离散制造业的数据采集之路

引言
生产的数据精确、及时、自动的采集是工业互联的基础车间，能够为客户构建一个可视、及时、精细、产品追溯的生产环境，因而近十年来在国际上取得快速产业结构升级。假如把工厂比作为人，那么生产数据就相等于人的血液系统。离开生产数据采集，生产管理部门无法实时、精确地取得工件出产数目;不可以自动得到机床开工情况和主轴运行状况;无法精确分析设施产出率等发展瓶颈;没法确切、科学地制定生产计划;没法实现生产管理协作。可见，只有有效的实现生产数据，才可以从根本上解决车间管理中计划追踪迟滞、设施产出率低、产品质量无法改善等问题。

1.离散制造企业中的生产数据采集的特点

鉴于连续工业生产与离散工业生产在设施、原材料和产品特性的差异。造成了两种类型的工业生产在生产管理中存有许多差异。离散制造企业的车间实行过程中的生产数据收集突显出下列特点：

(1)伴随着企业竞争日趋严重，很多的离散制造企业实现多品种小批量订单生产方式。如航天制造企业，产品品种多达上千种，每个产品的批量较小，多的几十件到上千件，少到几件甚至单件(研制生产)。这给企业的生产数据采集带来挑战。

(2)离散制造企业多种类、多规格的机床并存，造成无法事先设定较为精确设备产能。很多企业职工的能力良莠不齐，缺少—批稳定的技术工。生产规划在各类因素的影响下，插单状况频繁(如大中型发动机制造)，紧急事件多，这加重了生产数据采集的复杂性。

(3)相对流程制造企业，离散型制造企业设备功能冗余度大，常常有着很多的机床和数控设备。这些机床和数控设备类型多、品牌杂、新老共存。设备的协议与接口类型差异很大，通讯接口之间兼容性差。一些数控设备沒有网络接口、只提供软驱或串行口，因而数据采集难度大。

因而，离散制造企业的生产数据采集实施有别于普通的信息化系统软件的实施，它是一件工程实践性较强的工作。它不但与需要的数据类型有关，还与车间设施配备、空间规划、人员构成与素养、产品类别、实施成本等因素有关。除此之外，在实施过程中，还需要牵涉设备选型、布线、安装调试、整合PLC控制设备、连接电子看板等众多细节。

2.离散制造企业中数据采集应用方案分析

航空、航天、装备、造船等离散制造企业，将其生产数据分为：(1)带有时标的生产过程数据;(2)带有时标的报警、消息、生产事件信息;(3)手工实验数据(如果各种理化检测指标);(4)计量数据(如称重数据);(5)批次信息(如批次号码，批次执行状态等)。为了保证这些数据的成功采集，此方案遵照以下原则：

完整性、实时性原则。车间有效运作需要数据采集系统提供全方位的车间动态数据。部分生产类型数据的缺失、或是部分设施信息的缺失，都将影响车间管理系统的功效的发挥。

各种采集技术综合应用、人机结合原则。离散制造企业生产层既包含大批量的多样化制造设施，也具备很多的手工工位，任何一种方法均无法覆盖企业的生产数据采集。因而，离散型制造车间数据采集方式必定是各种数据收集技术的综合运用。在工程应用中，以便经济地实现数据采集，必不可少人杌结合原则。

易于集成应用原则。生产数据采集处于车间应用系统与生产设备控制技术的中间层，必须基于这些实时数据开展数据分析，构建生产订单管理、计划排产、调度跟踪及其物料管理，并将这些信息利用各类图表等可视化方法在车间实时显示监控。

3.离散制造企业中数据采集分析方式

依据离散制造企业中生产数据采集特点，其常见的数据采集方式包含DNC网卡采集方式、宏指令采集方式、PLC采集方式以及RIFT)采集方式。在具体运用过程中，必须结合实际企业的个体情形，有选择地综合运用这些方式，以满足离散制造企业MES生产数据采集的各类原则。

小结

实时、准确的生产数据采集并实现集成应用是数字化工厂足以成功的关键基础，离散制造企业数字工厂建设中应当考虑到其数据采集的特点，在采集过程中，按照完整性、实时性原则、多种采集技术综合应用、人机结合原则、易于集成应用原则，运用多种数据采集方式，并借助计算机、数据网络语通信设备、各类技术标准和实时历史数据库软件的有机组合来实现生数据的集成应用。