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隨著社會的發(fā)展進步，企業(yè)的信息化在經(jīng)營管理中發(fā)揮著越來越重要的作用。傳統(tǒng)的設(shè)備，多為本地機床獨立操作，生產(chǎn)效率偏低，運維難度較高，無法將生產(chǎn)資料與生產(chǎn)信息接入到企業(yè)信息系統(tǒng)中。為了滿足企業(yè)對于各生產(chǎn)制造部門對生產(chǎn)過程進行實時管理的要求，機床聯(lián)網(wǎng)項目的實施勢在必行。機床聯(lián)網(wǎng)項目在于搭建一個設(shè)備層（數(shù)控機床）的車間級分布式控制網(wǎng)絡(luò)，并且實時采集機床數(shù)據(jù)和其他生產(chǎn)類數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)機床狀態(tài)等的可視化展示等，在提高機床的使用效率的同時，為企業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)奠定良好基礎(chǔ)。

一、項目概況

某智能裝備股份有限公司成立于2003年初，專注于研發(fā)、生產(chǎn)制造注射量25g～300000g的智能注塑機，是二板智能注塑機專家。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、國防、交通、電子、建筑、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研的結(jié)果，擬對全廠車間內(nèi)現(xiàn)有的四十多臺數(shù)控機床，搭建DNC專用傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)DNC系統(tǒng)全面應(yīng)用與管理。對于機床的聯(lián)網(wǎng)改造，大部分機床使用自身出廠配置的網(wǎng)卡實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，對于小部分機床，由于沒有網(wǎng)卡，則需加裝專門的采集卡進行采集和轉(zhuǎn)發(fā)。對于DNC網(wǎng)路分布，網(wǎng)絡(luò)中心機房設(shè)置于信息中心，車間設(shè)置機柜管理現(xiàn)場的IT類信息點。DNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布線需按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在敷設(shè)時保持規(guī)定的距離，采用獨立的主干、垂直、水平布線子系統(tǒng)。

二、需求分析

該智能裝備股份有限公司需搭建一個基于設(shè)備層的車間級分布式控制網(wǎng)絡(luò)，旨在實現(xiàn)對廣州工廠36臺設(shè)備和浙江工廠7臺設(shè)備的機床聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集，便于對機床的集中管理，提高現(xiàn)場管理的規(guī)范性，并通過對設(shè)備實時運行狀態(tài)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和采集，實現(xiàn)對設(shè)備OEE效率、停機原因的統(tǒng)計分析，并實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的可視化展示功能，讓生產(chǎn)管理人員及時了解設(shè)備的生產(chǎn)效率、報警/故障、生產(chǎn)異常等情況，為生產(chǎn)管理決策提供數(shù)據(jù)支撐。

三、力控解決方案

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖：

3.2 設(shè)計目標(biāo)：

與車間機床局域網(wǎng)絡(luò)連接的任意計算機，不需要安裝任何軟件，通過瀏覽器即可遠(yuǎn)程查看機床的工作狀態(tài)；

對所有機床可自動地采集到其實時狀態(tài)，工作狀態(tài)，報警狀態(tài)等豐富信息；

具有至關(guān)的機床狀態(tài)電子看板，可隨時查看所有機床的運行/空閑、開機/關(guān)機、報警/故障狀態(tài)，并以不同顏色來表示不同狀態(tài)，還可以查看機床實時信息，如：主軸倍率、進給倍率、主軸負(fù)荷、機床操作模式以及當(dāng)前加工的產(chǎn)品信息等；

具備車間電子布局圖看板，可按照車間實際布局和機床實際位置進行機床擺放，用機床醒目的顏色標(biāo)識機床的不同狀態(tài)；

支持液晶電視顯示，可以將儀表盤、機床效率拆線圖、機床狀態(tài)分布圖、機床報警/異常停機信息、停機原因并注那圖、產(chǎn)量拆線圖組合在1~2個頁面中，進行可視化看板展示，并可以滾動顯示出采集到的機床實時狀態(tài)、效率、加工數(shù)量等豐富的信息；

具有B/S架構(gòu)的MCD報表統(tǒng)計分析，MDC報表可以支持自由選擇機床、機床組和時間段，進行技術(shù)數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計；可以統(tǒng)計機床的開機率、機床運行效率、機床利用率，并支持對算法公式進行自定義設(shè)置；具備綜合效率對比分析功能，每臺機床均可通過對開機率、運行效率、利用率的柱狀圖進行分析對比；具備機床報警的記錄和統(tǒng)計功能，可以查詢所有機床的加工數(shù)量、加工的程序名以及加工時間；MDC報表的統(tǒng)計圖可以支持按機床名稱和實際數(shù)值高低進行排序，方便用戶使用及查找定位所需要關(guān)注的機床；

支持機床操作者通過現(xiàn)場的PC終端，選擇機床停機原因，如：機床故障、機床維修、等待物料、等待刀具等，停機原因可以有系統(tǒng)管理員進行自定義配置；提供機床停機原因分析報表，便于管理人員通過餅狀圖或柱狀圖，直觀明了地查看并分析機床的停機原因占比。

四、顯示面板功能詳解

4.1 概覽

通過看板登錄界面登陸成功后，首先進入概覽，在這個界面上，可以直接查看設(shè)備的運行效率，點擊下方柱形圖的任意一個機床名稱，可以查看對應(yīng)機床的開關(guān)機時間，報警時間，空閑時間等等。

4.2 效率分析

1)、機床總開機率

機床總開機率 = 開機時間 / 自然時間。

本畫面主要展示每個機床的開機率。從下圖可以看到有最高開機率，平均開機率，最低開機率等供企業(yè)進行查看。

2)、機床運行效率

機床運行效率 = 運行時間 / 開機時間。

從下圖的柱形圖中可以看到每個機床的運行效率，下方的環(huán)形圖還能看到最高運行效率的設(shè)備，最低運行率的設(shè)備以及平均運行效率。

3)、機床總利用率

機床總利用率 = 運行時間 / 自然時間。

從下圖的柱形圖中可以看到每個機床的利用率，下方的環(huán)形圖還能看到最高利用率的設(shè)備，最低利用率的設(shè)備以及平均利用率。

4.3 綜合分析

1)、效率對比分析

效率對比分析是把效率分析頁面中的每一臺機床的機床總開機率、機床運行效率、機床總利用率3個參數(shù)為一組，放到一個柱狀圖中，讓所有機床的參數(shù)進行對比，直觀并且一目了然。點擊柱狀圖下方任意一個參數(shù)，可以讓該參數(shù)在柱狀圖中處于顯示/影藏的狀態(tài)切換，方便用戶在使用時自定義查看參數(shù)柱狀圖。

柱狀圖下方準(zhǔn)備了相應(yīng)的報表，提供給用戶詳細(xì)數(shù)據(jù)。點擊表頭中某列的名稱，則報表以該列為基準(zhǔn)列進行排序顯示。

2)、運行狀態(tài)對比

運行狀態(tài)對比是把設(shè)備的運行比率、空閑比率、報警比率、關(guān)機比率等4個參數(shù)放到一個柱形圖中進行比對，直觀并且一目了然。點擊柱狀圖下方任意一個參數(shù)，可以讓該參數(shù)在柱狀圖中處于顯示/影藏的狀態(tài)切換，方便用戶在使用時自定義查看參數(shù)柱狀圖。

柱狀圖下方準(zhǔn)備了相應(yīng)的報表，提供給用戶詳細(xì)數(shù)據(jù)。點擊表頭中某列的名稱，則報表以該列為基準(zhǔn)列進行排序顯示。

4.4 報警分析

1)、報警統(tǒng)計

報警統(tǒng)計用于展示每個機床一段時間內(nèi)的報警次數(shù)，隨便點擊任意一個機床，可以查看該機床的每個報警的詳細(xì)產(chǎn)生時間。

2)、倍率異常統(tǒng)計

倍率異常統(tǒng)計可以用于查看每個機床的倍率異常時間，由此可以分析該設(shè)備是否長期處于非正常操作狀態(tài)，員工是否經(jīng)常為了提高加工速度，提高機床的運行速率，導(dǎo)致設(shè)備的壽命減少等等。

4.5 加工統(tǒng)計

1)、加工信息

加工信息頁面用于查看機床某個時間段中的加工次數(shù)，很容易能了解到設(shè)備的使用強度。

2)、輔助狀態(tài)

輔助狀態(tài)畫面用于查看機床每個步驟持續(xù)時間占用整個加工周期的比率。

3)、OEE看板

機臺稼動率，本畫面用于查看每個機臺設(shè)備的稼動率，以圖表，曲線，柱形圖的方式進行展示。

4.6 設(shè)備信息

1)、布局圖

布局圖用于查看車間的設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)（運行狀態(tài)，空閑狀態(tài)，故障狀態(tài)，離線狀態(tài)等），點擊運行中的設(shè)備能夠查看當(dāng)前設(shè)備所處在的加工步驟，點擊故障狀態(tài)的設(shè)備可以查看設(shè)備產(chǎn)生的故障信息。

2)、電子看板

電子看板和布局圖類似，不同的是電子看板會整合全部設(shè)備在一個畫面中，可以直觀的查看機臺的狀態(tài)（運行、空閑、故障、離線），選中設(shè)備可以查看當(dāng)前設(shè)備的其他狀況。

五、結(jié)論

機床聯(lián)網(wǎng)項目的實施，為設(shè)備層級的有效管控提供了技術(shù)支撐，作為底層設(shè)備的信息化，是實施數(shù)字化制造的基礎(chǔ)手段是公司推行數(shù)字化制造技術(shù)的基礎(chǔ)，為公司推行的數(shù)字化工廠的建設(shè)起到舉足輕重的作用。利用DNC的通信網(wǎng)絡(luò)可以把車間內(nèi)的數(shù)控機床通過中央監(jiān)控室對機床狀態(tài)進行集中監(jiān)控，由中控室管理人員根據(jù)機床的待機、工作、故障、停機等狀態(tài)，實現(xiàn)對現(xiàn)場工作人員和機床的充分合理調(diào)度，從而掌握整個車間的加工情況，便于實現(xiàn)加工物件的傳送和自動化檢測設(shè)備的連接,同時為生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的實施奠定良好的基礎(chǔ)。