工业半自动化数据采集终端解决方案

工业半自动化数据采集终端解决方案

1、方案概述

20 世纪90年代以来，经济全球化的趋势日益增加，信息技术的发展极为迅速，市场环境发生了根本性的变化。顾客驱动已成为市场的主要特征，市场竞争的要素涉及到工控时间、质量、价格、服务和环境。而信息技术的广泛采用，使得以顾客订货和市场需求为轴心的生产活动已可以不受时间和地域的限制，竞争的高科技含量因此大大提高了。面对激烈竞争，企业界的重要对策就是采用将制造技术与信息技术、自动化技术、现代管理技术和系统科学技术有机融合的新一代先进制造技术。

在典型的ERP软件平台中，财务管理(包括会计核算，财务管理)、生产控制(包括生产计划，制造)、物流管理(包括采购，库存管理，销售)和人力资源管

理等是基本功能模块。过去的若干年来，ERP在国内得到了较广泛的重视，一些企业花了大量资金上ERP。但就一般情况而言，商业企业从ERP中获得的利益比较明显，而工业企业却没有那么幸运，甚至受到不同程度的损害。这一现象并非我国独有，在工业发达国家也是如此。美国ARC公司调查结果显示，53％的客户反映ERP 对工厂生产存在负面影响。怪不得有人说：不上ERP是等死，上了ERP 找找死。这里反映出在ERP 实施过程中确实存在一些不可忽视的问题，其中最主要的是光有ERP 并不能帮助和指导工厂分析其生产的瓶颈，改进和控制产品的质量，以及对具体的产品生产进行排产；ERP不但没有调动工厂管理人员的积极性，反而把他们降格为一种信息的收集者；ERP虽有生产控制模块，但难以真正在工厂层中使用。如果不加分析和改进这些问题，其结果则是将IT推离、而不是融入工厂的生产活动。

工业信息化是指在工业的生产、管理、经营过程中，通过信息基础设施，子集成平台上，实现信息的采集（传感器及仪表仪器）、信息的传输（通信）、信息的处理（计算机）以及信息的综合应用（自动化、管理、经营等功能）等。将信息技术用于企业产品设计、制造、管理和销售的全过程，以提高企业的市场应变能力和竞争能力，这是企业信息化的主要内容和目标。

因此，如何将ERP 系统的生产管理模块和工业信息化的深度集成是制造企业提高生产效率、提高生产过程的安全性、提高产品质量、提高服务质量、缩短交货日期、减少生产过程的原材料损耗最终提高企业核心竞争力的保障。

2、ERP系统与现场自动化设备信息断层问题

我国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。简单的说是从计划层到生产控制层：企业根据订单或市场等情况制定生产计划-

--->生产计划到达生产现场--→组织生产--→产品派送。企业管理信息化建设的重点也大都放在计划层，以进行生产规划管理及一般事务处理。如ERP就是“位”于企业上层计划层，用于整合企业现有的生产资源，编制生产计划。在下层的生产控制层，企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产（制程）的生产瓶颈，实现生产现场的自动化控制。

由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业能否良性运营，关键是使“计划”与“生产”密切配合，企业和车间管理人员可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速修正。虽然ERP和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系统的服务对象是企业管理的上层，一般对车间层的管理流程不提供直接和详细的支持。而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺参数的监控，它可以向管理人员提供现场检测和统计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统。所以，ERP系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的“断层”，对于用户车间层面的调度和管理要求，它们往往显得束手无策或功能薄弱。比如面对以下车间管理的典型问题，它们就难以给出完善的解决手段：

①出现用户产品投诉的时候，能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过

程信息？能否立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？

②同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提

示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？

③过去12小时之内生产线上出现最多的5 种产品缺陷是什么？次品数量各是

多少？

④目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？要

分别供应给哪些供应商？何时能够及时交货？

⑤生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？影响设备

生产潜能的最主要原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？

⑥能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质量的随

机波动与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？

⑦能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？

我们知道要解决以上的问题就必须实时的去记录车间每一道工序的操作数据，将现场中的每一瞬间的信息的反馈到庞大ERP后台数据库中，让功能强大的ERP分析报表进行查询分析，这样无疑是让每一个班组都要成为PC机的高手，因为要不断的录入。这似乎在现实中实现很艰难，即时要实现这个无疑是给予企业带来了巨大的人工录入成本，这不但不能提高生产效率，反而是降低了企业的生产力。

半自动化数据采集终端系统就是使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门、财务部门等提供车间管理信

息服务，将现场自动化系统的信息同 ERP 生产管理模块信息紧密的交互着，系 统通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，协助企业建 立一体化和实时化的 ERP 信息体系。

3、半自动化数据采集终端系统介绍

3. 1 半自动化数据采集终端系统与 ERP 系统无缝链接

半自动化数据采集终端系统与 ERP 系统的数据流程图：

半自动化数据采集终端系统的核心功能是进行数据采集、对生产指令 和工 序任务单的接受和传递、产品的跟踪记录管理、现场监控等，并通过数据采集 终端系统将现场信息实时的反馈到 ERP 系统中。

半自动化数据采集终端系统的结构图：