工業(yè)大數(shù)據(jù)應用案例-西航集團智能制造解決方案

在中國，工業(yè)大數(shù)據(jù)領域的研究和應用剛剛起步，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)蘊含的價值正在飛速提高，以工業(yè)大數(shù)據(jù)為主線的技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢正在顯現(xiàn)。工業(yè)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)格式、應用范疇上會有些不同，一方面是在設計制造階段有很多技術數(shù)據(jù)，包括二維、三維圖紙、工藝、數(shù)控仿真的圖形、算法等非結構化數(shù)據(jù)，另一方面還有大量的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)現(xiàn)場機床采集數(shù)據(jù)、工業(yè)產(chǎn)品現(xiàn)場應用采集數(shù)據(jù)等，對生產(chǎn)效率和智能化，以及產(chǎn)品質量檢測、維護、環(huán)境保護、能源管理等方面都在初步顯現(xiàn)影響力。

其中，北京數(shù)碼大方科技股份有限公司（CAXA）聚焦離散制造業(yè)，在基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能制造解決方案上，已成功實施一批智能車間應用案例：將制造企業(yè)中孤立的數(shù)控車間，通過智能設備組網(wǎng)，從而解決數(shù)據(jù)的共享與貫通問題；其中，基于大數(shù)據(jù)存儲分析等技術，CAXA系統(tǒng)解決了數(shù)據(jù)的大規(guī)模并行下載問題（目前最大的接入智能設備已達近千臺，實時采集和存儲高速機床運轉信息）、多服務器架構數(shù)據(jù)同步問題、服務器架構的數(shù)據(jù)集中與分散機制、接口網(wǎng)路傳遞過程保護及告警機制、數(shù)據(jù)采集與其它應用的標準數(shù)據(jù)交換機制等。目前，CAXA已在國內(nèi)如沈飛、西安航空、航天二院、中船重工、一航、北京石油機械廠等數(shù)百家大型制造企業(yè)成功實施了智能制造和智能車間方案。

中國一航西安航空發(fā)動機(集團)有限公司(簡稱“西航集團公司”)始建于1958年，是中國大型航空發(fā)動機制造基地和國家1000家大型企業(yè)集團之一。公司現(xiàn)有工程技術人員2500多名，擁有各種國內(nèi)外先進的冷、熱加工設備和計量測試設備4000余臺（套），先后取得了150多項省、部級以上科研成果獎。研制生產(chǎn)了渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪發(fā)電裝置、渦輪風扇發(fā)動機、燃氣輪機等一批代表我國高精尖制造水品的產(chǎn)品。通過實施以設備聯(lián)網(wǎng)通訊和數(shù)據(jù)采集為基礎、以PLM技術為支撐、以數(shù)字化工單管控為核心的CAXA智能制造系統(tǒng)，實現(xiàn)了車間各類數(shù)控裝備的聯(lián)網(wǎng)、通訊和設備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)了圖紙、工藝、3D模型等技術文件的數(shù)字化下發(fā)，以及生產(chǎn)進度、質量等信息的適時反饋，將車間單元設備柔性制造能力快速提升為網(wǎng)絡化柔性制造能力，提高了企業(yè)精益生產(chǎn)和智能制造能力。系統(tǒng)整體應用架構如下圖。

??????智能制造部署架構圖（包括多個分布式數(shù)控分廠和車間）：??

工業(yè)運行數(shù)據(jù)采集范圍，包括數(shù)控設備開機與關機，主軸轉停、執(zhí)行程序名和起止時間、故障代碼等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并能生成或采集機床累計開機時間、主軸累計運轉時間、程序累計運行時間等數(shù)據(jù)。

如上圖，是機床實時狀態(tài)監(jiān)測—開關機狀態(tài)、進給速度、轉速、位移、刀具等，還包括生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測：加工程序起始/終止時間、實際運行時間，維修監(jiān)測、報警信息等。整體上，體現(xiàn)出了工業(yè)大數(shù)據(jù)的幾個顯著特點：強大的實時監(jiān)控和采集功能，支持多車間數(shù)千臺高速機床采集和分布式存儲、分析，數(shù)據(jù)的優(yōu)化和壓縮技術，實時刷新性能達到毫秒級，同時可實時顯示任意一臺被監(jiān)控設備的實時變化數(shù)據(jù)，如坐標變化和主軸轉速等，反映時間在秒以內(nèi)。

查看給定日期的機床實際功率變化曲線，支持實際功率超過設定功率值時突出顯示，并可以方便查看轉速、進給等的變化曲線：

按日、周、月、年等不同的設定周期查看詳細的設備生產(chǎn)活動時間及利用效率，按車間、班組、機床類型等方式統(tǒng)計分析給定的時間段內(nèi)機床運行狀況及利用效率，從而分析和優(yōu)化設備或車間的開機率、利用率、故障率等效率指標。