檢視中车四方所生产现场数据采集与可视化的原始碼

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'''中车四方所生产现场数据采集与可视化'''中车四方所为解决[[生产]]多品种、小批量、周期长，生产方式复杂、物料品种复杂等业务痛点，提出通过智能工厂建设。本项目是中车四方所智能工厂建设中的一个子[[项目]]。本项目主要是通过车间制造执行系统（MES）、视觉传感器<ref>[https://www.sohu.com/a/404514914_120665387 传感器大全，收藏！]，搜狐，2020-06-28</ref>及智能测量仪表、电子标签及条码、数据采集系统装备，实现制造过程现场数据采集与可视化，完成了智能设备开工至、工位操作智能引导、生产过程预警报警、以订单为主线的可视化展示四个场景建设。本项目在轨道交通行业复杂装备制造中属于创新型项目。

==一、案例简介==

中车四方所为解决生产多品种、小批量、周期长，生产方式复杂、物料品种复杂等业务痛点，提出通过智能工厂建设。由此设计了智能工厂总体架构，并计划实施了多个子项目。本项目是中车四方所智能工厂建设中的一个子项目。本项目主要是通过车间制造执行系统（MES）、视觉传感器及智能测量仪表、电子标签及条码、数据采集系统装备，实现制造过程现场数据采集与可视化，完成了[[智能]]设备开工至、工位操作智能引导、生产过程预警报警、以订单为主线的可视化展示四个场景[[建设]]。本项目在轨道交通行业复杂装备制造中属于创新型项目，通过本项目实施，取得了直接经济效益的同时，对行业带动发挥了积极的作用。

==二、案例背景介绍==

中车四方所开展智能工厂前遇到了几大业务痛点：一是离散制造行业尤其是轨道交通行业复杂装备的特点，多品种，小批量，定制化，长生命周期，新制检修混流，生产方式复杂；二是设备种类较多，设备采用的[[信息]]交互方式和协议各不相同，给智能车间信息的交互带来了很大的难度；三是钩缓产品的特点是产品种类多（超1000多类），物料品种复杂（超30万种），涉及国内外1000多家供应商，产品生命周期30年，管理难度很大。中车四方所为解决这些问题和难点，提出建立高铁核心机电系统产品智能工厂。工厂基于新一代信息技术和先进制造技术，以钩缓车间为主要实施载体，以数字化<ref>[https://www.sohu.com/a/447972185_100188726 什么是数字化？数字化的概念及内涵] ，搜狐，2021-02-01</ref>贯通全制造过程，以关键制造环节智能化为核心，以网络互联为支撑，覆盖智能[[设计]]、智能经营、智能装备、智能物流与仓储、制造执行系统等应用，通过数据集成、系统集成，实现设计、经营、生产制造各个环节的互联互通。

==三、案例应用详情==

通过车间制造执行系统（MES）、视觉[[传感器]]及智能测量仪表、电子标签及条码、数据采集系统装备，实现制造过程现场数据采集与可视化。

制程管控是通过生产工位智能设备和智能工具的应用，设备、[[工具]]、传感器与MES系统的集成，大大提高对生产过程的控制，防止生产过程出现问题，同时将生产过程数据、检测数据进行自动化采集，并通过系统对检测数据进行验证，保证了生产质量的稳定性。

===1、智能设备控制===

MES系统通过跟智能设备控制系统的集成，实现对智能设备的控制，MES系统将[[作业]]指令发送给智能设备，智能设备根据生产作业指令切换NC程序、工装，并根据MES系统传递的物料清单对上料进行检查。

===2、智能引导===

每个工位配备工位[[计算机]]，通过图形界面指导操作工按照作业标准步骤进行操作，并通过跟工作台传感器的集成，感知操作工的要求动作是否完成，通过人机结合的方式控制操作工只能按照既定的步骤操作，防止工人出现漏操作和误操作。

===3、预警报警平台===

对于生产过程中出现的异常，例如设备故障，[[工艺]]问题，加工问题等，要及时通知到相关的技术人员和管理人员，在最短的时间将问题排除，保证生产的顺利进行。

====（1）异常预警、报警规则====

根据现场作业的分工，建立预警、报警的[[规则]]，首先要对异常进行分级，不同级别的异常处理流程、处理时间分别设定；同时将责任人的责任范围具体到地点、设备、产品工艺类型等，明确处理异常的分工。

====（2）报警推送====

当MES系统监测到设备异常、加工异常、装配异常等信息后，自动按照规则发出报警，报警信息通过移动端APP、车间声光报警器、车间现场看板、系统PC端应用推送至责任人，例如设备故障推送给设备检修人员，工艺问题推送至车间[[工艺技术]]人员。

责任人接收报警信息后，报警信息的处理方案，处理状态，处理用时将作为车间管理人员的跟踪管理数据，对相关部门保障生产的绩效做出分析。同时异常信息也会作为质量分析数据的一部分，为大数据平台[[质量]]分析提供依据。

===4、生产指挥系统===

建设生产指挥系统，系统的数据来源是MES、ERP等系统，主要实现以订单为主线的计划、到货、制造状态、存在问题的可视化展现系统：

以客户订单为主线，集成ERP的物料需求计划、采购到货、库存信息；集成制造执行系统MES的准时生产计划、生产准备、物料配送等信息；集成整个生产制造过程的数据采集信息；实现以订单为主线的[[计划]]、到货、制造状态、存在问题的可视化展现系统。

生产现场实时呈现。能实时呈现现场质量检测数据、订单生产状态信息、设备状态及故障[[信息]]，集成的PLC控制系统信息，生产线上的各种数据，实时显示生产线的工作状态，生产计划及其完成情况，设备状态，零部件所在位置，视频监控信号等现场信息；

通过生产指挥系统的可视化界面向广播、电子看板、手持终端和车间服务器等设备发送控制指令，实现对人员、设备和物料等制造[[资源]]的监控与调度，形成基于车间现场实时状态信息、可视化监控和智能化协同交互决策的新型业务管理模式。

==四、创新性与优势==

本项目实施建设的主要价值：

（1）由于离散制造行业尤其是[[轨道交通]]行业复杂装备的特点，国内外关于智能车间建设没有成功的经验可以借鉴，也没有相关建设标准来指导，所以如何建立行业特色的智能车间给项目带来了非常大的挑战，通过本项目实施很好解决了这个问题。

（2）在项目建设中，由于设备种类较多，设备采用的信息交互方式和协议各不相同，这就给智能车间信息的交互带来了很大的难度，通过本[[项目]]实施提高了信息交互方式的通用性和扩展性。

==五、案例应用效益分析==

通过本项目在内的智能制造新模式应用建设，逐年稳定提高了钩缓车钩产品的[[市场]]占有率，稳固了公司的行业地位，也为同行业的智能制造发展提供了具有实际参考意义的样本。

==参考文献==
[[Category:500 社會科學類]]