可以为现代操作挖掘传统机器的数据

就在两年前，当 Okuma America 的 Brad Klippstein 想要从旧式机床中提取一些操作数据时，他不得不将数十根电线连接到控制柜并添加一个 PLC。完成后，数据从机床流向 PLC，然后流向存储数据的集线器或服务器。

“我们拥有诸如以太网和 Wi-Fi 之类的东西，以及我们现在可以使用的所有这些技术，”产品专家主管 Klippstein 说。 “但 30 多年前的设备不具备这种能力，因此您必须将设备物理连接到控制柜以提取所有数据。现在我们甚至不必[与新机器]建立硬连接。你可以无线做事。这就是过去 30-40 年的转变。”

Klippstein 的部分工作是帮助客户采取离散步骤进入工业 4.0 的互联、数字化和数据驱动的世界——适用于新旧机床。

这些好处包括：

• 在工厂或远程位置实时监控机床
• 提高生产力和质量
• 无偏见的报告
• 收购理由
• 预测性维护
• 吸引和留住对学习新事物和走在现代流程前沿感到兴奋的顶尖人才。

无论是通过电线还是空中传输，从工厂设备收集的数据都可以帮助店主做出更明智的业务决策。

通过对手头数据的分析，工人将提高对车间运营的了解，这可以帮助他们解决问题、改进流程并提高生产力。

随着最近的一项进步，这位店主甚至可能不再需要像 Klippstein 这样的人来使用他的传统机床了。

2019 年，Okuma 推出了 NET BOX suite-C Quick，作为从旧机器收集数据的工程解决方案的低成本替代方案。 NET BOX CQ，简称，直接连接到信号塔，然后连接到用于拉入信号的集线器或设备。

NET BOX CQ 使用三个光学传感器——塔上的绿灯、黄灯和红灯各一个——并将它们收集的信息转换为计算机系统可以读取的格式。为了标准化其任何软件收集的数据，Okuma 使用了 MT Connect，这是一种开源的常用通信协议。

“它很容易安装，而且不需要 Okuma 技术人员来完成，”Klippstein 谈到 NET BOX CQ。

首先，查看机器是否运行的能力是一个很好的跟踪指标，因为店主通常希望将每件设备推向最大产量。他希望他的整体设备效率 (OEE) 在 65-85% 范围内，因为机器只有在运行时才能赚钱。

“因此，只需提取这些信息——绿色、黄色、红色——我就能随着时间的推移跟踪和趋势，至少可以看到停工时间和停工时间，”Klippstein 说。 “然后我会采取下一步行动说，‘为什么会发生这种情况，为什么每天 2:30 还会继续发生这种情况？’所以，现在我可以趋势化了。至少这让我朝着正确的方向迈出了一步。”

工厂自动化提供商 Fastems 的中央区域经理 Christopher Rezny 表示，虽然 MT Connect 和 Okuma 的软件是非常好的数据收集工具，但与现代机器相比，旧机器可用数据量有限并不是它们的唯一缺点。

“从旧的遗留机器到其他正在使用的内部软件的接口，例如 ERP 系统，也非常有限或根本不存在，”他说。 “这些旧机器的反馈机制也可能存在与用户安全协议有关的问题。”

车间工人必须为变革做好准备

尽管 Rezny 描述了这些限制，但仍有大量数据和机器可供 Okuma 和 Excellerant Manufacturing 等公司使用。

“大多数商店都有旧设备，”Excellerant Manufacturing 总裁 John Carpenter 说。 “大多数人来找我们是因为我们拥有遗留设备的历史——对这些机柜了如指掌——因为多年来我们实际上已经连接了数万台 CNC 机床，而且我们积累了我称之为商业机密的东西。连接这种传统设备的最佳方式。”

当打电话给新客户时，第一个目标是了解他或她想要什么。那个人只是想从工厂车间调出数据，让每个人都知道发生了什么吗？

“这完全取决于你要解决什么问题，”卡彭特说。 “然后让我们给你一些基础知识。大多数工厂还没有完全理解那里的数据。他们现在正在爬行。我会走进商店为他们感到难过，因为他们甚至还没有进入爬行阶段。”

Carpenter 回忆说，一位客户的管理层需要基本的透明度——来自车间发生的事情的数据。车间工人因为害怕老大哥看着他们而反对收集数据。

Carpenter 将这个问题留给了商店管理层来处理。但他认识到工人们别无选择。他知道车间领导正在寻找数据来衡量生产和改进流程，而不是作为老大哥的策略。不幸的是，管理层并没有让员工为这一举措做好准备。

“它在如此多的层面上打开了如此多的眼睛，但你的员工必须为改变做好准备，”他说。

一旦基础被跟踪——我们是在削减吗？如果我们要削减，是 100% 吗？如果不是，我们是否处于缩减生产模式？——数据被输入 Excellerant 的实时机器数据和通信平台，可以添加无数传感器和传感器来获取更多数据。

可以结合传感器来测量温度、振动、压力、流量、浓度等。

“你必须确定什么是重要的，”卡彭特说。 “我们可以从车间的某个点收集各种数据。当您进行振动分析和刀具损坏时，会有大量数据。名单还在继续。”

他说，总有办法收集更多数据，但有时成本过高。店主需要确定他想在传感器上花费多少才能将他的数据提升到一个新的水平。

“通常情况下，当你将它包裹在某种 OEE 项目中时，它会很快获得投资回报，”Carpenter 说。

知道要问的问题

“这显然是一个全行业的问题，但我们遇到的问题通常分为两类，”博世力士乐的高级工业物联网架构师 Cory Weber 说。 “它是：我如何使用物联网或使用 IIoT 来提高我的生产质量？或者是：如何提高效率？

“引发的另一个问题是：如何降低生产成本？”

除了帮助回答这些与生产相关的问题外，Weber 估计 90% 的客户希望现场和远程实时可视化和机床监控。

“这是第一步，对吧？”他说。 “我的[自动化生产线或机床]在做什么？”

博世力士乐用于从旧机器中提取数据的解决方案是一个名为 PR-21 的物联网网关，它是一款针对工业环境进行了强化的小型单板计算机。它还有一个 IIoT 平台 ctrlX CORE，用于提取和处理数据并将其移动到本地服务器或云中的存储中。

Weber 看到的使用收集到的数据的更常见应用之一是预防性维护。

对维护计划进行智能、数据驱动的调整是保持机床运转正常的一种方法，同时通过减少浪费来降低生产成本。

“我知道，即使在我们自己的设施中，我们也做过一些事情，比如切换到使用小时数，而不是 [日历] 定期维护，”韦伯说。

例如，博世力士乐有一个液压测试区，工人过去每两周更换一次流体。在他们对机器进行持续监控后，他们能够根据使用时间与日历时间将流体更换计划修改为一个。

“当您谈论 50-60 加仑或更多的液压油时，这可能会变得很昂贵，”他说。

其他类型的流体已经设置了参数，无论是基于浓度、热暴露还是其他因素，都必须满足这些参数才能实现最佳使用。

“如果您可以定期进行测试，您可以根据需要更改维护，这样可以节省大量资金并保护您的质量，”Weber 说。 “这是一个有吸引力的卖点，而且相对容易实现。”

韦伯在成长过程中学习了制造领域的知识：他的父亲拥有一家小型制造企业。不过，他的教育是信息技术。他说，要从实施工业 4.0 中受益，需要制造领域知识和数据智能。

“你需要一个了解实际过程的人，”他说。 “了解这个过程的人可以查看数据并说，‘这看起来不像它应该的样子’。”

一旦数据在手，可能性是无穷无尽的，这取决于用户想要处理它的程度。

如果店主有幸拥有真正具有数据科学背景的人，他甚至可以涉足人工智能领域。

“这是一个收集足够数据使其有价值的问题，然后，我不能强调这一点，知道你想对数据提出什么问题，”他说。

当然，Weber 的数据相关建议适用于新机器和旧机器。智能运营的数据挖掘适用于两者。