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數據採集技術在生產管理中的實踐通過在製造全過程進行數據分析採集與控制，有效實現設備的狀態監控和故障預測，並通過監控看板進行展示，為生產過程高效管理提供技術支撐。並且數據採集控制系統與上層應用系統的計劃（ERP）、生產指令（MOM）、物流（AGV）深度融合，構建一個高效、可靠、實時檢測的生產運營整體，實現對生產線節拍的控制，提升了產能和產品質量。

一、案例簡介

本文主要講述數據採集在生產管理中的應用情況。企業在製造全過程進行了數據分析採集與控制。車間生產控制採用了DCS數據採集系統，通過統計過程數據及結果，實現車間設備的集成化智能控制。數據採集有效實現設備的狀態監控和故障預測，並通過監控看板進行展示，為生產過程高效管理提供技術支撐。將數據採集控制系統與上層應用系統的計劃（ERP）、生產指令（MOM）、物流（AGV）深度融合，建立了一個高效、可靠、實時檢測的生產運營整體，實現對生產線節拍的控制，提升產能和產品質量。

二、案例背景介紹

傳統電子行業偏重單一縱向專業和工具類產品研發的支撐條件建設，在信息化建設的過程中更多的考慮職能管理上的信息化管控，並在此基礎上通常會建立產品研發管理系統、工藝設計管理系統、資源計劃管理系統等。受過去信息化條件的制約，大部分企業的生產業務信息難以集成共享，形成了大量的「信息孤島」。 隨着科研生產任務的不斷增加，研製及生產過程中的數據信息採集困難，管控多以事後控制為主，管控時效性差，質量問題追溯越來越困難，歸零的周期也在不斷拉長，整機產品齊套、交付時間推遲，影響了科研生產進度。如何有效的進行數據採集及處理、為生產管理提供數據基礎以滿足科研生產進度要求是現代企業發展面臨的問題。

三、案例應用詳情

企業在製造全過程進行了數據分析採集與控制。車間生產控制採用了DCS數據採集系統，該系統包含設備數據採集與集成控制等功能模塊，通過DCS系統集成控制，可以對生產製造設備、檢測設備及物流設備的運行數據、實時加工數據、狀態數據等進行實時採集，再通過統計過程數據及結果，實現車間設備的集成化智能控制，為管理決策層提供智能決策管理的數據基礎。

數據採集技術實現設備的狀態監控。通過建設數據採集與產線控制系統，系統具備數據採集功能，可通過集成接口開發，結合傳感器、RFID、掃碼系統的應用，實現企業車間設備狀態、設備運行參數、生產進度、物流數據、檢測數據、人工錄入數據等製造過程信息的採集。包括電性能檢測設備、台面測試系統、綜合試驗系統進行數據交互，實時採集相關數據，並通過監控看板進行展示。

除了實現對車間生產設備實時監控，還將DCS數據採集系統與上下游ERP、PLM、MOM及底層DNC、PLC等自動化層進行有效銜接，形成了企業分布式控制系統的整體架構.

DCS系統通過TCP/IP協議將底層設備的生產數據信息，設備參數信息，設備狀態信息等自動採集並傳輸，然後傳遞到其他系統，形成一個閉環的網絡系統。

車間的數據採集是製造過程中設備狀態信息、生產信息和質量信息監控及跟蹤的關鍵因素。在生產線加工作業中，主要有人員數據、設備數據、物料數據、測試數據、環境數據等幾類數據，可根據不同的底層控制系統、存儲數據類型、應用場景、硬件條件等因素，需要採用不同的數據採集方式以及收集設備。如圖所示，可根據生產線數據採集需求進行定義。根據生產設備及工藝特點，主要有以下幾類數據採集方式：

設備端口數據採集：系統可根據機加車間現有數控設備，結合設備的具體端口類型及通訊協議類型，選擇對應的數據採集與解析模式。

條碼掃描方式進行數據採集：在車間裡的物料及半成品、成品、設備、工具等均貼有相應的條碼識別信息。在此基礎上，為了簡化人工操作的失誤，提高效率。通過固定式掃描槍進行相應數據的錄入。

RFID射頻方式進行數據採集：射頻識別即RFID（Radio Frequency Identification）技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。主要應用於電子追溯、門禁、自動化生產線、智能物聯網等。

人工方式錄入：對於部分無法實現自動化採集的數據，可通過手持掃描儀、人工錄入方式來採集其生產及狀態數據。結合條碼掃描終端，實現對批次或物料條碼的掃描，並快速錄入生產過程和質量檢驗的數據。

自動檢測系統數據集成：通過各類系統接口（如自動測試系統）採集數據，可支持各類數據庫DB格式、Excel格式、XML格式及TXT格式等，通過接口自動完成數據採集。

通過上述各類型數據採集來抓取生產現場底層數據信息，並將數據信息反饋給MES系統及其他現有系統（ERP、PLM、MOM），實現在線自動檢測以及設備狀態監控；同時將MES系統或其他系統的指令進行傳遞執行，進而實現對生產運行系統的閉環管理。

四、創新性與優勢

通過數據採集有效實現設備的狀態監控和故障預測。數據採集與產線控制系統具備數據採集功能，可通過集成接口開發，結合傳感器、RFID、掃碼系統的應用，實現企業車間設備狀態、設備運行參數、生產進度、物流數據、檢測數據、人工錄入數據等製造過程信息的採集。包括電性能檢測設備、台面測試系統、綜合試驗系統進行數據交互，實時採集相關數據，並通過監控看板進行展示，為生產過程高效管理提供技術支撐。

數據採集方式中，通過條碼掃描這種輔助採集手段，可採集到數控機床採集不到的信息，如操作工人信息、當前加工產品批次條碼等信息、用戶定製信息、夾具刀具等使用及狀態信息以及狀態反饋、報工、完工匯報等其他需要的定製信息。條碼掃描有效彌補數控機床數據採集內容的缺失，滿足生產過程的管控要求。

通過數據採集控制系統與上層應用系統的計劃（ERP）、生產指令（MOM）、物流（AGV）的深度融合，依據MOM的生產指令，通過分布式控制系統（DCS）將自動化生產線之間、物流系統之間以及上層應用系統之間串聯打通，建立一個高效、可靠、實時檢測的生產運營整體，實現對生產線節拍的控制，有效提升產能和產品質量。

五、案例應用效益分析

通過數據採集分析，有效提升工廠的運營績效。對於產品質量，系統通過採集生產過程中數據，以列表和文件的方式記錄產品全流程生產過程質量數據（全流程生產數據包括產品編碼、產品明細及編碼、生產設備編碼、裝配動作時間、裝配用工裝及末端執行器編號、操作人員編碼、通過圖片處理結果得到裝配到位信息、裝配結果、緊固件擰緊力矩曲線及結果、裝配過程裝配力、氣源壓力、生產環境監測監測結果、性能指標實測值、質量合格信息等），形成產品質量追溯報表並以網頁形式查看，並可輸出為EXCEL文件，也可進行產品質量趨勢分析，便於發現異常，分析應對策略。

通過採集能耗數據，降低生產能耗。基於能耗數據採集模塊，通過對工廠中水、電、氣等能耗進行數據採集，並分析能耗歷史數據，制定能耗目標，對異常和未達標數據進行統計分析，制定降低能耗實施方案，減少能耗浪費，使工廠更加節能環保。