实时机床数据收集不仅仅是为了帮助制造商提高生产率和盈利能力，尽管这当然是一个承诺的结果。这也是迈向具有全球竞争力的数据驱动型高科技制造行业的重要的第一步。
今天的数据收集和监控解决方案已经帮助制造运营管理部门及时查看、分析并迅速采取行动- 来自车间的敏感数据。虽然这些新解决方案比过去更容易获得且成本更低，但它们仍然只安装在相对较小的工厂和商店中，一些业内人士估计，目前只有不到 5% 的机器受到数字监控。
通过 MTConnect（一种用于机器通信的开放式架构、免版税协议）或通过 CNC 控制供应商提供的各种专有协议连接的机床可以转向越来越多的数据流从工厂车间变成有用的信息。整体设备效率 (OEE)、机器正常运行时间和产能利用率等关键运营指标使车间经理能够快速查看特定机器或工厂的性能，并根据需要进行调整。
物联网、大数据问题
即将到来的连接物联网 (IoT) 设备和大数据洪流的冲击可能会促使更多制造商寻求可靠的解决方案来处理极其大量的运营数据。
制造执行系统 (MES) 开发商 Memex Inc.（加拿大安大略省伯灵顿）的首席执行官 David McPhail 表示，越来越多的技术供应商，例如思科，正在通过处理大量非托管数据的解决方案进入制造领域。 “在我们的行业中，全球安装了 2000 万台 CNC 机床，仅在北美就有 200 万台，”他补充说，“另外三个支持资产是典型的与每个CNC紧密关联，从而创建一个8000万台机器的宇宙。然而，由于存在大量不同的数据协议，世界上超过 90% 的 CNC 资产并未连接。”
随着越来越多的数据被捕获，制造业中的人们看到了更高技术的数据-带动制造业初具规模。他说，大数据只是计算“第三平台”的一部分——移动计算、社交媒体、云和大数据的融合。
的制造公司开始明白他们无法管理他们无法衡量的东西，”McPhail 说。 “物联网或工业物联网 [IIoT] 的一些董事会讨论数据驱动制造的可能性，因此它对我们有帮助，但它仍然是一个高飞的概念，可能需要几年时间才能落地。”
帮助这个概念落地是部分y 取决于第一步 - 捕获和分析提供最大价值的数据，考虑到制造环境中可用的大量数据，这并不像看起来那么简单。
“我们的开发人员不断Cimco Americas LLC（伊利诺伊州 Streamwood）的 CEO Jody Romanowski 说，该公司是一家数据收集软件解决方案开发商。 “实施新系统时，重要的是要确定信息是否对您有价值，并仔细规划相关数据的收集。
“收集“大数据”很容易，但要确保您正在收集可以从中收集有用信息的事件，”她补充说。 “我认为一些大数据阵列可能充满了不相关或无法处理成有用信息的信息。”
E拥抱先进技术
Forcam Inc.（德国辛辛那提和腓特烈港）首席执行官 Mohamed Abuali 指出，如今的商店正在寻找简化运营、提高生产力和降低成本的方法。 “越来越多的制造商正在采用先进技术，”阿布阿里说。 “在大型企业中，需要全球制造智能和基准测试，管理人员可以随时随地以任何语言轻松访问 KPI 和分析。在较小的制造商和加工车间，越来越希望监控车间、了解零件流程、计划与实际性能、运行程序以及访问无纸化信息。”
所有制造商都在努力增强他补充说，老龄化劳动力的技能，并使用技术来提高生产力。 “在 Forcam，我们提供了一个可扩展的解决方案，可以通过基于云或本地的se 解决方案和所需的车间管理培训，以帮助他们使用智能数据做出明智的决策。”
未来在于开发解决方案，使制造商能够更加主动、智能和知情，并且支持执行及时的决策，Abuali 说。他补充说，Forcam 的平台不仅可以连接到机器，还可以连接到任何 IT 系统，例如质量、维护、PLM 和工具数据。
“MTConnect 标准化了系统、应用程序和整个工厂之间的链接，提供集成的整体制造系统。除了 MTConnect 之外，Forcam 的技术还支持加工 CNC 和 PLC 的各种实时插件，包括制造商特定的驱动程序。
“Forcam 是工业 4.0（第四次工业革命）的先驱，也称为“工业以太网”。工业 4.0 的一个主要主题是建立一个信息物理系统来映射生产“大数据”现状；实时地，在虚拟空间中，就像‘网络镜子’，”他说。 “想象一下您的工厂在云端建模；这在今天已成为现实。大数据需要先进的技术特性，例如用于实时数据采集和处理的内存技术。有了这些客观数据，废物就会一清二楚，您将获得关于制造状态的最大透明度。您可以虚拟地分析生产并实时优化它。”
建立联系
工厂车间的许多断开连接的机器都是较旧的遗留设备，代表着巨大的投资，而这些机器可能需要比标准 MTConnect 适配器更多的技术才能完全实施现代数据收集、监控和分析系统。
Memex 的 McPhail 说，可靠的成本和质量是通过车间的数据驱动意识实现的。 “二三线制造供应商必须能够恶魔确保他们可以捕获、分析生产数据并与上游合作伙伴共享。整体设备效率 [OEE] 指标现在已成为制造业务的筹码，”他说。 “OEE 等于可用性乘以质量再乘以性能。展示 OEE 的能力以及不断提高工厂效率的流程是令人垂涎的值得信赖的供应商关系的基础。”
OEE 是一种理想的、行业认可的指标，McPhail 补充道。 “大多数制造业车间可以实现 80% 或更高的 OEE，'有钱人'明白这一点，但大多数车间无法在任何一致的基础上进行这种测量。
“我希望我能说剪贴板数据收集和电子表格分析不像以前那么普遍，但这是目前排名第一的‘应用程序’，”McPhail 说。 “数量惊人的制造商图灵 CEO 告诉我，他们的主要挑战是被告知有关工厂运营的一件事，并在他们的损益表中看到完全不同的东西。捕获 OEE 的典型剪贴板和电子表格方法，即使捕获 OEE，也会延迟 CEO 了解工厂车间实际情况的时间。”
通过 MTConnect 途径购买楼层监控有很多优点。正如 McPhail 指出的那样，MTConnect 使制造设备能够以单一结构化 XML 格式提供数据，而不是一系列阻碍性的专有格式。借助来自传统和现代生产设备、传感器包和其他硬件的统一数据，软件应用程序可以实现更高效的操作、改进生产优化并提高生产率。
“尽管 MTConnect 具有变革性，但仍然存在基本的意识问题，”麦克菲尔说。 “虽然像马扎克这样的机床企业正在推动 MTConnect 从其 CEO 向下，可能听说过该标准的工厂经理不确切知道它是什么或它如何帮助他们。”
Memex 的 MERLIN（制造执行实时精益Information Network) MES 系统是一个工业级车间到顶层的通信平台，可实时提供效率指标。根据 McPhail 的说法，MERLIN 的平均生产率提高了 10-50%，OEE 仅提高 10%，利润就提高了 20% 以上。 “内部收益率 [IRR] 超过 300%，不到四个月就可以收回投资，”他说。 “我们使用 MERLIN 硬件适配器利用本地 MTConnect、OPC、FOCAS 或 FANUC I/O 链接连接到任何新旧机器。”
越来越多的制造商正在实施制造数据系统，因为他们的客户要求他们提供有关零件生产的准确实时和历史信息，Cim 说合作的罗曼诺夫斯基。 “此外，商店需要的信息可以帮助他们更准确地预测、查明生产问题、在出现生产问题时发送实时警报、更好地了解他们的工厂性能并提供机器级别的可追溯性，”她说。 “通过正确的信息和报告，制造公司可以改善与客户的互动、提高质量、提高效率、减少维护并减少库存。该技术不断发展以更有效地满足这些要求。”
Cimco 的制造数据收集系统 MDC-Max 提供定制报告、图表、实时警报和显示实时生产数据的实时屏幕。 MDC-Max 与 Cimco 的制造数据管理数据库产品 Cimco MDM 及其 NC 文件管理系统 NC-Base 完全集成。 “由于我们的产品是完全集成的，因此可以使用我们数据库中的信息在 MDC 报告中，”罗曼诺夫斯基说。 “例如，如果零件周期时间估算值存储在数据库中，它可用于与 MDC-Max 报告中的实际周期时间进行比较。”
成本效益监控
TechSolve 产品经理 Ron Pieper 指出，在车间监控解决方案中，制造咨询公司 TechSolve Inc.（辛辛那提）提供其 Viz Products 监控解决方案，作为对小型商店有吸引力的选择。该公司在其 Viz 产品线中提供多层适配器。
“很多人说‘让我们完成 MTConnect’，”Pieper 说。一家大型飞机制造商使用 MiniViz 启动了一个以前没有安装过的监控系统。 “他们有一大块机器没有受到监控。他们喜欢我们的 MiniViz 概念，因为它是一种在连接的 PC 上运行的轻量级微型应用程序。”
TechSolve 的 ShopViz 是一个更广泛的解决方案，但Pieper 补充说，两者都完全符合 MTConnect 标准。 “该标准正朝着努力进入检查和质量的方向发展，”他说。 “我们对机器和元数据了解得越多，就越能帮助我们了解零件的谱系以及所收集的内容。我看到用户、机床制造商和控制供应商对监控概念的接受度越来越高。我们已经经历了一场完美的风暴 [with Big Data and IoT]，接下来会发生什么？收集和解释数据将发生重大合并。”
一个主要问题是决定收集多少数据，TechSolve 将 MiniViz 定位为让人们开始监测的工具。 “我们警告收集多少。如果你试图在阳光下展示一切，你会被撞倒——这是一条消防水带，”皮珀说。 “有一个n 巨大的变量。你不需要太多就可以得到很大很大的改进，而且你可以以更低的成本进入它。”
实时车间更新
虽然大数据制造业的巨大阴影，许多人将其视为未来的问题。 “它仍然笼罩在未来。有很多关于它的讨论，但实际上，我们在很大程度上被我们今天的需求所驱动，”Wintriss Controls（马萨诸塞州阿克顿）ShopFloorConnect 产品经理 Jim Finnerty 说。 “了解即将发生的事情很重要。”
如今，车间客户正在寻求将 Wintriss 的 ShopFloorConnect 数据收集和监控等软件与现有的 ERP 和 MES 软件集成，他说。 “我们与他们现有的软件相结合，我们可以随时了解车间的情况。我们可以让日程安排软件栩栩如生。”
借助 ShopFloorConnect，用户可以获得一个完整的可高度定制化的解决方案。 Finnerty 说，实时可定制通知是对 Wintriss 的 ShopFloorConnect 的最新调整，大大加快了数据传输速度。他说：“我们的一切都是为了提高效率和减少停机时间。”
寻找新的智能制造解决方案
车间经理面临的最大问题之一是了解要衡量的内容以及忽略什么。美国国家标准与技术研究院（NIST；马里兰州盖瑟斯堡）最近的研究侧重于帮助制造运营决定从车间收集什么。
NIST 的项目是其智能制造运营规划和控制计划， NIST 系统集成部工程实验室机械工程师 Moneer Helu 指出，他是 2014 年制造工程“30 岁以下 30 岁”获奖者。NIST 计划正在开发一个建立在网络物理基础设施上的产品生命周期测试台推动智能制造研发，目标是通过更好的工厂数据收集方法帮助提升美国制造商的竞争力。
“你能用这些数据做什么？您如何实现创新并从该活动中获得一些价值？他们想知道需要什么类型的技术，”Helu 说。 “测量科学在很大程度上是 NIST 的基础。我们不仅要了解我们是否拥有正确的数据，还要了解我们是否使用正确的方法来收集数据。”
NIST 还与 TechSolve 合作开发制造相关领域的案例研究，荷鲁说道。智能制造试验台涉及将 NIST 在盖瑟斯堡总部和 NIST 位于科罗拉多州博尔德的办公室的机器联网。
计算机附加技术，”Helu 说。这些将包括先进的制造能力，例如增材制造、基于模型的企业、机器对机器通信以及云计算和服务，旨在协作和创建更快、更便宜、更好和更环保的高度可定制产品。
Helu 说，车间数据收集和智能制造需要回答的一些问题包括动态调度和路由以及用于预测制造维护问题的预测。 “那些痛点在哪里？有什么问题？我们正在应用基础研究方面，并专注于将其转化为工业，”他说。
