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(méi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)機(jī)率
機(jī)床總開(kāi)機(jī)率 = 開(kāi)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(kāi)機(jī)率。從下圖可以看到有最高開(kāi)機(jī)率,平均開(kāi)機(jī)率,最低開(kāi)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(kāi)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(kāi)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)。