一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，包括：智能感知層，用于對生產(chǎn)過程中各個信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理和存儲；智能數(shù)據(jù)分析層，用于對采集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析，對設(shè)備的健康狀態(tài)和產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測，并將分析結(jié)果在可視化人機(jī)交互界面中顯示，產(chǎn)生相應(yīng)的決策支持建議；管理與決策層，用于將分析結(jié)果和決策建議按需推送給公司管理的各個部門，為上層信息系統(tǒng)提供決策和計劃依據(jù)。本發(fā)明專利技術(shù)充分挖掘歷史和實(shí)時的監(jiān)測數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行精確地定量分析和管控，通過對設(shè)備狀態(tài)的預(yù)測性分析制定合理的生產(chǎn)計劃和維護(hù)計劃，防止設(shè)備和產(chǎn)品因故障而失效，有效降低運(yùn)維成本、提高成產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場綜合競爭力。

An intelligent factory management platform system

The invention relates to an intelligent factory management platform system, including: intelligent sensing layer, which is used to collect, organize and store the data of each information source in the production process; the intelligent data analysis layer is used to analyze the collected data in real time, and monitor the health status of the equipment and the quality of the product. The analysis results are displayed in the visual human-computer interface, and the corresponding decision support proposal is produced. The management and decision-making layer is used to push the analysis results and decision-making suggestions to each department of the company management and provide the decision and plan basis for the upper information system. The invention fully excavated the historical and real-time monitoring data and production data, made the accurate quantitative analysis and control of the health state of the equipment. Through the prediction analysis of the state of the equipment, the reasonable production plan and maintenance plan were formulated to prevent equipment and products from failure due to failure, effectively reduce the operation and maintenance costs and increase production. Efficiency, guarantee product quality and improve market competitiveness.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，屬于智能化生產(chǎn)制造

技術(shù)介紹
對于制造業(yè)企業(yè)而言，生產(chǎn)設(shè)備與企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，價格昂貴且使用和維護(hù)成本占據(jù)企業(yè)成本的比例很大，因此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)維的精益化、精確化和智能化，對裝備制造企業(yè)具有十分重大的意義。現(xiàn)有制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)管理存在以下幾點(diǎn)問題：一是，現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)制造了大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)往往被存儲在企業(yè)的數(shù)據(jù)庫中無人問津，沒有很好的分析方式，目前僅僅限于原始數(shù)據(jù)重現(xiàn)，其中所包含的巨大潛在價值并沒有得到充分的利用和挖掘；二是，由于數(shù)控機(jī)床數(shù)量多、類型多、系統(tǒng)多樣，雖然數(shù)據(jù)互聯(lián)，但對于每種不同機(jī)型，缺少每個機(jī)臺的針對性健康狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果；三是，現(xiàn)有的模具生產(chǎn)管理系統(tǒng)更多是從設(shè)計角度出發(fā)，沒有對設(shè)備健康狀況做監(jiān)測，并且在管理時沒有將生產(chǎn)效率與設(shè)備健康連接起來，所使用機(jī)器將因為衰退情況的未知而對生產(chǎn)任務(wù)的完成造成未知風(fēng)險。如對于相同設(shè)備的維護(hù)管理，由于經(jīng)常依賴于經(jīng)驗以及設(shè)備用戶手冊，所采用的維護(hù)方式大都趨同，然而，根據(jù)設(shè)備所經(jīng)歷的不同工況，相同的設(shè)備可能衰退的過程不盡相同，如果對于衰退不嚴(yán)重的設(shè)備實(shí)施了維護(hù)，那么會造成資源浪費(fèi)以及停機(jī)時間，進(jìn)而影響生產(chǎn)效率，如果對于衰退嚴(yán)重的設(shè)備延遲進(jìn)行維護(hù)，則可能造成設(shè)備加速老化，甚至嚴(yán)重的生產(chǎn)安全隱患。制造企業(yè)設(shè)備故障的突然發(fā)生,不僅會增加企業(yè)的維護(hù)成本,而且會嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)效率,使企業(yè)蒙受巨大損失。制造設(shè)備的健康狀態(tài)和加工工具的磨損情況，是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和風(fēng)險，即使是在設(shè)備沒有出現(xiàn)明顯故障和停機(jī)的狀態(tài)下，由于設(shè)備健康狀態(tài)衰退所造成的精度損失，雖不可見卻客觀存在。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種降低運(yùn)維成本、提高成產(chǎn)效率的智能工廠管理平臺系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，包括：智能感知層，用于對生產(chǎn)過程中各個信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總、整理和存儲；智能數(shù)據(jù)分析層，用于對采集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析，對設(shè)備的健康狀態(tài)和產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測，并將分析結(jié)果在可視化人機(jī)交互界面中顯示，產(chǎn)生相應(yīng)的決策支持建議；管理與決策層，用于將分析結(jié)果和決策建議按需推送給公司管理的各個部門，為上層信息系統(tǒng)提供決策和計劃依據(jù)。進(jìn)一步，所采集的數(shù)據(jù)包括傳感器數(shù)據(jù)、MDC數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、維修和維護(hù)記錄、質(zhì)量數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，所述智能數(shù)據(jù)分析層包括算法功能模塊、數(shù)據(jù)建模模塊、設(shè)備健康預(yù)診和診斷模塊、機(jī)臺集群管理模塊、刀具壽命管理模塊、能耗管理與分析模塊、人員管理模塊、質(zhì)量監(jiān)控與管理模塊、產(chǎn)品全生產(chǎn)周期質(zhì)量追溯模塊、智能維護(hù)排程模塊、智能生產(chǎn)管理與排程模塊、設(shè)備操作違規(guī)報警模塊、稼動率統(tǒng)計與分析模塊中的一種或多種組合。進(jìn)一步，所述設(shè)備健康預(yù)診和診斷模塊及機(jī)臺集群管理模塊采取基于模型的診斷方法和/或采用將每個機(jī)臺的特征向量與集群內(nèi)其他同類設(shè)備的特征向量進(jìn)行差異性比對的診斷方法。進(jìn)一步，所述模型為關(guān)聯(lián)了刀具、工裝、設(shè)備機(jī)械精度的模型，對設(shè)備歷史監(jiān)測和生產(chǎn)數(shù)據(jù)特征進(jìn)行有針對性的提取，利用提取的特征值調(diào)整預(yù)診和故障診斷模型，對設(shè)備進(jìn)行健康狀態(tài)監(jiān)測。進(jìn)一步，將所述模型與設(shè)備每次開機(jī)前的熱機(jī)程序?qū)?yīng)，在開機(jī)前的熱機(jī)操作中通過所述模型對設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。進(jìn)一步，所述設(shè)備健康預(yù)診和診斷模塊的分析結(jié)果包括健康、警戒并建議維護(hù)、嚴(yán)重并建議維修三個級別。進(jìn)一步，所述刀具壽命管理模塊與安裝在設(shè)備上的振動傳感器、噪聲采集裝置及PLC控制器連接，從振動傳感器、噪聲采集裝置及PLC控制器的信號中提取數(shù)據(jù)特征，計算出健康值，當(dāng)健康值出現(xiàn)衰退的趨勢時預(yù)測出衰退曲線，同時根據(jù)歷史數(shù)據(jù)設(shè)定實(shí)效門限值，推算出刀具剩余壽命。進(jìn)一步，所述上層信息系統(tǒng)包括ERP系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、訂單管理系統(tǒng)、設(shè)備維保管理系統(tǒng)、人員管理與績效評估系統(tǒng)。進(jìn)一步，具有可視化人機(jī)交互界面的設(shè)備包括手持通訊設(shè)備、PC機(jī)、平板。綜上內(nèi)容，本專利技術(shù)所述的一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，充分利用和挖掘歷史和實(shí)時的監(jiān)測數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行精確地定量分析和管控，通過對設(shè)備健康狀態(tài)的預(yù)測性分析制定合理的生產(chǎn)計劃和維護(hù)計劃，防止設(shè)備和產(chǎn)品因故障而失效，有效降低運(yùn)維成本、提高成產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場綜合競爭力。另外，本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)時數(shù)據(jù)的自動采集、工廠數(shù)據(jù)實(shí)時分析、健康預(yù)測與診斷、生產(chǎn)質(zhì)量管理、生產(chǎn)過程監(jiān)控、運(yùn)行統(tǒng)計與優(yōu)化、近零計劃外停機(jī)，使所有數(shù)控設(shè)備真正成為一個信息節(jié)點(diǎn)，成為整個公司網(wǎng)絡(luò)的一部分，通過機(jī)床的集群化、網(wǎng)絡(luò)化、精確化管理，實(shí)現(xiàn)從管理層到單個設(shè)備的無縫信息連接。附圖說明圖1是本專利技術(shù)管理平臺系統(tǒng)構(gòu)成圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述：如圖1所示，本專利技術(shù)提供的一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，包括智能感知層、智能數(shù)據(jù)分析層、管理與決策層。其中，智能感知層，為工廠中央數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用于對生產(chǎn)過程中各個信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總、整理和存儲。智能感知層中所采集的數(shù)據(jù)主要是針對數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)的采集。數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件主要為軸驅(qū)動電機(jī)、刀具、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、冷卻劑泵以及潤滑系統(tǒng)等等，對于這些關(guān)鍵部件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主要分為兩類，一類是通過PLC控制器進(jìn)行信號采集，另一類是通過加裝在關(guān)鍵部件上的各類傳感器進(jìn)行信號采集。具體包括傳感器數(shù)據(jù)、MDC數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、維修和維護(hù)記錄、質(zhì)量數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)等。智能數(shù)據(jù)分析層，用于智能感知層中及采集和匯總的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析，其中各類數(shù)據(jù)包括歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時采集的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生與生產(chǎn)活動中各類功能相關(guān)的信息，對設(shè)備的健康狀態(tài)和產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測，并將分析結(jié)果在可視化人機(jī)交互界面中顯示，產(chǎn)生相應(yīng)的決策支持建議。智能數(shù)據(jù)分析層包括算法功能模塊、數(shù)據(jù)建模模塊、設(shè)備健康預(yù)診和診斷模塊、機(jī)臺集群管理模塊、刀具壽命管理模塊、能耗管理與分析模塊、人員管理模塊、質(zhì)量監(jiān)控與管理模塊、產(chǎn)品全生產(chǎn)周期質(zhì)量追溯模塊、智能維護(hù)排程模塊、智能生產(chǎn)管理與排程模塊、設(shè)備操作違規(guī)報警模塊、稼動率統(tǒng)計與分析模塊等。設(shè)備主要為模具機(jī)床的關(guān)鍵零部件，如刀具，進(jìn)給系統(tǒng)、軸承、和主軸等，每一個關(guān)鍵部件的健康衰退直接關(guān)系到整個機(jī)臺的在線狀況，一個部件的磨損可能會導(dǎo)致模具質(zhì)量下降甚至宕機(jī)。通過智能感知層中的算法功能模塊對采集到的各關(guān)鍵部件的監(jiān)控數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用以實(shí)現(xiàn)集群內(nèi)各單臺設(shè)備和集群設(shè)備的健康評估、刀具壽命預(yù)估、生產(chǎn)質(zhì)量管理、生產(chǎn)過程監(jiān)控、能耗管理、機(jī)臺集群健康管理、設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計、優(yōu)化生產(chǎn)和維保排程等功能，并最終實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和產(chǎn)品的性能狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測并產(chǎn)生相應(yīng)的決策支持建議，供公司各管理部門實(shí)時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、控制產(chǎn)品質(zhì)量、及時處理生產(chǎn)過程中的各種問題。智能數(shù)據(jù)分析層也可以根據(jù)需要只設(shè)置其中一部分模塊，以實(shí)現(xiàn)其中部分功能。其中，設(shè)備健康預(yù)診和診斷模塊及機(jī)臺集群管理模塊優(yōu)選采取基于模型的診斷方法，也可以采用將每個機(jī)臺的特征向量與集群內(nèi)其他同類設(shè)備的特征向量進(jìn)行差異性比對的診斷方法。其中對于單臺設(shè)備的突發(fā)故障，采用基于模型的診斷方法及采用將單臺的特征向量與集群內(nèi)其它同類設(shè)備的特本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，其特征在于，包括：智能感知層，用于對生產(chǎn)過程中各個信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總、整理和存儲；智能數(shù)據(jù)分析層，用于對采集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析，對設(shè)備的健康狀態(tài)和產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測，并將分析結(jié)果在可視化人機(jī)交互界面中顯示，產(chǎn)生相應(yīng)的決策支持建議；管理與決策層，用于將分析結(jié)果和決策建議按需推送給公司管理的各個部門，為上層信息系統(tǒng)提供決策和計劃依據(jù)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，其特征在于，包括：智能感知層，用于對生產(chǎn)過程中各個信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總、整理和存儲；智能數(shù)據(jù)分析層，用于對采集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析，對設(shè)備的健康狀態(tài)和產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測，并將分析結(jié)果在可視化人機(jī)交互界面中顯示，產(chǎn)生相應(yīng)的決策支持建議；管理與決策層，用于將分析結(jié)果和決策建議按需推送給公司管理的各個部門，為上層信息系統(tǒng)提供決策和計劃依據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，其特征在于：所采集的數(shù)據(jù)包括傳感器數(shù)據(jù)、MDC數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、維修和維護(hù)記錄、質(zhì)量數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，其特征在于：所述智能數(shù)據(jù)分析層包括算法功能模塊、數(shù)據(jù)建模模塊、設(shè)備健康預(yù)診和診斷模塊、機(jī)臺集群管理模塊、刀具壽命管理模塊、能耗管理與分析模塊、人員管理模塊、質(zhì)量監(jiān)控與管理模塊、產(chǎn)品全生產(chǎn)周期質(zhì)量追溯模塊、智能維護(hù)排程模塊、智能生產(chǎn)管理與排程模塊、設(shè)備操作違規(guī)報警模塊、稼動率統(tǒng)計與分析模塊中的一種或多種組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能工廠管理平臺系統(tǒng)，其特征在于：所述設(shè)備健康預(yù)診和診斷模塊及機(jī)臺集群管理模塊采取基于模型的診斷方法和/或采用將每個機(jī)臺的特征向量與集群內(nèi)其他同類設(shè)備的特征向量進(jìn)行差異性比對的診斷方法。5...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：米永東，薄曰波，姚玉峰，姜兆偉，徐麗麗，
申請(專利權(quán))人：青島海爾模具有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東,37