摘要：

　　MDC(，Manufacturing Data Collection & Status Management)制造數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是新慧物聯(lián)針對制造業(yè)，如工業(yè)自動化、機床加工等行業(yè)面向車間機床數(shù)據(jù)采集的一套應(yīng)用解決方案。核心是一個智能I/O控制器產(chǎn)品，是集成了網(wǎng)絡(luò)化遠程I/O控制、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集、業(yè)務(wù)邏輯分析與規(guī)則算法處理、數(shù)據(jù)存儲及網(wǎng)絡(luò)傳輸功能為一體的嵌入式智能終端設(shè)備。

　　圖1：MDC系統(tǒng)示意圖

　　數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)監(jiān)控的目的及內(nèi)容

　　機床狀態(tài)監(jiān)控主要是借助有效、可靠的儀器、設(shè)備或技術(shù)手段，采集設(shè)備狀態(tài)或故障信息，以辨識基于機械設(shè)備及過程特征的狀態(tài)特性改變量的過程。

　　車間現(xiàn)場的主要設(shè)備分為數(shù)控機床與普通機床。

　　1.對數(shù)控機床的實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集可以通過DNC網(wǎng)絡(luò)與機床控制器采集機床的各種信息，管理者可通過網(wǎng)絡(luò)直接得知所有機床的信息。比如機床的實時狀態(tài)、運行時間、加工工件數(shù)量等，并可依此做出各種詳細的分析報告。

　　2.對普通機床可以通過采集機床的電流、功耗、振動、噪聲等數(shù)據(jù)來判斷機床的狀態(tài)，如不正常運轉(zhuǎn)，則自動發(fā)出故障報警。

　　圖2：MDC系統(tǒng)效益圖

　　圖3：MDC車間應(yīng)用圖

　　MDC的部署架構(gòu)與內(nèi)容設(shè)計

　　機床設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的硬件包括傳感器、MDC數(shù)據(jù)采集設(shè)備、有線/無線傳輸設(shè)備及其它信號采集模塊，也就是智能I/O控制器。

　　智能I/O控制器產(chǎn)品主要由嵌入式系統(tǒng)、I/O模塊、通訊模塊和應(yīng)用軟件接口組成。用戶可以根據(jù)需求通過Intranet和Internet網(wǎng)絡(luò)完成分布式I/O控制和部署，同時還可實現(xiàn)對各類傳感器、觸控開關(guān)的數(shù)據(jù)采集、存儲、分析及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?，用戶可通過二次開發(fā)接口構(gòu)建自己的業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用軟件，且可快速集成并部署到現(xiàn)有的MES等系統(tǒng)平臺中。

　　圖4：案例示意圖

　　功能特點

　　1. 將業(yè)務(wù)前置到設(shè)備現(xiàn)場，并具有業(yè)務(wù)處理能力，分散后臺數(shù)據(jù)處理壓力。

　　2. 采集多路開關(guān)量和模擬量輸入，同時可控制多路關(guān)量輸出。

　　3. 采集多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯和算法規(guī)則，監(jiān)視并可控制輸出設(shè)備包括安燈按鈕、蜂鳴器、信號燈、LED屏、RFID讀寫器、生產(chǎn)傳輸線、設(shè)備電流等終端設(shè)備狀態(tài)。

　　4. 具有本地化復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理、傳輸和存儲能力，即使在全局癱瘓的情況下也不影響設(shè)備現(xiàn)場本地的業(yè)務(wù)邏輯處理及存儲，以及對現(xiàn)場設(shè)備的采集與控制，易于分布式部署。

　　5. 高速以太網(wǎng)通訊，高效的“PUSH”機制，不再需要等待緩慢且?guī)捯蟾叩恼{(diào)查—響應(yīng)消息;同時具備自動存儲掉電記錄及掉網(wǎng)記錄功能。

　　6. 通信接口豐富，產(chǎn)品提供 LAN、WLAN、485 等網(wǎng)絡(luò)接入方式，以及良好的 Wi-Fi 通信功能，滿足復(fù)雜現(xiàn)場部署要求。

　　7. 提供用于二次開發(fā)的透明TCP協(xié)議接口，使用簡單的函數(shù)指令即可實現(xiàn)本地 I/O 控制和消息傳送。

　　8. 具有計算機運算及處理能力，具有VGA接口，可直接連接顯示設(shè)備，或遠程桌面管理，便于管理和配置。

　　軟件集成

　　系統(tǒng)使用標準化的軟件模塊、方法和接口，為生產(chǎn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、自動化提供了一整套的工藝數(shù)據(jù)接口。

　　圖5-6：軟件應(yīng)用界面

　　系統(tǒng)具有各種不同的統(tǒng)計分析報表模板 數(shù)控激光切割設(shè)備狀態(tài)及利用率統(tǒng)計

　　MDC工業(yè)現(xiàn)場其他應(yīng)用

　　1、工業(yè)制造數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用集成

　　針對工業(yè)制造環(huán)境的復(fù)雜工況，新慧物聯(lián)依托自行研制特種RFID標簽、讀寫器、無線傳感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，并結(jié)合條碼、PLC等技術(shù)，可以對物料、在制品、執(zhí)行設(shè)備、刀具、工裝等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的實時采集，并對產(chǎn)品的宗譜進行跟蹤和追溯管理，為企業(yè)生產(chǎn)與運作控制提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。通過與ERP、MES等系統(tǒng)高效集成，實現(xiàn)對產(chǎn)品的全生命周期管理。

　　2、公共制造資源的定位/跟蹤/調(diào)度

　　在制造系統(tǒng)中，存在叉車、平板車、現(xiàn)場技術(shù)人員等公共資源，這些資源的合理調(diào)度和快速響應(yīng)是提高整個制造系統(tǒng)運行效率的關(guān)鍵。倫科思公司依托自行研制的地感RFID標簽、UWB、狀態(tài)判斷傳感器、車載終端等產(chǎn)品和技術(shù)，可以實現(xiàn)對叉車、現(xiàn)場維護/技術(shù)人員等資源的空間位置定位、運行軌跡跟蹤、閑忙狀態(tài)判斷、任務(wù)分派調(diào)度與呼叫，使公共資源配置優(yōu)化，提高制造系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力。

　　3、生產(chǎn)計劃執(zhí)行過程監(jiān)控及可視化管理

　　對生產(chǎn)計劃的實時監(jiān)控，是增強生產(chǎn)計劃與調(diào)度的時效性、減少在制品、敏捷響應(yīng)市場的關(guān)鍵。倫科思公司利用自行研制的工位讀寫器、電子托盤、RFID標簽掛件等產(chǎn)品，通過可視化的生產(chǎn)過程監(jiān)控平臺，實時跟蹤產(chǎn)品從毛坯到成品的全過程，包括自動報工、各產(chǎn)品/批次的完工數(shù)量、工件的當(dāng)前工序、各工序的執(zhí)行設(shè)備和操作工人、各工序的實作工時等，為計劃調(diào)度、線邊物料、現(xiàn)場物流、質(zhì)量追溯提供原證數(shù)據(jù)，也為企業(yè)開展價值工程提供依據(jù)。

　　4、電子倉庫和現(xiàn)場物流管理

　　通過特殊的RFID標簽設(shè)計及封裝工藝，對單體物料、箱體物料、轉(zhuǎn)運托盤進行RFID電子標識，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜的加工、轉(zhuǎn)運與存儲環(huán)境。通過電子倉儲，實現(xiàn)出入庫管理的自動化、自動識別并處理物料出入貨架、快速揀貨和存貨、支持整庫/分類/分區(qū)的快速電子盤存;存量預(yù)警并支持對貨單的管理與補給。根據(jù)生產(chǎn)計劃自動生成各個倉庫的配送計劃，并且對叉車、AGV等進行統(tǒng)一調(diào)度。對各工位線邊物料庫存量進行監(jiān)控，跟蹤生產(chǎn)現(xiàn)場的物料消耗情況并生成物料需求與配送請求。存貨及線邊物料存量分析，減少線邊物料堆積，減少呆滯料數(shù)量。

　　成功案例

　　下圖為某個企業(yè)采樣數(shù)控激光焊割設(shè)備狀態(tài)的典型應(yīng)用，分別是電器柜內(nèi)的流感器、傳感設(shè)備、客戶激光焊接機床、設(shè)備利用率統(tǒng)計表、設(shè)備實時狀態(tài)監(jiān)控圖、數(shù)據(jù)采集表。