制造企业设备改造及数据采集方法 优德普MES系统设备管理解决方案

机械设备的使用为现代工厂减轻了不少负担。在中国 2025 智能制造的浪潮下，原有的机械设备已经无法完全满足数字化工厂建设的需要，对传统制造业中原有的设备进行改造，使之适应数字化工厂的需要势在必行。 在数字化制造时代，通过设备在生产过程产生的数据，实现数据的自动化采集至关重要。

背景技术

在数字化工厂建设过程中，须对设备进行联网管理。 但对于原有设备，不提供 PLN 等通讯装置，无法联网并实现数据的采集，主要存在以下方面内容：

(1)设备联网情况：传统制造业中，设备是关键一环，是原有设备在设计及购置过程中没有进行数字化工厂建设的考虑，为提供 PLN，不可直接进行联网使用。 但又不可进行报废另购新设备，因此对于设备的改造，使之适应数字化工厂建设，实现设备联网是要进行的开始工作。

(2)设备数据采集情况：各零部件尺寸测量多、精度高、质量控制严格，但是现场仍然普遍采用手动普通测量工具进行操作，尺寸测量精度低、可追溯性差，卡片人工填写工作量大，影响产品生产效率的提高，通过研究开发设备采集系统来实现制造数据的自动上传，提高现场生产的信息化程度，达到质量信息流转的无纸化，且减轻操作工人的工作负担，操作更简单，能够显著提升产品质量和生产效率。

(3)数据分析情况：处于大数据时代，为了有效利用生产过程中产生的数据，有必要进行大数据分析，找到数据发展趋势，及时发现问题点，为技术改进提供科学数据依据。

主要技术特点

1.设备改造

根据工厂的实际情况，针对不同设备情况采取不同的改造方案。 以尽可能不动设备本身为原则，通过外装工控机的方式实现设备的联网与数据的采集，既可以避免对设备的人为破坏，同时又可以获取设备的相关信息，灵活快捷。 硬件为小型工控机NanoPi(无固态硬盘，无风扇)作为数采网关。 操作系统为 Linux，内部组件包括内存数据库 Redis。 现场人机交互设计智能平板，通过现场办公 wifi 网络进行接入，开发设计语言为 Python。 通过设备的改造，获取设备生产数据，以及设备状态数据。

2.数据采集

采集系统采用 JAVA语言基于B/S + C/S双重架构进行开发，系统配置界面及用户操作界面以B/S架构下的 Web 端为主，数据采集模块采用C/S架构的客户端程序，兼容底层硬件操作能力，提高数据采集的效率与性能。数据库采用轻量、效率的小型关系数据库 MySQL。 系统采用三层架构，数据层、服务层和应用层，从而增强系统的稳健性和可扩展性。

建立数据传输接口，将设备采集数据通过订单作为载体进行数据传递，与上游生产执行系统 MES进行数据贯通，实现数据共享。

优德普MES系统开发遵循的原则

(1)兼容性原则：确保软件改造的兼容性，有利于兼容多种生产工具设备接入，进行数据采集与处理，在保证功能的前提下，更大限度降低系统成本。

(2)易用性原则：对系统的开发设计力求操作简便，维护简单，易学易懂。

(3)可靠性原则：确保系统能够长期稳定运行，同时保证各型配套工具和接收器的连接稳定，以保证设备的可靠性。

(4)安全性原则：系统用户根据业务需求的不同，具有不同的安全级别及操作权限，以保证数据的安全性。

(5)易二次开发、易维护性原则：采用封装技巧，建立稳定的底层工具，方便后期维护或二次开发。

优德普MES系统设备管理业务流程

在生产过程中，以生产工单为数据主线，以结构化检查卡片为数据采集点，进行数据采集。通过设备与检查卡片项点的数据建立关联关系，实现设备采集数据的自动匹配，获得准确的检测数据，并通过设备相关生产数据与 MES 系统的数据贯通，提高数据准确度，减少操作人员劳动量，并可提供数据的结构化，为数据分析、数据应用提供数据支撑。

通过对设备的分析，视情况对设备进行改造，设备数据采集系统以生产数据实时采集、处理软件系统为核心，实时采集生产过程中产生的各类业务数据，并将数据处理、汇总后传输至 MES系统，实现车间生产的精细化管理，为数字化工厂的建设提供数据支撑。

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