設備上云在mes系統及工廠數字化改造的應用與效益

云的應用讓制造過程透明化，數控機床不再是傳統的機械設備，而是智能終端，這是新工業革命的基礎。通過對加工過程、實時狀態、機床坐標、刀具、程序信息、PLC、寄存器的監控，以及對機床利用率和加工效率的分析，介紹了設備云的應用。

云是利用物聯網、大數據、統計分析等智能手段，提高工作效率和質量，改善設備健康狀況，進而提升車間的智能化管理。其典型結構如圖1所示。

1.設備云的角色

1.1加工狀態的監控

管理生產線機床的運行狀態信息，以平面圖或列表顯示的方式實時監控機床的當前狀態信息。包括模擬車間平面圖查看車間機床狀態(運行、離線、報警、空閑)，通過不同顏色的燈閃爍當前狀態。

您可以搜索機床，包括車間，機床型號，數控系統型號，關鍵字等。來快速定位和搜索機床，如圖2所示。您還可以快速查看列表形式的機床狀態概述，如圖3所示。

1.2數控系統狀態監控

(1)機床的實時狀態監控

監控正在運行的機床的關鍵數據，包括坐標數據、剩余進給量、負載電流、刀具信息、工件數量統計、當前運行g代碼信息、面板狀態信息等。，如圖4所示。

(2)協調信息監控

坐標信息監控，如圖5所示。監控機床部件的關鍵參數信息，包括機床現實、機床指令、工件現實、工件指令、相對現實、相對指令、剩余進給、編程位置、負載電流、工件零點、電機位置、電機轉速、驅動單元電流、額定電流、同步誤差、軸補償值、波形頻率、跟蹤誤差等數據信息。

(3)工具信息監控

刀具信息監控主要監控機床當前的刀具情況，如圖6所示。

(4)節目信息監控

如圖7所示，程序信息監控主要監控當前機床運行的g代碼信息，包括g代碼的名稱、整個程序的行數統計、g代碼的詳細內容、當前運行的行數、指令內容、當前模式信息、運行時間、剩余時間等信息。

(5)PLC監控

如圖8所示，PLC監控主要監控機床當前的PLC梯形圖，并指示PLC的狀態，紅色非聯通狀態，綠色聯通狀態。梯形圖也可以解析成PLC指令代碼，如圖9所示。

(6)登記監控

如圖10所示，寄存器監控主要監控數控系統寄存器的實時狀態。

1.3數控系統參數管理

如圖11所示，數控系統參數管理主要管理機床狀態、數控參數、版本對比等。

1.4加工效率的統計分析

(1)機床狀態統計

機床狀態統計表包括機床代碼、機床型號、數控型號、車間等。在一定時間內。圖12列出了其統計數據，便于用戶了解機床的工作狀態。

如圖13所示，點擊一個代碼來查看設備的詳細信息。同時，還可以切換頁面查看機床的利用率統計、開機率統計、運轉率統計等折扣圖表。，并提供相應的列表來闡明統計狀態時間和各種效率的計算方法，如圖14所示。

(2)監控機床的利用率等

機床利用率、機床運轉率、機床運轉率、機床運行時間、工廠日歷時間、機床總利用率等信息以列表的形式呈現。查一些機床算平均利用率。在搜索框中輸入條件進行過濾，如圖15、16和17所示。

(3)機床加工件數

機床數量呈現機器名稱、機器型號、數控型號、車間、機床數量等信息。以列表的形式。在搜索框中輸入條件，如圖18所示。

(4)故障信息

機床故障次數以列表的形式呈現機床型號、平均維修時間、平均故障間隔、上一次和下一次維修時間等信息，如圖19所示。

1.5項目管理

通過對程序仿真數據、工件加工過程中的電流波形數據、聲音振動數據的分析，判斷工件g代碼的質量，定位可以優化的g代碼行號，如圖20所示。

1.6視頻監控

2.設備云的應用

手機外殼一般由鋁合金、不銹鋼等材料通過高速加工而成，其效果圖如圖22所示。加工流程為鉆攻中心缺料→感應缺料→ PLC中控臺→機器人啟動取料→裝載到1#鉆攻中心→裝載到2#鉆攻中心→將1#鉆攻中心帶到3#鉆攻中心(將2#鉆攻中心帶到3#鉆攻中心)→從3#鉆攻中心下料。

2.1構成

如圖23所示，設備云是數字化車間的基礎和核心模塊。頂層應用層是企業管理和產品設計，頂層系統完成任務調度和工藝設計，根據加工工藝和生產計劃實現智能加工。

(1)智能設備

它由數控機床、機器人和自動筒倉組成。

(2)設備云

實現過程的生產線控制；多個生產線單元的統一管理、效率分析、程序管理、監控和診斷、智能優化。為ERP/MES CAPP/PLM提供大數據，實現企業信息連接。

2.2控制系統

(1)總體控制系統

實現數控機床的狀態監控功能，包括報警、報警歷史、寄存器、刀具補償、機床位置、加工程序、進給速度、快移速度、主軸速度等?？梢詫崟r監控自動筒倉和機器人的運行狀態，控制各單元之間的交互，保證各單元安全可靠運行。

(2)通用控制PLC

控制交互信號處理、狀態監控、安全保護等。在通用PLC數控機床、自動筒倉和機器人當中；實現各設備的I/O信號，通過主控PLC進行通訊和邏輯運算，協調各設備的動作順序，保證加工的順利進行和設備的安全。

(3)上位機

包括上位機主控PLC、人機交互顯示和上位機控制軟件等。它可以監控數控機床的狀態，控制系統中所有設備的信號交互等。實現對主系統的實時監控。通過以太網與數控機床和總控PLC連接，在線監測和記錄機床、機器人、料倉等設備的工作狀態、參數、I/O信號，自動統計加工件數。

生產信息通過網絡傳輸、記錄并可實時查閱，為企業建立MES系統提供了條件，進一步實現了數據孿生管理。

3.摘要

云端不僅可以服務零件加工，還可以提供家政服務，點擊終端就可以監控?？梢詫崿F產品并行設計，縮短R&D周期，降低成本；進一步實現產業鏈上下游信息共享，支持企業間聯網協同發展，形成具有行業特色的知識庫，促進資源共享。