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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備層（數(shù)控機床）的車間級分布式控制網(wǎng)絡，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。

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，實現(xiàn)DNC系統(tǒng)全面應用與管理。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)絡中心機房設置于信息中心，車間設置機柜管理現(xiàn)場的IT類信息點。DNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡布線需按照標準規(guī)定，在敷設時保持規(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備層的車間級分布式控制網(wǎng)絡，旨在實現(xiàn)對廣州工廠36臺設備和浙江工廠7臺設備的機床聯(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 設計目標：

與車間機床局域網(wǎng)絡連接的任意計算機，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、主軸負荷、機床操作模式以及當前加工的產(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備，最低運行率的設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備，最低利用率的設備以及平均利用率。

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。

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

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。

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

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，導致設備的壽命減少等等。

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備的稼動率，以圖表，曲線，柱形圖的方式進行展示。

4.6 設備信息

1)、布局圖

布局圖用于查看車間的設備的當前狀態(tài)（運行狀態(tài)，空閑狀態(tài)，故障狀態(tài)，離線狀態(tài)等），點擊運行中的設備能夠查看當前設備所處在的加工步驟，點擊故障狀態(tài)的設備可以查看設備產(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），選中設備可以查看當前設備的其他狀況。

五、結(jié)論

機床聯(lián)網(wǎng)項目的實施，為設備層級的有效管控提供了技術(shù)支撐，作為底層設備的信息化，是實施數(shù)字化制造的基礎手段是公司推行數(shù)字化制造技術(shù)的基礎，為公司推行的數(shù)字化工廠的建設起到舉足輕重的作用。利用DNC的通信網(wǎng)絡可以把車間內(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。