设备互联互通及数据采集
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完成单位:新乡航空工业(集团)有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-2-162
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
(一)立项背景
生产现场设备种类多,主要依靠人来管理,通过人工巡检进行定期维护,问题隐患不可预警和预见,人为因素对设备管理影响很大,因保养不当、操作不当等因素造成的设备突发故障停机现象频发;且故障问题不易查找,异常问题处理速度慢,进而造成生产停滞,难于满足快速生产的要求,给型号产品交付带来巨大压力。
生产现场标准化程度低,设备种类和品牌众多,接口各异,实时获取生产数据难度较大。实物质量信息主要依靠人工统计,以纸质载体记录、存储,采集工作量大,效率低,数据的精准度无法保证,纸质记录存储方式不便于快速传递、查找和追溯,生产管理者无法及时、准确的了解整体运行状况。
(二)内涵和主要做法
设备联网:范畴化,物以类聚;将生产现场设备按照设备类型和接口方式进行范畴归类,统筹规划联网方式和数据采集方式。
数据接入:多元化,异构异质;识别、确认产品关键质量特性数据,作为数据采集需求源,规范数据格式要求。
协议解析:标准化,统一架构;按照不同设备类型和接口,明确数据解析方式,并形成标准化,方便未来快速和规范化扩展。
系统集成:模块化,面向未来;具备与其他信息系统集成条件。
(1)生产现场工艺装备接入工业物联网网关,进行第一步设备联网;
(2)工业物联网网关将设备数据进行采集,并传输到服务器;
(3)服务器对存储数据统计分析,作为产品制造质量判定依据和生产过程记录依据,并供终端用户查看;
(4)用户在终端获取生产现场监控信息及数据信息;生产现场看板实时显示设备生产相关数据,作为生产沟通依据。
(5)数据统计分析后再利用,为设备维护、制造过程优化提供数据支撑和决策方向。
(三)创新亮点
设备联网集中管理、实时运行状态可视化监控,统一设备接口与协议解析标准,质量数据自动采集、判定、存储,可便捷追溯,设备故障及质量信息统计分析。
(四)实施前后效果对比
实现了生产现场设备的高效管理,摆脱了依赖于人的设备管理与被动维护模式,实现设备异常问题快速处理,显著提高了设备运行效率和利用率;改变了原有的生产质量信息管理模式,完全替代人工纸质记录的方式,保障了数据的有效性、真实性,实现了产品全制造过程的质量监控与数据便捷采集、记录和存储,显著提高了生产效率,并形成完整的产品质量检测报告,为产品验收、交付提供有力数据支撑。
总体来看,现场操作者工作效率提升20%,设备故障率降低40%,设备利用率提升30%,有效控制并降低产品不良品率10%,产线综合效率提升24%,可以创造年度经济效益480万。
(五)可推广应用范围
该成果关注生产现场设备实时状态监控和制造质量信息采集,走出了一条切实可行的实践之路,形成的设备接口和协议解析标准等,可为非标设备联网监控采集提供示范和解决思路,在航空航天领域以及其他相关制造行业均可推广和应用(多品种小批量制造行业效果应用更为显著),加快传统制造企业“两化融合”和转型升级的推进步伐,带动国内制造企业高质量发展。