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數據採集與分析某公司工廠主要生產電子裝置連接產品。在智能工廠的架構中，系統將利用開放平台，通過各類通訊協議從不同的設備中採集到相關的數據。並將採集到的生產、設備、各類工藝數據，分別與FMS（柔性製造系統）和MES系統等系統進行交互。同時，系統也會將採集到的設備及生產過程數據反饋給MES中進行處理，對製造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態等生產現場信息進行採集和跟蹤，並對這些信息進行分析。

關鍵詞：智能工廠；數據採集；智能製造；

一、案例簡介

公司工廠採用MES系統實現生產過程數據採集和分析，對製造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態等生產現場信息進行採集和跟蹤，並對這些信息進行分析。其中，注塑機等標準設備數據採集是通過自主研發的智能連接箱完成設備數據、生產數據的採集並與MES系統進行數據的傳輸交換；自主開發的自動化產線數據採集與控制系統由控制器PLC和測量數據系統（MEASURING DATA）、視覺測試系統（Camera）和載具數據檢測系統（Data Manage）等組成，PLC與各數據監測系統通過管道功能進行數據信息交換，並進行邏輯及設備的運動控制。

二、案例背景介紹

公司自成立以來，經過了高速的發展和擴張，雖然公司內部經過精益生產項目的實施，自動化產線的研發和使用，有效的節省了空間，提升了利用率。但是，現有的空間仍然無法滿足公司高速發展的需要。為了徹底解決這一問題，公司決定投資新建工廠。通過整合企業現有的智能製造能力，打造電氣行業的智能製造標杆工廠。

採用MES系統實現生產過程數據採集和分析，可以幫助工廠車間合理排產，減少模具、設備或材料等待的時間、及時發現設備故障，減少因設備故障而導致的停機的時間，並能根據當前狀態對臨時訂單或產品切換作出快速響應，實時採集生產數據，自動進行統計和分析，因而確保及時發現並消除生產中的不合理環節，消除浪費，有效提高設備的綜合利用率OEE，從而提高產能，節約設備投資費用。

三、案例應用詳情

工廠採用MES系統實現生產過程數據採集和分析，對製造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態等生產現場信息進行採集和跟蹤，並對這些信息進行分析。

1）注塑機等標準設備數據採集

通過自主研發的智能連接箱完成設備數據、生產數據的採集並與MES系統進行數據的傳輸交換。

智能連接箱由電源、PLC、繼電器以及以太網轉換開關以及控制櫃組成,控制盒與注塑機的通信接口相連，當注塑機的信號傳輸到控制盒後，經繼電器轉換後傳給PLC。PLC採集到信號後，經程序運算通過OPC變量經以太網發送給MES的設備終端AIP。

智能連接箱採集注塑機的四個信號：自動運行信號、開/合模信號、報警信號、不合格信號。

2）自主開發的自動化產線數據採集與控制系統

該系統由控制器PLC和測量數據系統（MEASURING DATA）、視覺測試系統（Camera）和載具數據檢測系統（Data Manage）等組成。

PLC與各數據監測系統通過管道功能進行數據信息交換，並進行邏輯及設備的運動控制。

視覺測試系統（Camera）：負責產品質量的視覺檢測及測量結果的顯示及數據存儲和不合格的原因記錄。

相機檢測界面詳細的展示了對應檢測產品的具體檢測項目，包括具體的檢測子項，如尋找邊界、表面污跡或客體缺料等等。

載具數據檢測系統（Data Manage）：負責產線內產品狀態等載具數據管理。顯示對應載具的信息，經過校驗合格的載具在此界面上進行確認才能被使用。

3）故障報警

表示設備當前的等待狀態，說明該設備的壓夾供應較整體設備運行速度偏低，提醒操作人員進行加料處理，使設備處於高效運行狀態。

表示設備處於報警等待，且顯示了具體故障的工位及具體的報警傳感器的信息，提醒操作人員儘快處理相應的故障，以使設備正常運行。

4）故障分析

表示所有的報警數量及工位信息，通過排序，可以指導相應人員關注報警頻次較高的工位，進行有針對性的優化，提高設備穩定性。

四、創新性與優勢

本項目的創新性與優勢在於以下幾個方面：

（1）通過自主研發的智能連接箱完成設備數據、生產數據的採集並與MES系統進行數據的傳輸交換。

（2）設備狀態監控可以看出與該設備OEE相關的所有信息，為TPM的開展提供了有力支撐。

（3）工廠採用MES系統實現生產過程數據採集和分析，對製造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態等生產現場信息進行採集和跟蹤，並對這些信息進行分析。

通過集成公司自己的自動化產品可以實時採集設備正常運行、設備故障、產品質檢等數據信息，並上傳到MES服務端，大大簡化了MES執行層和設備層的數據採集方案和實施周期。

五、案例應用效益分析

通過智能工廠建設，建設覆蓋全廠的MES生產管理系統，使得工廠能夠對整個生產工藝做出實時的檢測與規劃；工廠藉助全廠網絡平台實現機器、人員的互聯，實現生產數據與人員的無縫對接，生產管理人員可以藉助系統採集來的數據，進行現場的感知和管控，實現生產數字化；智能工廠利用大數據對各應用系統的數據進行集中存儲分析，協助公司領導層及時發現問題、分析問題和解決問題，並提高能夠按生產的實際需求進行風險預警的能力，實現決策科學化；新工廠建立起信息化的管理平台，向上層面的企業經營管理層的ERP系統和面向生產工廠實時數據高度集成化的MES系統，實現管理和生產數據相連接成一個整體，使得生產數據高度集成化和信息共享性。數據採集分析將在以下方面帶來顯著的提升：

1)減少/消除數據錄入時間30%～70%

2)數據完整性提高95%以上

3)減少生產數據統計工作80%的工作量

4)書面作業損失平均降低56%。