跨越制造智能—对数据的进一步挖掘和分析

企业制造智能（EMI）

简称为制造智能（MI），是一个专用名词，即使用软件把公司制造相关的数据从多个源收集到一起，完成报告、分析、可视概要、企业级和工厂级系统数据传输的目的。由于数据的收集来自多个源，所以计算的结果能够体现一种新结构或新内容，从而引发新思考，能够帮助用户找到哪些地方需要忽略，哪些地方需要改进。制造智能的基本目的就是把大量的制造数据转换成实际有用的知识，并且通过这些知识优化业务流程，获得更多的收益。

制造智能有五个核心功能，每个实施企业制造智能的应用都应该体验到：

●数据收集：使来自多源的数据（大多来自数据库）更有意义；

●融入背景：提供一种新结构或新模型，使结果能够帮助用户找到他们所需要的内容。文件夹通常使用一种分层的树型结构，类似于ISA-95标准提到形式。

●数据分析：能使用户能够跨越源、特别是超越生产地点来分析数据。这通常包括了真实、特别报告的能力。

●数据可视：提供工具创建数据的可视概要 ，对瞬间最重要的信息提醒和告知决策者注意。最常用的可视化工具是仪表板。

●数据传播：数据能够自动实现双向传输，从生产现场到企业级系统，诸如SAP。

对数据切割、粉碎、混合、搅拌

罗克韦尔自动化的FactoryTalk Metrics（智能制造）软件、FactoryTalk Historian（历史数据库）软件，通过关键性能指标（KPI）和整体设备性能（OEE），可以为用户提供一种协同、基于角色改进性能的方法。

目前的制造设施，由于系统独立、数据分散而造成很多效率低下的问题。在这种环境下生产，实际上会造成成本升高，阻碍生产率的提高，得到的信息不完整，导致做出的决定不明智，结果会使材料浪费和产品召回，丢失我们的忠实客户，延迟新产品的发布。使用来自罗克韦尔自动化的组合工具，制造商能够实现信息可视化，避免人工数据采集、癫痫病的发作是什么原因导致的生产报告错误的发生。统一生产模型（UPM）把采集数据转变为有意义的可执行行动，在工厂里能够迅速提高基于用户角色的操作能力。

关键性能指标（KPI），诸如停机时间、生产量和劳动成本，长期以来一直是制造商衡量生产运行是否良好的标准，但这些指标也对系统提出了更高的要求：

●信息是精确和及时的吗？

●怎样把工厂中出现的问题融入运行画面？

●怎样把系统获取的信息得到实际的利用？

自动数据采集可以克服由于人工记录KPI例如停机时间精度和实时性的问题。使用罗克韦尔自动化的FactoryTalk Metrics来记录机器事件，不管是停机还是运行，不管是否成为下游的瓶颈，都可以清楚地显示在操作员的屏幕上。但知道停机出现仅是事件的一个部分。如果与FactoryTalk Historian的时间戳信息联系在一起，制造商就能够把各自的过程变量像温度、压力、速度、和现在其他的生产变量与该产品的历史最佳参数进行比较。

事件和比较的可视化能力对于制造商是至关重要的。通过这些参数可以找出机器事件和过程变量之间联系，发现问题所在，及时做出调整，这是制造智能能够提高运行效能的金科玉律。

比如，一台包装机写进了一份OEM的采购合同，规定这台设备必须以90％的效率运行。当机器放在现场运行数据采集开始后，用户非常清楚地发现：它达不到这个性能等级。无论制造商如何调节参数，得到的是相同的结果。制造商然后注意到：每当生产线速度提高时，设备就要停机，因为机器需要一段时间加热，然后才能正常运行。因为机器事件带有记录的过程数据，制造商通过分析，很容易证明：这台设备的加热器尺寸不够大－这是OEM设备的一个设计缺陷，因此不得不进行修改，否则会一直得到坏结果。

这种机器事件时的相关性过程数据，使用FactoryTalk VantagePoint就可以获得。FactoryTalk VantagePoint收集多种数据，如果把他们放在适当的环境中，可以为基于角色的操作员提供显示和报告，同时提供行动指南。它还可以为用户创建直接指导生产运行的KPI－从一条生产线到多个工厂－判断生产状态是否都在有效运行。

"这个想法非常简单，"麦特 乔达诺说，他是罗克韦尔自动化的产品经理。"如果问题是停机，用户不用查别的，报告会给出问题的原因。信息无论是来自控制器或者历史数据库，质量系统能够给出相关的报告，提供解决问题的明确方法。"

另外，FactoryTalk VantagePoint为用户提供了可视化，显示停机事件或其他相关的KPI数据，所以，当某一数据开始走偏，用户可以对系统用鼠标一级一级地挖掘，找到问题的原因，采用相关建议，执行纠偏措施，这就达到了最佳成本效益。

例如，一位操作员可以在机器等级的仪表板上看到整体设备效能（OEE），这个数据嵌入进每台hmi的屏幕中，当过程变量达到它们的上限值或下限值时会提醒操作员。当一条生产线的管理员看到OEE的数据低于预计的运行水平时，可以进一步挖掘在线速度或质量百分比详细报告。一位工厂经理可以使用一种简单的显示 -- 带有三种颜色的条状指示器：红、黄、绿－告诉他现在工厂是否在正常生产，或生产出现了问题。一位总经理可以关联产品的生产量与财务信息，信息的一部分来自企业资源计划（ERP）系统；还可以挖掘出像浪费的材料或工时、实际生产量与销售量的差别等信息。

"制造智能正在从生产运行朝企业集成的方向转移：工厂与他们的供应链、分销系统、客户关系和商业系统，"乔达诺说。"所有这些系统的协同使得我们能够对数据进行切割、粉碎、混合、搅拌，以一种我们从前不能想象的方式使用。以一种前所未有的画面进行显示，使我们的制造企业能够达到最大的收益。"

应用案例：制造智能为瑞典家具制造商提高效益

一家为瑞典家具巨头供货的供应商，一直面对其他供应商的残酷竞争。小批量生产的缺点是订单经常跑到竞争对手公司的手里。然而，如果能够采用高水平的机器监视，提高机器的可用性，公司能够获得更强的竞争力，获得更多的订单。

"我们每年的生产能力大约为制造一千三百万个抽屉，我们准备安装第四条机械生产线提高生产能力，"制造商的技术经理说道。"因为我们设备的运行完全是自动化的，我们一直努力追求机械的高利用性。"

公司需要用一种简单的方法收集机器信息，把当前的运行情况通过网络－与它的目标相关－传送到公司内的不同功能部门。"我们选择在FactoryTalk Metrics软件上进行投资，"经理解释到。"它可以收集来自机器的可编程控制器（plc）数据，然后把数据转换成整体设备效能（OEE）的图型显示，并且对需要看到的人员进行显示。"

FactoryTalk Metrics软件来自罗克韦尔自动化，能够实时监视工厂的现场设备，对机器性能提供准确、及时、精细、特定的信息。这些数据对分析设备低效、浪费、减产的成因提供了基础。

开放的通信协议，诸如EtherNet/IP和DeviceNet，使该软件可以使用已经存在于工厂和办公室网络的接治疗癫痫病的费用口，促进了信息的双向流动，保证癫痫发作的急救药物了从现场底层到企业顶层数据的畅通无阻，通过标准的网页界面实现了工厂运行的可视化。

"FactoryTalk Metric使我们对每条生产线可观察其质量数据癫痫病的危害及预防、机器利用水平和运行效率，"技术经理说道。"关键性能指标（KPI）、整体设备效率（OEE）和停机时间原因能够显示在中控室的屏幕上，所以每个人都能看到机器的性能如何，与建立的目标参数进行比较。"

"在安装之前，所有的测量工作都由人工来完成，"他解释道。"不同的人可能提交不同的测量数据，作为最终结果，我们的机器使用率为60％。现在，所有数据的测量都按照标准化的格式，所有的停机时间都能精确地监视。作为最终结果，设备和人员的工作效率大大提高，这对抵御低价恶性竞争是至关重要的。仅在四个月后，我们的机器利用率接近到了70％。"

经理总结道，"我们已经成为市场领域的强者，比起过去我们能够销售更多的产品。使用 FactoryTalk Metrics是我们所做出的最佳投资决策之一。"