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(duì)制造業(yè)，如工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)床加工等行業(yè)面向車(chē)間機(jī)床數(shù)據(jù)采集的一套應(yīng)用解決方案。核心是一個(gè)智能I/O控制器產(chǎn)品，是集成了網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)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(chǔ)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(jī)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(shí)基于機(jī)械設(shè)備及過(guò)程特征的狀態(tài)特性改變量的過(guò)程。

　　車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的主要設(shè)備分為數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床。

　　1.對(duì)數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集可以通過(guò)DNC網(wǎng)絡(luò)與機(jī)床控制器采集機(jī)床的各種信息，管理者可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接得知所有機(jī)床的信息。比如機(jī)床的實(shí)時(shí)狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間、加工工件數(shù)量等，并可依此做出各種詳細(xì)的分析報(bào)告。

　　2.對(duì)普通機(jī)床可以通過(guò)采集機(jī)床的電流、功耗、振動(dòng)、噪聲等數(shù)據(jù)來(lái)判斷機(jī)床的狀態(tài)，如不正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則自動(dòng)發(fā)出故障報(bào)警。

　　圖2：MDC系統(tǒng)效益圖

　　圖3：MDC車(chē)間應(yīng)用圖

　　MDC的部署架構(gòu)與內(nèi)容設(shè)計(jì)

　　機(jī)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(wú)線傳輸設(shè)備及其它信號(hào)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(guò)Intranet和Internet網(wǎng)絡(luò)完成分布式I/O控制和部署，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類傳感器、觸控開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?，用戶可通過(guò)二次開(kāi)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(tái)中。

　　圖4：案例示意圖

　　功能特點(diǎn)

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

　　2. 采集多路開(kāi)關(guān)量和模擬量輸入，同時(shí)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(hào)燈、LED屏、RFID讀寫(xiě)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(chǔ)能力，即使在全局癱瘓的情況下也不影響設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)本地的業(yè)務(wù)邏輯處理及存儲(chǔ)，以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(jī)制，不再需要等待緩慢且?guī)捯蟾叩恼{(diào)查—響應(yīng)消息;同時(shí)具備自動(dòng)存儲(chǔ)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(chǎng)部署要求。

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

　　8. 具有計(jì)算機(jī)運(yùn)算及處理能力，具有VGA接口，可直接連接顯示設(shè)備，或遠(yuǎn)程桌面管理，便于管理和配置。

　　軟件集成

　　系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(jì)分析報(bào)表模板 數(shù)控激光切割設(shè)備狀態(tài)及利用率統(tǒng)計(jì)

　　MDC工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(biāo)簽、讀寫(xiě)器、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，并結(jié)合條碼、PLC等技術(shù)，可以對(duì)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(shí)時(shí)采集，并對(duì)產(chǎn)品的宗譜進(jìn)行跟蹤和追溯管理，為企業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)作控制提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。通過(guò)與ERP、MES等系統(tǒng)高效集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chē)、平板車(chē)、現(xiàn)場(chǎng)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(gè)制造系統(tǒng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵。倫科思公司依托自行研制的地感RFID標(biāo)簽、UWB、狀態(tài)判斷傳感器、車(chē)載終端等產(chǎn)品和技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)叉車(chē)、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)/技術(shù)人員等資源的空間位置定位、運(yùn)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(jì)劃執(zhí)行過(guò)程監(jiān)控及可視化管理

　　對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)時(shí)監(jiān)控，是增強(qiáng)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的時(shí)效性、減少在制品、敏捷響應(yīng)市場(chǎng)的關(guān)鍵。倫科思公司利用自行研制的工位讀寫(xiě)器、電子托盤(pán)、RFID標(biāo)簽掛件等產(chǎn)品，通過(guò)可視化的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)時(shí)跟蹤產(chǎn)品從毛坯到成品的全過(guò)程，包括自動(dòng)報(bào)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(shí)作工時(shí)等，為計(jì)劃調(diào)度、線邊物料、現(xiàn)場(chǎng)物流、質(zhì)量追溯提供原證數(shù)據(jù)，也為企業(yè)開(kāi)展價(jià)值工程提供依據(jù)。

　　4、電子倉(cāng)庫(kù)和現(xiàn)場(chǎng)物流管理

　　通過(guò)特殊的RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)及封裝工藝，對(duì)單體物料、箱體物料、轉(zhuǎn)運(yùn)托盤(pán)進(jìn)行RFID電子標(biāo)識(shí)，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的加工、轉(zhuǎn)運(yùn)與存儲(chǔ)環(huán)境。通過(guò)電子倉(cāng)儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)管理的自動(dòng)化、自動(dòng)識(shí)別并處理物料出入貨架、快速揀貨和存貨、支持整庫(kù)/分類/分區(qū)的快速電子盤(pán)存;存量預(yù)警并支持對(duì)貨單的管理與補(bǔ)給。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃自動(dòng)生成各個(gè)倉(cāng)庫(kù)的配送計(jì)劃，并且對(duì)叉車(chē)、AGV等進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。對(duì)各工位線邊物料庫(kù)存量進(jìn)行監(jiān)控，跟蹤生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的物料消耗情況并生成物料需求與配送請(qǐng)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(gè)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(jī)床、設(shè)備利用率統(tǒng)計(jì)表、設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控圖、數(shù)據(jù)采集表。