加工记录实际加工记录内容，可以考察单件实际加工时间、两件间的实际间隔时间（实际就是两件间的准备工时），以及单件加工时间和间隔时间是否稳定，并且可以通过比较与零件标准工时、相同零件在不同设备和不同操作工及不同工作时段间的差异。l 将设备在一个时间段内的各种状态以甘特图形式表示图6 设备状态甘特图甘特图可形象展示各设备在不同时间段的关机、空闲、运行状态，由此可以快速判断设备在各个时间段内的忙闲状态，从而分析出各台设备的实际潜能。l 设备故障事件查询。查询设备发生故障事件的开始时间、结束时间、故障原因、设备等。l 设备停机事件查询。查询设备发生停机事件的开始时间、结束时间、停机原因、设备等。l 领导综合查询为了方便领导者查询统计各类信息，设计领导综合查询功能，领导可以查询统计到各车间、班次、设备、人员的各类生产相关信息，如设备利