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        2021 IAS展
        工業無線

        讓科研生產走上“高速路”,研華助力航空離散制造企業數字轉型

          2021年06月16日  

          本期導讀

          長期以來,離散制造行業一直面臨單元化生產、自動化程度低、制造協同難度大的問題。為此,研華為某航天研究所提供新一代一體化平臺型數字信息系統解決方案,解決研究所設備聯網和數據采集難題,進而推動數據驅動生產。

        智能制造的有源之水,設備聯網與數據采集

          航天軍工領域按單生產、產研并重,是典型的多品種小批量離散制造模式。由于對產品質量、工藝、交期的嚴格要求,加上特殊的監管要求,其生產管理更加復雜、難度更高。

          某航天研究所共有結構件、試驗檢測、鑄造、研發等多個車間。然而,龐大的生產能力,帶來的卻是數據管理之困:人、機、產品及工藝參數難以協同,產能釋放受到嚴重制約;產量、設備效率、成本統計不及時,管理層對運營效益缺乏直觀了解……

          推動科研生產管理模式數字化轉型升級,打造新一代一體化平臺型數字信息系統解決方案成為該所脫困的抓手。為此,研華為其提供了系統、創新的解決方案,通過微服務架構構建面向科研生產多場景的協同應用。進而密織“數據網”,實現數據驅動生產。

          項目實施中,需要在物聯網平臺上實現多種功能:

          一是公共服務,如跨網數據交互、看板管理、權限管理、報表管理、接口管理等;

          二是實驗數據管理,如數據查詢、數據上傳、算法管理;

          三是設備管理,包括設備清單、設備監控、設備分析;

          四是數控程序管理,包括程序對比、程序監控、程序上下載等;

          此外還要求平臺具有好的擴展性,后期可以進行能耗管理及其他應用開發。

          從“0”到“100%”對200臺設備進行全連接和數據全采集,絕非易事。比如,數控機床系統版本眾多,各版本的數據開放權限、采集方式都不相同。有些系統表面上看起來都是采用通路的采集方式,但有些經過第三方改造后,即便是聯系原廠家,也很難拿到真實的生產過程數據。設備聯網和數據采集成為該項目中最難啃的“骨頭”。

          該項目通過研華CNC聯網網關ECU-1000實現了機床數控系統實時通訊,將集群化數控機床的運行、狀態、遠程診斷、故障報警、能耗等綜合管控起來,從而實現生產全流程有效監控,發現生產過程瓶頸,提高生產效率。

          “100臺非試驗檢測設備數據每秒采集一次,這意味著每秒就會產生大量的數據,每秒都會有上千條數據傳輸至WebAccess中去,繼而后期可視化也承受了很大的壓力?!痹O備聯網后,數據采集量也空前龐大,高并發、高頻次、大數量的采集、處理、展示極具挑戰。而WebAccess是研華在設備聯網解決方案的核心,是實現設備的故障識別、預測性維護、能耗分析的基礎,極具擴展潛力。

          研華的合作伙伴南京優倍承擔了大量數據可視化方面的工作?!把腥A智能網關本身采集到的數據非常多,它的頻次是秒級。因此,在前端展示、或數據查詢時,服務的及時響應和穩定性就非常重要?!蹦暇﹥灡妒袌鰧嵤┎扛呒夘檰?、部長助理何德運介紹,優倍配合研華一起,通過分表、數據庫優化等方式,解決了高并發、高頻次、大數量的問題。

          實現了全部設備聯網之后,實現了數據全部采集和“一鍵管理”,簡單便捷?,F場設備集中管控,數據集中處理展示,實現了數據生產、試驗數據的完整性、一致性、完全性;通過設備的數據采集及數據處理,將數據統一給到IoT平臺,由IoT平臺實現全所設備的集中監控。具體到科研生產場景中,該所部分車間初步實現了現場檢驗無紙化,自動生成一體化記錄卡;產品數據包系統,實現了異構系統協同數據抓取、集成和集中展示。

          “舉例而言,某測試一結束,測試得到的綜測數據一鍵點擊 成功上傳,這意味著2秒鐘后,質量、技術人員就可以獲取測試結果、開展分析工作?!?/FONT>

        打通融合技術與金屬加工應用場景

          該航天研究所具備等鋁、鎂、鈦多種材料鑄造能力,同時兼具設計、機加、表面處理、檢測等全產業鏈的能力。這使得該所對于金屬加工場景信息化管理需求進一步提高。

          為滿足企業需求,研華提供了Metalworks的精益化生產管理+物聯網全套解決方案。據介紹,Metalworks針對金屬加工典型業務應用場景,集成了大量的行業domain know-how。其中包含幾個模塊,可實現多項功能:工單生產管理、異常管理、設備稼動管理、環境安全管理和人員績效管理等。在此基礎上,可以通過應用模塊將現場完全管控起來。

          在這一場景中,研華選擇與金屬加工垂直行業的優秀解決方案商西格數據共同協作?!皬墓δ艿慕嵌葋碇v,一方面是設備的數據采集,另外一方面是加工設備的程序傳輸。通過各種協議、網絡傳輸跟設備完成對接后,通過標準的接口將底層數據接入到研華Metalworks之中?!蔽鞲駭祿\營總監姚建國介紹。舉例而言,刀具智能管理模塊可基于邊緣計算技術對刀具加工過程進行實時的監控與分析,將刀具負載數據對應到到位號、主軸號,實時掌握刀具使用情況,進而節省人力成本、提高刀具管理效率。

          Metalworks可以向用戶提供成熟的應用模塊、豐富的業務場景,幫助客戶快速梳理業務邏輯。研華工業物聯網事業群行業發展經理顧振華指出,由于該所的行業特殊性,應用場景是本地端的,而Metalworks是云端的。因此,本次項目也采用了一些云到端的技術,將云端的程序移植到本地端,還原了云端運行環境。同時,項目采用了微服務技術架構,可以動態新增程序,同時支持集群化管理,動態分配各自程序所占用的資源,“Metalworks具備開放型接口,可以針對客戶需求進行二次開發,從而達到客制化的效果?!?/FONT>

          總體而言,利用Metalworks,能夠將采集的設備底層數據實時動態展示,讓用戶實現設備的實時監測預警。借用各個功能模塊實現設備的故障識別、預測性維護,擴展潛力無限。

          對未來,該所還有著許多期許。數據采集與設備鏈接只是完成了第一步,未來還需要實現‘數據決策’的科研生產模式轉型升級,真正為企業實現價值。

        標簽:研華  我要反饋
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