摘要：

　　MDC(，Manufacturing Data Collection & Status Management)制造數據采集系統是新慧物聯針對制造業，如工業自動化、機床加工等行業面向車間機床數據采集的一套應用解決方案。核心是一個智能I/O控制器產品，是集成了網絡化遠程I/O控制、多源異構數據采集、業務邏輯分析與規則算法處理、數據存儲及網絡傳輸功能為一體的嵌入式智能終端設備。

　　圖1：MDC系統示意圖

　　數據采集與狀態監控的目的及內容

　　機床狀態監控主要是借助有效、可靠的儀器、設備或技術手段，采集設備狀態或故障信息，以辨識基于機械設備及過程特征的狀態特性改變量的過程。

　　車間現場的主要設備分為數控機床與普通機床。

　　1.對數控機床的實時監控與數據采集可以通過DNC網絡與機床控制器采集機床的各種信息，管理者可通過網絡直接得知所有機床的信息。比如機床的實時狀態、運行時間、加工工件數量等，并可依此做出各種詳細的分析報告。

　　2.對普通機床可以通過采集機床的電流、功耗、振動、噪聲等數據來判斷機床的狀態，如不正常運轉，則自動發出故障報警。

　　圖2：MDC系統效益圖

　　圖3：MDC車間應用圖

　　MDC的部署架構與內容設計

　　機床設備監控系統的硬件包括傳感器、MDC數據采集設備、有線/無線傳輸設備及其它信號采集模塊，也就是智能I/O控制器。

　　智能I/O控制器產品主要由嵌入式系統、I/O模塊、通訊模塊和應用軟件接口組成。用戶可以根據需求通過Intranet和Internet網絡完成分布式I/O控制和部署，同時還可實現對各類傳感器、觸控開關的數據采集、存儲、分析及網絡傳輸等功能，用戶可通過二次開發接口構建自己的業務邏輯應用軟件，且可快速集成并部署到現有的MES等系統平臺中。

　　圖4：案例示意圖

　　功能特點

　　1. 將業務前置到設備現場，并具有業務處理能力，分散后臺數據處理壓力。

　　2. 采集多路開關量和模擬量輸入，同時可控制多路關量輸出。

　　3. 采集多源異構數據，并根據業務邏輯和算法規則，監視并可控制輸出設備包括安燈按鈕、蜂鳴器、信號燈、LED屏、RFID讀寫器、生產傳輸線、設備電流等終端設備狀態。

　　4. 具有本地化復雜數據的處理、傳輸和存儲能力，即使在全局癱瘓的情況下也不影響設備現場本地的業務邏輯處理及存儲，以及對現場設備的采集與控制，易于分布式部署。

　　5. 高速以太網通訊，高效的“PUSH”機制，不再需要等待緩慢且帶寬要求高的調查—響應消息;同時具備自動存儲掉電記錄及掉網記錄功能。

　　6. 通信接口豐富，產品提供 LAN、WLAN、485 等網絡接入方式，以及良好的 Wi-Fi 通信功能，滿足復雜現場部署要求。

　　7. 提供用于二次開發的透明TCP協議接口，使用簡單的函數指令即可實現本地 I/O 控制和消息傳送。

　　8. 具有計算機運算及處理能力，具有VGA接口，可直接連接顯示設備，或遠程桌面管理，便于管理和配置。

　　軟件集成

　　系統使用標準化的軟件模塊、方法和接口，為生產設備的網絡化、自動化提供了一整套的工藝數據接口。

　　圖5-6：軟件應用界面

　　系統具有各種不同的統計分析報表模板 數控激光切割設備狀態及利用率統計

　　MDC工業現場其他應用

　　1、工業制造數據采集與應用集成

　　針對工業制造環境的復雜工況，新慧物聯依托自行研制特種RFID標簽、讀寫器、無線傳感網絡產品，并結合條碼、PLC等技術，可以對物料、在制品、執行設備、刀具、工裝等多源異構數據的實時采集，并對產品的宗譜進行跟蹤和追溯管理，為企業生產與運作控制提供基礎性數據。通過與ERP、MES等系統高效集成，實現對產品的全生命周期管理。

　　2、公共制造資源的定位/跟蹤/調度

　　在制造系統中，存在叉車、平板車、現場技術人員等公共資源，這些資源的合理調度和快速響應是提高整個制造系統運行效率的關鍵。倫科思公司依托自行研制的地感RFID標簽、UWB、狀態判斷傳感器、車載終端等產品和技術，可以實現對叉車、現場維護/技術人員等資源的空間位置定位、運行軌跡跟蹤、閑忙狀態判斷、任務分派調度與呼叫，使公共資源配置優化，提高制造系統的快速響應能力。

　　3、生產計劃執行過程監控及可視化管理

　　對生產計劃的實時監控，是增強生產計劃與調度的時效性、減少在制品、敏捷響應市場的關鍵。倫科思公司利用自行研制的工位讀寫器、電子托盤、RFID標簽掛件等產品，通過可視化的生產過程監控平臺，實時跟蹤產品從毛坯到成品的全過程，包括自動報工、各產品/批次的完工數量、工件的當前工序、各工序的執行設備和操作工人、各工序的實作工時等，為計劃調度、線邊物料、現場物流、質量追溯提供原證數據，也為企業開展價值工程提供依據。

　　4、電子倉庫和現場物流管理

　　通過特殊的RFID標簽設計及封裝工藝，對單體物料、箱體物料、轉運托盤進行RFID電子標識，以適應工業現場復雜的加工、轉運與存儲環境。通過電子倉儲，實現出入庫管理的自動化、自動識別并處理物料出入貨架、快速揀貨和存貨、支持整庫/分類/分區的快速電子盤存;存量預警并支持對貨單的管理與補給。根據生產計劃自動生成各個倉庫的配送計劃，并且對叉車、AGV等進行統一調度。對各工位線邊物料庫存量進行監控，跟蹤生產現場的物料消耗情況并生成物料需求與配送請求。存貨及線邊物料存量分析，減少線邊物料堆積，減少呆滯料數量。

　　成功案例

　　下圖為某個企業采樣數控激光焊割設備狀態的典型應用，分別是電器柜內的流感器、傳感設備、客戶激光焊接機床、設備利用率統計表、設備實時狀態監控圖、數據采集表。