数据采集的方法有哪些(主流数据采集方式)

数据采集是MES制造执行系统业务进行的根本,也是MES制造执行系统进行统计分析的基础。 离开生产数据采集,生产管理部门就不能及时、准确地得到产品的生产数量;不能准确分析设备利用率等瓶颈问...

数据采集是MES制造执行系统业务进行的根本,也是MES制造执行系统进行统计分析的基础。


离开生产数据采集,生产管理部门就不能及时、准确地得到产品的生产数量;不能准确分析设备利用率等瓶颈问题;不能准确、科学地制定生产计划;还无法实现生产管理协同。


MES制造执行系统软件应用中根据不同的数据、应用场景、人员能力、设备投入等方面的因素需要采用不同的数据收集方式,常见的有:


01

条码数据采集方式


通过条码采集制造数据的方式是最为普遍的方式之一。条码由黑白相间的条纹组成,黑色和白色部分分别代表0和1,利用二进位的编码,可以表示数字,英文和符号信息,但不能表示汉字。


在生产现场,条码可以收集的数据包括:产品批号、物料批号、异常类别、异常现象、设备状态(维修、保养、故障停机等)、作业开始、作业结束等。


条码可以提高数据录入的准确性,提高录入速度(是键盘输入的5倍,同时扫描速度快于二维码),且成本较低(条形码标签易于制作,扫描设备也相对便宜)。


因此,可以尽可能多的将数据进行分类然后编码处理,转化成条码用于现场的数据采集。

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二维码数据采集方式


二维码可以看作条形码的升级版,它可以表示数字,字母,符号和汉字信息。


从任一方向均可快速读取二维码,正着扫,倒着扫,斜着扫,扫出来的结果都是一样的。其奥秘就在于角上的3个定位方块,可以帮助二维码不受背景样式的影响,实现快速稳定的读取。


二维码也便于手机扫描,这让手机得以走进生产现场,成为一种重要的扫描设备。

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RFID数据采集方式


RFID(射频识别)技术是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据信息。利用射频方式进行非接触双向通信,达到识别目的并交换数据。


RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。


RFID是电子标签,信息是保存在芯片里的,芯片可以读写。使用的打印机也是专门的打印机,能够在芯片上写入信息,而条形码和二维码打印后,只能读取,不能再次写入信息。


RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据,方便信息的更新。


在被覆盖的情况下,RFID还能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质,并能够进行穿透性通信。


RFID技术在汽车制造业中使用广泛。在装配流水线上配有RFID系统,使用可重复使用的电子标签,该标签上可带有详细的汽车所需的所有信息,在每个工作点都有RFID读写器,这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不出错的完成装配任务。

数据采集的方法有哪些(主流数据采集方式)-第3张图片-创载好文


在复杂的生产现场中,数据采集面临着各种困难,仅靠这几种采集方式显然难以满足实际生产现场的数据采集需求。


以设备数据采集为例,传统制造企业设备功能冗余度大,往往拥有大量的机床和数控设备。这些机床和数控设备种类多,品牌杂,新老并存。设备的协议与接口种类差别大,通讯接口之间的兼容性差,使数据采集难度增大。


这种情况下,一般通过PLC或者安装传感器实现数据采集。


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PLC数据采集方式


MES与设备直连,要和PLC通讯,主要做好软硬接口,可以把数据通过PLC传给第三方设备或者在MES和PLC之间增加SCADA(数据采集与监视控制系统),要看MES的通讯协议,对于具备网络接口的自动化生产线或设备MDC(元数据控制器),系统直接通过网络与设备的PLC进行数据交换,可以采集到生产线或设备的工作状态,如生产数量、速度、停机次数及时间等,并形成直观形象的图形界面。


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传感器数据采集方式


传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在生产车间中一般存在许多的传感节点,24小时监控着整个生产过程,当发现异常时可迅速反馈至上位机,可以算得上是数据采集的感官接受系统,属于数据采集的底层环节。


而数据采集难度最大的非离散制造业莫属。


多品种小批量订单生产方式导致产品品种繁多,批量大小不同,数据采集难度大。

插单现象频繁,突发事件多,加剧了生产数据采集的复杂性。

每个操作涉及的物料、设备、工具等资源,离散地分布在企业中,需要采集的生产数据种类多,彼此之间关联性高。

在零部件加工企业中,生产工艺复杂、质量要求高,因此对质量过程需要全面的管控,质量数据采集便是其重要的组成部分。


在离散制造企业,一般一种采集技术是满足不了数据采集需求的,基本都是运用多种数据采集技术。


除了上述提到的采集方式,还可以结合以下采集方式:


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DNC网卡方式:可采集到设备各类实时信息,如操作信息、设备运行状态、故障报告、开机时间、零件加工工时等。

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LLC采集方式:用PLC直接采集设备的I/O点,然后将信息传递给数据库。这种方法信息集成的内容非常有限。

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手持终端方式:通过专用的手持终端,根据设备运行及生产的状态利用该终端输入信息,并通过以网络传递给数据库。这种方式适用于没有数控系统的老旧设备上。

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基于宏指令数控加工进度采集方式:加工时机床通过外部通信宏指令上传工件加工进度信息到本地监控终端,采集系统进行处理、显示,并上传至企业的数据库供相关制造系统调用,解决了大型工件数控加工中采集工件加工进度信息困难的问题。


实时、准确的生产数据采集是MES制造执行系统得以成功的重要基础,企业MES制造执行系统软件建设中应该充分考虑其数据采集的特点,运用多种数据采集方式,实现生产数据的集成应用。


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  • 发表于 2022-06-23 12:00:56
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