隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，企業(yè)的信息化在經(jīng)營(yíng)管理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。傳統(tǒng)的設(shè)備，多為本地機(jī)床獨(dú)立操作，生產(chǎn)效率偏低，運(yùn)維難度較高，無(wú)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(duì)于各生產(chǎn)制造部門對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)管理的要求，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的實(shí)施勢(shì)在必行。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目在于搭建一個(gè)設(shè)備層（數(shù)控機(jī)床）的車間級(jí)分布式控制網(wǎng)絡(luò)，并且實(shí)時(shí)采集機(jī)床數(shù)據(jù)和其他生產(chǎn)類數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)床狀態(tài)等的可視化展示等，在提高機(jī)床的使用效率的同時(shí)，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(xiàng)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(jī)，是二板智能注塑機(jī)專家。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防、交通、電子、建筑、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果，擬對(duì)全廠車間內(nèi)現(xiàn)有的四十多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，搭建DNC專用傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)DNC系統(tǒng)全面應(yīng)用與管理。對(duì)于機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)改造，大部分機(jī)床使用自身出廠配置的網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，對(duì)于小部分機(jī)床，由于沒有網(wǎng)卡，則需加裝專門的采集卡進(jìn)行采集和轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于DNC網(wǎng)路分布，網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房設(shè)置于信息中心，車間設(shè)置機(jī)柜管理現(xiàn)場(chǎng)的IT類信息點(diǎn)。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(shí)保持規(guī)定的距離，采用獨(dú)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(gè)基于設(shè)備層的車間級(jí)分布式控制網(wǎng)絡(luò)，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)廣州工廠36臺(tái)設(shè)備和浙江工廠7臺(tái)設(shè)備的機(jī)床聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集，便于對(duì)機(jī)床的集中管理，提高現(xiàn)場(chǎng)管理的規(guī)范性，并通過(guò)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備OEE效率、停機(jī)原因的統(tǒng)計(jì)分析，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的可視化展示功能，讓生產(chǎn)管理人員及時(shí)了解設(shè)備的生產(chǎn)效率、報(bào)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(jì)目標(biāo)：
●與車間機(jī)床局域網(wǎng)絡(luò)連接的任意計(jì)算機(jī)，不需要安裝任何軟件，通過(guò)瀏覽器即可遠(yuǎn)程查看機(jī)床的工作狀態(tài)；
●對(duì)所有機(jī)床可自動(dòng)地采集到其實(shí)時(shí)狀態(tài)，工作狀態(tài)，報(bào)警狀態(tài)等豐富信息；
●具有至關(guān)的機(jī)床狀態(tài)電子看板，可隨時(shí)查看所有機(jī)床的運(yùn)行/空閑、開機(jī)/關(guān)機(jī)、報(bào)警/故障狀態(tài)，并以不同顏色來(lái)表示不同狀態(tài)，還可以查看機(jī)床實(shí)時(shí)信息，如：主軸倍率、進(jìn)給倍率、主軸負(fù)荷、機(jī)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(shí)際布局和機(jī)床實(shí)際位置進(jìn)行機(jī)床擺放，用機(jī)床醒目的顏色標(biāo)識(shí)機(jī)床的不同狀態(tài)；
●支持液晶電視顯示，可以將儀表盤、機(jī)床效率拆線圖、機(jī)床狀態(tài)分布圖、機(jī)床報(bào)警/異常停機(jī)信息、停機(jī)原因并注那圖、產(chǎn)量拆線圖組合在1~2個(gè)頁(yè)面中，進(jìn)行可視化看板展示，并可以滾動(dòng)顯示出采集到的機(jī)床實(shí)時(shí)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(bào)表統(tǒng)計(jì)分析，MDC報(bào)表可以支持自由選擇機(jī)床、機(jī)床組和時(shí)間段，進(jìn)行技術(shù)數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)；可以統(tǒng)計(jì)機(jī)床的開機(jī)率、機(jī)床運(yùn)行效率、機(jī)床利用率，并支持對(duì)算法公式進(jìn)行自定義設(shè)置；具備綜合效率對(duì)比分析功能，每臺(tái)機(jī)床均可通過(guò)對(duì)開機(jī)率、運(yùn)行效率、利用率的柱狀圖進(jìn)行分析對(duì)比；具備機(jī)床報(bào)警的記錄和統(tǒng)計(jì)功能，可以查詢所有機(jī)床的加工數(shù)量、加工的程序名以及加工時(shí)間；MDC報(bào)表的統(tǒng)計(jì)圖可以支持按機(jī)床名稱和實(shí)際數(shù)值高低進(jìn)行排序，方便用戶使用及查找定位所需要關(guān)注的機(jī)床；
●支持機(jī)床操作者通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的PC終端，選擇機(jī)床停機(jī)原因，如：機(jī)床故障、機(jī)床維修、等待物料、等待刀具等，停機(jī)原因可以有系統(tǒng)管理員進(jìn)行自定義配置；提供機(jī)床停機(jī)原因分析報(bào)表，便于管理人員通過(guò)餅狀圖或柱狀圖，直觀明了地查看并分析機(jī)床的停機(jī)原因占比。
四、顯示面板功能詳解
4.1概覽
通過(guò)看板登錄界面登陸成功后，首先進(jìn)入概覽，在這個(gè)界面上，可以直接查看設(shè)備的運(yùn)行效率，點(diǎn)擊下方柱形圖的任意一個(gè)機(jī)床名稱，可以查看對(duì)應(yīng)機(jī)床的開關(guān)機(jī)時(shí)間，報(bào)警時(shí)間，空閑時(shí)間等等。
4.2效率分析
1)、機(jī)床總開機(jī)率
機(jī)床總開機(jī)率 = 開機(jī)時(shí)間 / 自然時(shí)間。
本畫面主要展示每個(gè)機(jī)床的開機(jī)率。從下圖可以看到有最高開機(jī)率，平均開機(jī)率，最低開機(jī)率等供企業(yè)進(jìn)行查看。
2)、機(jī)床運(yùn)行效率
機(jī)床運(yùn)行效率 = 運(yùn)行時(shí)間 / 開機(jī)時(shí)間。
從下圖的柱形圖中可以看到每個(gè)機(jī)床的運(yùn)行效率，下方的環(huán)形圖還能看到最高運(yùn)行效率的設(shè)備，最低運(yùn)行率的設(shè)備以及平均運(yùn)行效率。
3)、機(jī)床總利用率
機(jī)床總利用率 = 運(yùn)行時(shí)間 / 自然時(shí)間。
從下圖的柱形圖中可以看到每個(gè)機(jī)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(duì)比分析
效率對(duì)比分析是把效率分析頁(yè)面中的每一臺(tái)機(jī)床的機(jī)床總開機(jī)率、機(jī)床運(yùn)行效率、機(jī)床總利用率3個(gè)參數(shù)為一組，放到一個(gè)柱狀圖中，讓所有機(jī)床的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，直觀并且一目了然。點(diǎn)擊柱狀圖下方任意一個(gè)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(shí)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(bào)表，提供給用戶詳細(xì)數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊表頭中某列的名稱，則報(bào)表以該列為基準(zhǔn)列進(jìn)行排序顯示。
2)、運(yùn)行狀態(tài)對(duì)比
運(yùn)行狀態(tài)對(duì)比是把設(shè)備的運(yùn)行比率、空閑比率、報(bào)警比率、關(guān)機(jī)比率等4個(gè)參數(shù)放到一個(gè)柱形圖中進(jìn)行比對(duì)，直觀并且一目了然。點(diǎn)擊柱狀圖下方任意一個(gè)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(shí)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(bào)表，提供給用戶詳細(xì)數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊表頭中某列的名稱，則報(bào)表以該列為基準(zhǔn)列進(jìn)行排序顯示。
4.4報(bào)警分析
1)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)
報(bào)警統(tǒng)計(jì)用于展示每個(gè)機(jī)床一段時(shí)間內(nèi)的報(bào)警次數(shù)，隨便點(diǎn)擊任意一個(gè)機(jī)床，可以查看該機(jī)床的每個(gè)報(bào)警的詳細(xì)產(chǎn)生時(shí)間。
2)、倍率異常統(tǒng)計(jì)
倍率異常統(tǒng)計(jì)可以用于查看每個(gè)機(jī)床的倍率異常時(shí)間，由此可以分析該設(shè)備是否長(zhǎng)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(jī)床的運(yùn)行速率，導(dǎo)致設(shè)備的壽命減少等等。
4.5加工統(tǒng)計(jì)
1)、加工信息
加工信息頁(yè)面用于查看機(jī)床某個(gè)時(shí)間段中的加工次數(shù)，很容易能了解到設(shè)備的使用強(qiáng)度。
2)、輔助狀態(tài)
輔助狀態(tài)畫面用于查看機(jī)床每個(gè)步驟持續(xù)時(shí)間占用整個(gè)加工周期的比率。
3)、OEE看板
機(jī)臺(tái)稼動(dòng)率，本畫面用于查看每個(gè)機(jī)臺(tái)設(shè)備的稼動(dòng)率，以圖表，曲線，柱形圖的方式進(jìn)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(yùn)行狀態(tài)，空閑狀態(tài)，故障狀態(tài)，離線狀態(tài)等），點(diǎn)擊運(yùn)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(diǎn)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(huì)整合全部設(shè)備在一個(gè)畫面中，可以直觀的查看機(jī)臺(tái)的狀態(tài)（運(yùn)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(jī)床聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的實(shí)施，為設(shè)備層級(jí)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(shí)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(jī)床通過(guò)中央監(jiān)控室對(duì)機(jī)床狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)控，由中控室管理人員根據(jù)機(jī)床的待機(jī)、工作、故障、停機(jī)等狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員和機(jī)床的充分合理調(diào)度，從而掌握整個(gè)車間的加工情況，便于實(shí)現(xiàn)加工物件的傳送和自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備的連接,同時(shí)為生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的實(shí)施奠定良好的基礎(chǔ)。
