數據採集在智能工廠中的應用

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數據採集在智能工廠中的應用智能感知、在線監測、設備互聯、數據採集在智能工廠中的應用某公司主要經營叉車、牽引車、智能工業車輛等機動工業車輛產品及主要部套件的研發、生產及銷售；同時提供智能物流系統解決方案及配件服務、車輛修理、車輛租賃等工業車輛後市場業務。公司智能工廠建設項目在建設過程中，廣泛採用智能感知先進技術，實現工藝質量參數的在線測量機設備安全運行狀態的在線監測。建立生產過程自動採集和分析系統，對設備運行狀態的實時採集及監控功能，建立了雲智能叉車平台，實現了設備監控、能耗管理、異常監控、預測性維護、可視化平台等。

關鍵詞：智能感知；在線監測；設備互聯；數據採集；

目錄

一、案例簡介

公司智能工廠建設項目在建設過程中，廣泛採用智能感知先進技術，實現工藝質量參數的在線測量機設備安全運行狀態的在線監測；為解決工廠設備聯網及數據採集問題，叉車智能工廠建立了生產過程自動採集和分析系統，對設備運行狀態的實時採集及監控功能，實現生產線啟停監控、生產設備運行狀態監控和設備運行參數監控，生產調度人員通過瀏覽和監控這些信息可以在第一時間對生產設備進行調度；建立了雲智能叉車平台，實現了設備監控、能耗管理、異常監控、預測性維護、可視化平台等；實現設備的狀況監控和故障預測：設備總監控，包括液位、溫度、風機、水泵等運行情況。

二、案例背景介紹

公司智能工廠建設項目以工業車輛多品種多批量生產場景為方向、以典型行業國產化柔性加工線為背景，研究離散製造業全生命周期的智能製造技術，構建以物聯網為核心的智能工廠架構，開發基於行業的人工智能大數據分析軟件以及智能數據感知、採集和處理硬件，通過信息融合、工業大數據的智能建模與分析、全流程智能協同優化控制、知識自動化驅動的智能優化決策等手段，獲得最優的生產工藝參數和生產效率，實現複雜環境識別、人機交互、設備在線診斷、產品質量實時控制等功能。

三、案例應用詳情

公司智能工廠建設項目在建設過程中，廣泛採用智能感知先進技術，實現工藝質量參數的在線測量機設備安全運行狀態的在線監測。為解決工廠聯網及數據採集問題，叉車智能工廠建立了生產過程自動採集和分析系統，對設備運行狀態的實時採集及監控功能，實現生產線啟停監控、生產設備運行狀態監控和設備運行參數監控，生產調度人員通過瀏覽和監控這些信息可以在第一時間對生產設備進行調度。其主要手段及表現如下：

（1）兩橋智能製造車間中轉向橋裝配生產線線體中採用激光器測距方式對橋體輪轂平行度進行檢測，對檢測不合格給予警示提出，杜絕了整橋部件裝配完成後因輪轂平行度誤差造成的輪胎偏磨現象；

（2）兩橋智能製造車間中轉向橋裝配生產線輪轂螺栓採用浮動壓裝，自行彌補因製造誤差導致輪胎螺栓壓裝不到位的現象，確保每顆螺栓端面均與輪轂貼合；壓裝同時自動進行分度壓裝，提升壓裝效率，減少工人勞動強度。

（3）兩橋智能製造車間驅動橋制動器固定螺栓均採用國際品牌第一電通的數字化控制設備進行裝配，確保每顆螺栓達到設計要求扭矩，杜絕因螺栓鬆動造成的制動故障出現。

（4）驅動輪轂軸承預緊力也採用國際品牌第一電通的數字化控制設備自動緊固，安裝完成後對輪轂啟動轉矩進行數字化檢測，確保每個輪轂軸承安裝後鎖緊度保持一致，確保軸承安裝後，均工作在適度的工作條件，有效提升軸承的使用壽命。

（5）涉及壓裝的設備，均配備光幕保護功能，確保在設備運轉過程中，工人身體部位在設備危險範圍之內，設備自行停止保持現狀，有效遏制員工壓裝設備造成工傷事故出現。

（6）機器人多層多道焊功能程序與電弧跟蹤結合使用，當焊接第一層（打底）時，應用電弧跟蹤功能可以糾正實際焊縫位置與編程路徑的偏差；焊接機器人的多層多道焊接功能可以記錄下焊接第一層時的偏差，自動補償到第2、3、4...道/層焊縫編程路徑中，簡單並容易地解決多層多道焊中焊縫位置偏差的問題。不同層/道焊縫的焊接參數可以單獨設定，焊槍的擺動寬度、頻率、波形，以及焊槍的姿態（角度），也都可以根據工藝需要進行不同的設定。

（7）具備和MES等系統的接口協議、監測手段、數據傳輸能力，可滿足車間對現場作業狀態、設備運行狀態和工藝執行信息等參數集中監控的需要，可運用物聯網技術針對生產線/設備，通過圖形化方式實時顯示生產線/設備的運行狀態和現場各種報警信息。同時，通過數據歸集和統計分析，為設備部門制定維保計劃提供數據基礎，也為管理層全面掌控工廠運行提供保障。

（8）通過讀取設備控制層信號和數據信息，或通過在線監測手段、人工掃碼/PDA錄入等多種手段，可實現生產進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態、物料傳送等生產現場90%數據自動上傳，並實現可視化管理。廣泛採用智能感知先進技術，實現工藝質量參數的在線測量機設備安全運行狀態的在線監測，從而提高生產質量。

（9）通過採集能耗數據，應用綜合管理監測與控制系統，對設備的用能情況進行實時監測，方便地進行設備用能的控制操作，包括全遙測數據、迴路狀態、報警和故障信號的查看等。同時在運行過程中，實時監測各主要設備的運行情況，通過用電、環境等大數據，及時發現設備的異常情況，並立即通過微信和短信，通知企業相關負責人，及時處理，避免或減少損失，從而降低能耗。

所有生產過程中的數據均採集收集到數據庫中，以實現對生產中的情況予以記錄，以追溯整個生產過程。

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）廣泛採用智能感知先進技術，實現工藝質量參數的在線測量機設備安全運行狀態的在線監測，從而提高生產質量。

（2）通過採集能耗數據，應用綜合管理監測與控制系統，對設備的用能情況進行實時監測，方便地進行設備用能的控制操作，及時發現設備的異常情況，並立即通過微信和短信，通知企業相關負責人，及時處理，避免或減少損失，從而降低能耗。

（3）機器人多層多道焊功能程序與電弧跟蹤結合使用，簡單並容易地解決多層多道焊中焊縫位置偏差的問題。

五、案例應用效益分析

智能工廠綜合多種新技術創新集成應用，使叉車生產的4大工藝：結構件製造工藝、塗裝工藝、裝配工藝以及物料輸送工藝都得到了廣泛的應用，大幅提升公司核心競爭力。