MES 系列-数据采集模块
MES系列文章目录
SA-95制造业中企业和控制系统的集成的国际标准-(1)
ISA-95制造业中企业和控制系统的集成的国际标准-(2)
ISA-95制造业中企业和控制系统的集成的国际标准-(3)
ISA-95制造业中企业和控制系统的集成的国际标准-(4)
ISA-95制造业中企业和控制系统的集成的国际标准-(5)
ISA-95制造业中企业和控制系统的集成的国际标准-(6)
MES软件-五个战略计划
MES系列-MES赋能智能工厂
文章目录
- MES系列文章目录
- 前言
- 一、数据来源?
- 1. 设备数据
- 2. 工艺参数
- 3. 人员数据
- 二、数据采集的手段
- 1. 手工录入
- 2. 条码和二维码扫描
- 3. RFID无线射频识别技术
- 4. 自动化设备集成
- 5. 传感器与物联网技术
- 6. API接口对接
- 三、 数据采集技术实现
- 四、数据采集面临的挑战
前言
MES系统的数据采集模块将生产现场的生产设备、工艺流程和生产活动中的各种数据进行采集、整理和分析。
数据采集模块在MES中扮演着核心角色,能够为企业提供准确的生产现场数据,从而优化生产管理,提升生产效率。
一、数据来源?
数据采集是MES系统的功能模块之一,采集范围涵盖了生产过程中各种数据的来源。以下是主要的数据来源:
1. 设备数据
生产现场的设备的数据是最常规的采集对象,其主要为车间的机器、自动化设备或制造工具。设备数据包括:
- 运行状态:设备是否处于启动、停止或故障状态,这些数据帮助维护团队及时发现问题。
- 生产信息:如生产的完成状态和结果,用来统计机器每分钟的产量或机器的运行节拍。此数据用于衡量设备的效率和生产节奏。
- 能耗:设备的电力消耗、压缩空气、循环水或其他资源的使用情况,这类数据对于节能管理至关重要。
- 加工参数:如熔炉的温度、注塑机的压力、CNC机床的切削速度等加工过程的参数和结果。这些数据是确保产品符合技术标准的关键。
- 质量数据:质量数据包括生产过程中对产品质量的各类测量结果。这些数据可能通过在线检测设备(如视觉检测系统、重量传感器等)或人工检测方式获得。质量数据包括:
-
测量参数:测量测试是指通过测量设备或者工具对产品进行检测的结果,主要包括如下内容:
尺寸数据:如零部件的长度、宽度、高度等,确保符合设计规格。
外观质量数据:如表面划痕、变形、色差等。这些数据有助于及时发现质量问题并进行修正。
产品性能参数:如电器产品的电阻、电压、功耗等,通过测量确保产品性能符合标准。
2. 工艺参数
生产过程中,工艺参数是确保制造一致性的重要因素。典型的工艺参数数据包括:
- 加工时间:每道工序或整个生产过程所需的时间,用于评估生产效率。
- 环境信息:加工过程中的温度,湿度等信息,如在印刷或食品加工中,这些条件可能极大影响产品质量。
- 工艺信息:使用的物料配比信息,工艺过程的参数信息,如在化工生产中,化学品的成分比例和反应条件等数据被严格监控。
3. 人员数据
MES系统还可以采集生产人员的相关数据,帮助企业更好地管理人员和生产活动。包括:
- 工人操作记录:如工人开始和结束某一工序的时间,帮助追踪生产效率和生产节拍。
- 工时数据:工人的出勤、加班和休息时间记录,这些数据有助于工时管理和绩效考核。
- 操作行为数据:如设备的操作步骤是否按照标准进行,这可以用于评估操作规范性。
二、数据采集的手段
MES的数据采集模块主要通过如下的几种手段可以实现采集和对接设备数据:
1. 手工录入
这是最简单的数据采集方式,通过操作人员在MES系统界面上手动输入数据。
适用于数据量较小、实时性要求不高的场景,存在数据准确性低、效率低下、实时性差等问题。
2. 条码和二维码扫描
在产品或物料上粘贴条码或二维码,并使用扫描设备读取其中的信息。
适用于生产线上的物料和产品的追踪、过程追溯等场景,可以快速、准确地实现数据采集。
3. RFID无线射频识别技术
通过RFID无线通讯技术实现对标签信息的自动识别和读取,具有更高的识别速度和更大的识别距离。
适用于大规模、高速的数据采集场景,如物料管理、设备追踪,产品的追溯等。
4. 自动化设备集成
通过与生产线上的自动化设备(如数控机床、机器人等)进行连接和集成,设备按照既定的接口将数据发送给MES系统,可以实时获取设备的运行状态、生产数据等信息。
这种方式可以实现数据的自动采集和实时传输,提高数据采集的准确性和效率。
5. 传感器与物联网技术
在关键设备和生产环节安装传感器,实时采集温度、湿度、压力、振动等各种参数数据。
这些数据通过物联网技术传输到MES系统,为生产管理和决策提供有力支持。
6. API接口对接
开发或定制API接口,实现MES系统与其他第三方信息系统的无缝对接,打破信息孤岛,实现数据的整合和共享也是MES数据采集的主要措施之一。
三、 数据采集技术实现
数据采集的技术实现是MES系统中一个关键的环节,通过先进的技术手段来确保数据采集的准确性和实时性。具体来说,数据采集的技术实现主要包括以下几个方面:
-
数据接口标准化:通过采用标准化的数据接口协议(如OPC、Modbus等),可以实现不同设备之间的数据兼容性和互操作性,确保数据的准确传输和共享。
-
实时数据传输:通过采用实时数据传输技术(如TCP/IP、HTTP等),可以实现数据的实时传输和处理,确保数据的实时性和准确性。
-
数据存储和管理:通过采用先进的数据存储和管理技术(如数据库、数据仓库等),可以实现数据的高效存储和管理,确保数据的安全性和可用性。
目前比较先进的技术和概念可以参考之前的系列文章OPC基金会提出的统一命名空间概念:
统一命名空间
实现统一命名空间
四、数据采集面临的挑战
数据采集在实际应用中面临着一些挑战,主要包括以下几个方面:
-
数据准确性:数据的误差和偏差可能会导致管理者做出错误的决策。为了解决数据准确性问题,可以通过采用高精度的传感器和设备、进行数据校准和验证等方法来提高数据的准确性。
-
数据实时性:数据的延迟和滞后可能会影响管理者的决策和响应速度。为了解决数据实时性问题,可以通过采用实时数据传输技术、优化数据采集和传输流程等方法来提高数据的实时性。
-
数据完整性:数据的丢失和缺失可能会导致管理者无法全面了解生产过程。为了解决数据完整性问题,可以通过采用可靠的数据存储和管理技术、进行数据备份和恢复等方法来提高数据的完整性。
-
数据安全性:数据的泄露和篡改可能会对企业造成严重影响。为了解决数据安全性问题,可以通过采用数据加密和访问控制技术、进行数据审计和监控等方法来提高数据的安全性。
参考
今天来聊聊MES系统如何进行数据采集?
MES系统如何精准采集与对接设备数据,全面优化设备管理
mes系统 数据采集
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包婷婷 (201550484)作业一 统计软件简介与数据操作-SPSS(Statistical Product and Service Solutions),"统计产品与服务解决方案"软件。最初软件全称为"(SolutionsStatistical Package for the Social Sciences),但是随着SPSS产品服务领域的扩大和服务深度的增加,SPSS公司已于2000年正式将英文全称更改为"统计产品与服务解决方案",标志着SPSS的战略方向正在做出重大调整。为IBM公司推出的一系列用于统计学分析运算、数据挖掘、预测分析和决策支持任务的软件产品及相关服务的总称SPSS,有Windows和Mac OS X等版本。 1984年SPSS总部首先推出了世界上第一个统计分析软件微机版本SPSS/PC+,开创了SPSS微机系列产品的开发方向,极大地扩充了它的应用范围,并使其能很快地应用于自然科学、技术科学、社会科学的各个领域。世界上许多有影响的报刊杂志纷纷就SPSS的自动统计绘图、数据的深入分析、使用方便、功能齐全等方面给予了高度的评价。 R统计软件介绍 R是一套完整的数据处理、计算和制图软件系统。其功能包括:数据存储和处理系统;数组运算工具(其向量、矩阵运算方面功能尤其强大);完整连贯的统计分析工具;优秀的统计制图功能;简便而强大的编程语言:可操纵数据的输入和输出,可实现分支、循环,用户可自定义功能。 与其说R是一种统计软件,还不如说R是一种数学计算的环境,因为R并不是仅仅提供若干统计程序、使用者只需指定数据库和若干参数便可进行一个统计分析。R的思想是:它可以提供一些集成的统计工具,但更大量的是它提供各种数学计算、统计计算的函数,从而使使用者能灵活机动的进行数据分析,甚至创造出符合需要的新的统计计算方法。 该语言的语法表面上类似 C,但在语义上是函数设计语言(functional programming language)的变种并且和Lisp 以及 APL有很强的兼容性。特别的是,它允许在"语言上计算"(computing on the language)。这使得它可以把表达式作为函数的输入参数,而这种做法对统计模拟和绘图非常有用。 R是一个免费的*软件,它有UNIX、LINUX、MacOS和WINDOWS版本,都是可以免费下载和使用的。在R主页那儿可以下载到R的安装程序、各种外挂程序和文档。在R的安装程序中只包含了8个基础模块,其他外在模块可以通过CRAN获得。 二、R语言 R是用于统计分析、绘图的语言和操作环境。R是属于GNU系统的一个*、免费、源代码开放的软件,它是一个用于统计计算和统计制图的优秀工具。 R作为一种统计分析软件,是集统计分析与图形显示于一体的。它可以运行于UNIX,Windows和Macintosh的操作系统上,而且嵌入了一个非常方便实用的帮助系统,相比于其他统计分析软件,R还有以下特点: 1.R是*软件。这意味着它是完全免费,开放源代码的。可以在它的网站及其镜像中下载任何有关的安装程序、源代码、程序包及其源代码、文档资料。标准的安装文件身自身就带有许多模块和内嵌统计函数,安装好后可以直接实现许多常用的统计功能。[2] 2.R是一种可编程的语言。作为一个开放的统计编程环境,语法通俗易懂,很容易学会和掌握语言的语法。而且学会之后,我们可以编制自己的函数来扩展现有的语言。这也就是为什么它的更新速度比一般统计软件,如,SPSS,SAS等快得多。大多数最新的统计方法和技术都可以在R中直接得到。[2] 3. 所有R的函数和数据集是保存在程序包里面的。只有当一个包被载入时,它的内容才可以被访问。一些常用、基本的程序包已经被收入了标准安装文件中,随着新的统计分析方法的出现,标准安装文件中所包含的程序包也随着版本的更新而不断变化。在另外版安装文件中,已经包含的程序包有:base一R的基础模块、mle一极大似然估计模块、ts一时间序列分析模块、mva一多元统计分析模块、survival一生存分析模块等等.[2] 4.R具有很强的互动性。除了图形输出是在另外的窗口处,它的输入输出窗口都是在同一个窗口进行的,输入语法中如果出现错误会马上在窗口口中得到提示,对以前输入过的命令有记忆功能,可以随时再现、编辑修改以满足用户的需要。输出的图形可以直接保存为JPG,BMP,PNG等图片格式,还可以直接保存为PDF文件。另外,和其他编程语言和数据库之间有很好的接口。[2] 5.如果加入R的帮助邮件列表一,每天都可能会收到几十份关于R的邮件资讯。可以和全球一流的统计计算方面的专家讨论各种问题,可以说是全世界最大、最前沿的统计学家思维的聚集地.[2] R是基于S语言的一个GNU项目,所以也可以当作S语言的一种实现,通常用S语言编写的代码都可以不作修改的在R环境下运行。 R的语法是来自Scheme。R的使用与S-PLUS有很多类似之处,这两种语言有一定的兼容性。S-PLUS的使用手册,只要稍加修改就可作为R的使用手册。所以有人说:R,是S-PLUS的一个“克隆”。 但是请不要忘了:R是免费的(R is free)。R语言源代码托管在github,具体地址可以看参考资料。[3] 。 R语言的下载可以通过CRAN的镜像来查找。 R语言有域名为.cn的下载地址,有六个,其中两个由Datagurn,由 中国科学技术大学提供的。R语言Windows版,其中由两个下载地点是Datagurn和 USTC提供的。 三、stata Stata 是一套提供其使用者数据分析、数据管理以及绘制专业图表的完整及整合性统计软件。它提供许许多多功能,包含线性混合模型、均衡重复反复及多项式普罗比模式。用Stata绘制的统计图形相当精美。 新版本的STATA采用最具亲和力的窗口接口,使用者自行建立程序时,软件能提供具有直接命令式的语法。Stata提供完整的使用手册,包含统计样本建立、解释、模型与语法、文献等超过一万余页的出版品。 除此之外,Stata软件可以透过网络实时更新每天的最新功能,更可以得知世界各地的使用者对于STATA公司提出的问题与解决之道。使用者也可以透过Stata. Journal获得许许多多的相关讯息以及书籍介绍等。另外一个获取庞大资源的管道就是Statalist,它是一个独立的listserver,每月交替提供使用者超过1000个讯息以及50个程序。 四、PYTHON
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