Сегодня пятница 14 декабря 2018 г. 14:42
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№125декабрь 2017Промышленная площадка
Мониторинг оборудования с ЧПУ: сбор и обработка машинных данных
Мониторинг (в обрабатывающем производстве) — процесс сбора, обработки, хранения, передачи, анализа и визуализации данных с технологического оборудования, а также формирование информации и сигналов на их основе. Машинные данные, получаемые в процессе производства, непосредственно с оборудования, достоверным образом отображают процесс производства, его технологические и количественные параметры. Автоматизированная обработка машинных данных открывает путь к повышению эффективности производства и переходу на новый технологический уровень.

Цель автоматизированной системы мониторинга – собрать в единый контур все технологические и производственные данные для перехода от управления по результатам к управлению в реальном времени. Получить достоверную информацию для уточнения планирования производства, конструирования изделий, технологической подготовки, увеличения ресурса оборудования.
Применение системы мониторинга позволяет:
— выпускать продукцию в соответствии с планом (не срывать заказы);
— поддерживать стабильность технологии (уменьшить брак, недоработки, переделки), ускорить переналадку производства, оптимизировать ТП (скорость, точность, трудоёмкость, ресурсоёмкость);
— поддерживать оборудование в работоспособном состоянии, предотвращать отклонения (остановки, простои), аварии (или уменьшить их последствия);
— снизить ресурсоёмкость (рабочее и машинное время, материалоемкость, износ инструмента, незавершенное производство, брак, расходные материалы и т. д.);
— снизить нагрузку на персонал и требования к квалификации.
Компания «Экстенсив» (Екатеринбург), изучив реалии промышленных предприятий, сформулировала стандартные функции для современной системы мониторинга оборудования.

Функции системы мониторинга
Сбор данных (источники входных данных):
— ручной ввод, когда сотрудник вводит в систему информацию, автоматическое получение которой не настроено, или экспертную оценку ситуации;
— специализированное оборудованиеВВ  (контроллеры, для сбора информации о производстве, цифровые измерительные приборы и т. п.);
— штатное оборудование (контроллеры и вычислительные устройства, являющиеся частью технологического оборудованияВВВ  и производственных линий (например: устройство ЧПУ станка);
— стандартный протокол передачи данных (использование универсальных протоколов (OPC, Euromap, MTconnect и т. п.), как правило, сопровождается потерей функциональности и эффективности);
— проприетарное ПО, разрабатываемое производителем оборудования для его использования и подключения к информационным системам;
— драйверы оборудования, разрабатываемые специально для управления устройством из информационных систем и контроля его состояния;
—внешнее оборудование (устройства, логически объединяемые в единую систему (температурные или вибродатчики, измерительные устройства и т. д.)
— внешние данные, уже собранные или обработанные другими системами.
Хранение данных в различных БД, при выборе которых учитываются характеристики СУБД, так как работа с большими объёмами данных влияет на скорость обработки и требуемую ёмкость хранения. Крупным и оборонным предприятиям необходима возможность работать с разными СУБД (избегать диктата единственного поставщика), в том числе отечественных и свободного ПО (Open Source). При выборе СУБД надо тестировать сжатие и очистку базы данных, так как эти операции нужны регулярно.
Первичная обработка «сырых» данных для получения интегрированных значений или более компактного хранения.
Анализ данных. Математический аппарат, заложенный в систему мониторинга, позволяет выявить неочевидные взаимосвязи между факторами производства, в т. ч. с применением технологий BigData, построить рейтинги производительности станков, станочников или инструмента. Ранжировать влияние на отклонения (причины брака) сырья, инструмента, исполнителей. Применять статистические методы для поддержания стабильности технологии и качества продукции.
Визуализация данных — важнейшая часть мониторинга. Светофор станка, АРМ оператора, андон-дисплей в цехах, трансляция информации через Internet должны своевременно отображать нужную информацию и сигналы, в т. ч. графики, диаграммы, таблицы, счётчики и т. п.
Вывод данных. Стандартные форматы xml, xls и pdf. Вывод в электронную почту, на печать, в промежуточные файлы. Сторонитесь кастомизированных форматов, придётся постоянно следить за их поддержкой и совместимостью.
Передача данных. Развитые системы мониторинга поддерживают Ethernet, IPV, Wi-Fi, SMS, сообщения электронной почты и мессенджеров (Telegram и т. п.) для передачи информации через очередь ОС Windows, представления Oracle, таблицы СУБД, хml и текстовые файлы, Web-интерфейс.
Учёт выработки, включая учёт числа произведённых технологических операций и затраченное на них время и ресурсы; анализ производительности в разрезе выбранного подразделения/оборудования за выбранный период.
Для достижения этих целей система мониторинга должна:
— содержать нормативно-справочную информацию, значения технологических параметров, заданных на этапе проектирования изделия, для сравнения их с фактическими значениями;
— ранжировать отклонения и причины их возникновений по частоте и степени отклонений (какие сотрудники, виды инструмента, заготовки и т. д. приводят к самым серьезным отклонениям или вызывают их чаще всего);
— сравнивать фактические параметры обработки изделия с их эталонными значениями, оценивать отклонения и формировать управляющие и информационные сигналы для персонала или других ИТ-систем.
Различают несколько видов реакции системы на отклонения. Автоматическая — отклонение обрабатывается системой, управляющие сигналы формируются и исполняются на основе алгоритмов, заложенных в системе мониторинга. Реакция с подтверждением — управляющие сигналы формируются на основе алгоритма, но исполняются только по явной команде персонала. Полуавтоматическая реакция — форма реакции на отклонение выбирается персоналом из предложенных системой вариантов. Неавтоматическая реакция — система отображает отклонения и ожидает реакции персонала, который самостоятельно определяет алгоритм реагирования.
Управление технологией обработки изделий. Значения фактических параметров производства, полученные системой мониторинга, передаются разработчикам изделий (конструкторам/технологам) непосредственно из системы мониторинга или через PLM-системы с целью дальнейшего совершенствования технологий.
Хранение управляющих программ (УП) в специальной библиотеке. Контролируются версии программ, проводится их централизованное резервное копирование. УП соотносятся с номенклатурой изделий, производственными операциями, оборудованием. Система отслеживает код УП, фактически выполняемый на станке. При этом учитывается не только имя программы, но и её содержимое (тело). На основе сравнения исходного и выполненного кода осуществляется управление версиями УП.
ТОиР. Служба главного механика часто выступает инициатором внедрения мониторинга и ожидает реализации следующих функций.
Автоматическое резервирование настроек. Все производители УЧПУ настаивают на периодическом сохранении настроек и параметров станка, «бэкап» спас многих.
Эталонная настройка — запись параметров станка (с картой температур и вибраций) при прогоне контрольной УП и периодическое сравнение параметров с эталонными, в процессе эксплуатации.
— Вибродиагностика.
— Учёт наработки оборудования в целях ППР.
— Обработка сообщений диагностических систем (ошибки УЧПУ).
— Контроль критических режимов работы оборудования и сигналы об их превышении.
— Контроль развития дефектов движущихся частей станка.
— Инициирование регламентных процедур по ТО.
Управление инструментом, включая функции библиотеки параметров инструмента, вывода инструмента на ТО по наработке, статистика наработки инструмента по производителям/моделям, контроль изменения нагрузки в серийных УП и пороговых значений, график смены инструментов в АСИ, рейтинг надёжности инструмента.
Определение длительности и ресурсоёмкости производственных операций по факту. Реальные данные позволяют строить реальные планы.
Обработка брака. Учитываются все производственные операции, следовательно, завершенные некорректно или незавершённые будут учтены для их анализа и обработки. Детали (партии деталей) произведённые с отклонениями от технологии, будут помечены для их более тщательного контроля в ОТК.
Пользователи системы мониторинга
Правильно настроенная система мониторинга позволяет усовершенствовать или упростить работу всех служб, связанных с производством.
Руководитель и владелец получают информацию в обобщенном виде с возможностью детализации. Акцент на эффективности производства и сравнение текущих показателей с аналогичными показателями прошлых периодов и с плановыми. В случае надлежащей защиты, данные могут выводиться на мобильные устройства или обрабатываться помощником. Руководитель не всегда находится на предприятии и получает мощное средство дистанционного контроля.
Менеджер анализирует фактические показатели производства и обрабатывает отклонения для достижения заданной производительности; может своевременно организовать помощь специалиста (технолога, механика, контролера и т. д.) или ресурсное подкрепление (заготовки, инструмент, оснастка, транспорт, расходники, удаление отходов и т. п.).
Технолог в реальном времени контролирует параметры режимов обработки, критические нагрузки на оборудование и инструмент, фактическое время распределения режимов обработки и состояний станка.
Обычно именно технолог отвечает за подготовку УП, её тестирование, хранение, передачу в производство и обновление. Технологу доступны коды УП, фактически выполненные на станке. Можно сохранить правки оператора, либо настоять на выполнении программы без вмешательства. Можно вводить значения и переменные в код УП и получать их значения как выходные параметры системы. Технолог может управлять библиотекой УП.
Механик видит наработку оборудования (моточасы) в интересах планово-предупредительных ремонтов; сообщение о критических параметрах; критические и запредельные режимы; информацию с внешних датчиков; реестр и анализ ошибок; анализ вибраций; анализ температуры технологических узлов оборудования и рабочих жидкостей; автоматически формируются регламентные процедуры в случае запроса техпомощи.
Оператор станка получает АРМ, оснащённый приборными панелями, где:
— по каждому станку указывается состояние, режим работы, работающая УП, её версия и код изделия, данные с устройств ЧПУ совмещаются с данными производственной системы;
— отображаются производственные задания, назначенные на рабочий центр, имеется возможность их своевременного запуска;
— фиксируется факт простоя оборудования и причины простоя;
— инициируется запрос поддержки (помощь мастера, технолога, механика; запуск регламентных процедур; ресурсная поддержка при недостаче материала, инструмента, оснастки, транспорта и т.д.);
— отображается график технологических переходов, что позволяет планировать ближайшие действия, предсказывается потребность в ресурсах и рационально используется время персонала.
Служба персонала учитывает квалификационные уровни работников и имеет данные о реальных трудозатратах в привязке к результатам работы.
Служба безопасности получает сигналы о нарушениях регламентов, входящих в их компетенцию (попытки выполнения незапланированных операций или фальсификации данных).
Сервисная служба оптимизирует обслуживание станка или его восстановление после аварии, при наличии доступа к протоколам (лог-файлам) о значениях параметров перед инцидентом, проводит диагностику станка с применением автоматических процедур.
Поставщик станка сохраняет эталонные параметры, использует накопленные за период эксплуатации данные для улучшения послепродажного обслуживания и совершенствования оборудования.
Служба качества (ОТК) получает уведомление об отклонениях (inspection report), об операциях, произведённых с отступлением от технологии.

Структура системы мониторинга
Система мониторинга описывает структуру предприятия с учётом подхода ISA-95 к описанию иерархической структуры оборудования объекта автоматизации и включает уровни: предприятия, производственная площадка (цех), подразделение (участок/линия), оборудование (рабочий центр). Поддерживается территориально-распределенная архитектура. Ядро системы устанавливается на сервере обработки. Оно включает модули: настройки системы, управления хранением данных, справочники, систему аналитики, средства визуализация, отчётов, сообщений и сигналов, безопасности и распределения прав доступа, АРМ оператора, библиотеку и редактор УП, систему вибродиагностики, систему энергоаудита. Серверы данных располагаются ближе к оборудованию, и их может быть несколько в одной системе.
В системе мониторинга предусмотрены справочники рабочих центров (в разрезе подразделений, должностей, бригад и смен), номенклатуры изделия (в привязке к управляющим программам), инструмента, причин простоев и т. д., и они должны иметь режим автономного использования и синхронизацию с профильными системами (справочники редактируются в системе мониторинга или загружаются извне).
Посредством системы мониторинга можно выдавать задания на рабочие центры в разрезе заведенной в справочники номенклатуры. Задания заводятся вручную или формируются на основе сменно-суточных заданий планируемых в MES или ERP.
Система мониторинга должна интегрироваться в единое информационное пространство предприятия, взаимодействовать с системами уровня ERP – MES – PLM – WMS – APS и иметь для этого средства коммуникации.
Испытана интеграция DPA с лидирующими в своих классах системах:
— ERP: SAP, 1C, КСТ-M3, Parus, Microsoft Dynamics AX(Axapta), ODOO, IFS;
— PLM — Siemens Teamcenter, PTC Windchill,
— MES: 1C, MEScontrol.

Тупики мониторинга
Методы и функции систем мониторинга, показавшие свою неэффективность.
— Дублирование функций УЧПУ аппаратными средствами. Основные разработчики переходят к прямому чтению УЧПУ. Внешние устройства используются только при оцифровывании данных с оборудования без ЧПУ.
— Анализ обработки по энергонагрузкам. Точная обработка, наиболее нуждающаяся в контроле, незначительно изменяет энергопотребление. Изменения в энергозатратах могут быть вызваны наложением косвенных факторов.
— Дублирование ввода или ручной ввод машиночитаемых данных.
— «Толстый клиент». Клиентские части, реализованные в виде отдельных систем, требуют технического сопровождения и адаптации терминалов, что ведёт к потерям.
— Полагаться на встроенные средства безопасности. Система должна иметь механизмы совместимости с внешними средствами защиты: системными службами, межсетевыми экранами, DLP-системами и др.;
— Кастомизированные справочники и форматы поддерживать дорого и опасно;
— Нераспределённые потоки данных, при значительном объеме оборудования, приведут потере в производительности системы или потребуют дополнительных затрат на критических участках;
— Ограничительные меры по использованию систем при изменении состава оборудования или по сроку лицензии недопустимы для реального производства.
— Загрузка оборудования не может быть основным показателем эффективной работы предприятия, а в случае менее чем трёхсменной работы, вообще не важна. Главным результатом предлагается избрать качество продукции и сроки исполнения заказов, минимизацию незавершённого производства или себестоимости.

Рынок систем мониторинга
Практически все серьёзные разработчики оборудования и устройств ЧПУ имеют собственные системы мониторинга: Cybermonitor — Mazak (Япония); MCIS — Siemens (Германия), интегрированная в среду цифрового предприятия;
Есть универсальные: СIMCO MDC Max (Швеция) — «родственник» популярного редактора УП СIMCO Edit; Omative (Израиль)- известный модулем анализа вибраций.
Российский рынок осваивают российские производители: СМПО Foreman, компании ЛО ЦНИТИ (Санкт -Петербург), родоначальник российского мониторинга; «АИС Диспетчер» от Станкосервис (Смоленск), ныне принадлежащий «Ренова Групп», резидент Сколково; СИНТИЗ – имеющий в основе компетенции OSTEC в анализе энергоэффективности; платформа интернета вещей Winnum, включающая модуль мониторинга оборудования, от Signum (Сколково), система Naviman, купленная «Солвер» (Воронеж), «Палантир» (бывш. «Черный ящик») компании КАМ-Инжиниринг (Ижевск); программный комплекс обработки машинных данных DPA от X-Tensive («Экстенсив», Екатеринбург), работающий как автономный продукт и как опорная часть системы управления производством MEScontrol.

Будущее систем мониторинга
В перспективе системы мониторинга станут центром технологической информации, поступающей со всех участков производства: механообработка, гальваника, эрозионная, термообработка, лазерный, плазменный и гидроабразивный раскрой, нанесение покрытий, аддитивные технологии, порошковая металлургия, термопластавтоматы, литьевые машины, манипуляторы, внутрицеховой транспорт.
Системы мониторинга скрепляют единый ИТ-ландшафт предприятия APS – MES – PLM – MDC.дам.

«Промышленные страницы Сибири» №12 (125) декабрь 2017 г.

Игорь Третьяков, директор по развитию ООО «Экстенсив».

Новости
 
На форуме расскажут, как данные космомониторинга могут использовать районы края
В рамках VII Международного инновационного форума пройдет......
 
 
Технологии для успешного развития Енисейской Сибири презентуют на Сибирском энергетическом форуме
С 21 по 23 ноября в Красноярске......
 
 
Роспотребнадзор зафиксировал превышение ПДК взвешенный веществ в нескольких городах Красноярского края
12 000 исследований на наличие загрязнений провели......
 
 
Минприроды предлагает решать «мусорную проблему» централизованно
Озвученная ещё летом идея создания государственной управляющей......
 
 
Новое рабочее колесо установили на Красноярской ГЭС
Фото: kges.ruНа гидроагрегате №5 Красноярской ГЭС продолжается......
 
 
Новосибирский «ЭЛСИБ» выпустил генератор для Красноярской ТЭЦ-3
Фото: sibgenco.ruНа Красноярской ТЭЦ-3 состоялась плановая замена......
 
 
IEK расширяет ассортимент продукции для тяжёлых кабельных трасс
В 2018 году IEK GROUP объявила о......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru Шины и диски для авто - зимние колеса. Новые колеса.