毕恩吉商务信息系统工程(上海)有限公司

运用“简单IoT”支持生产改善
毕恩吉商务信息系统工程(上海)有限公司的 「制造业数字化技术」

-提供「从明天做起」IoT解决方案

德国、中国、日本以及各国分别针对第4次产业革命发表政策蓝图,制造业通过IoT(Internet of Things)与人工智能(AI)驱动实现生产高效化。但是,我们也同时发现在制造现场中,对于设备运转监控及其停机原因的把握、维修履历管理及维保预警等生产改善方面依然存在许多有待商榷的内容,很难看到IoT 相关系统投资带动的性价比这一问题也确实普遍存在。毕恩吉商务信息系统工程(上海)有限公司(B-EN-G)作为改善支持方的一员,以“ 简单IoT” 为核心理念通过对设备运转情况的把握,无缝连接实施运转监控・设备管理系统,于2017 年11 月添加了设备数据收集、整理・统计、显示等一系列功能,强化了制造业专用IoT 解决方案。并且开始提供能够模拟学习熟练技工作业步骤的虚拟空间VR 系统。通过这些举措倡导“ 制造业数字化技术”,将源自“ 设备”与“人” 的现场信息数码化技术融入于生产改善的灵活运用中去。

能够监控・分析生产设备运转情况的「mcframe SIGNAL CHAIN」

已有越来越多的制造企业试图通过向生产线投入传感器及无线通讯等IoT技术,应用于设备运转数据的收集・分析及其生产改善。可是制造现场往往纠结于「到底应该获取什么样的数据呢?」、「看不到生产效率提升的时间与成本」等课题,类似的问题在IoT导入实施初期常常会遇到。

B-EN-G对拥有此类课题烦恼的制造企业,按IoT导入实施情况分成4个级别,建议从惯例的手工数据收集、思考、判断、行动,根据阶段性成长逐步实现自动化(图1 )。其中B-EN-G对于级别1和级别2所提供的解决方案就是mcframeSIGNAL CHAIN」。

「SIGNAL CHAIN」能够自动获取由派特莱公司开发的信号灯与无线・送信机(AirGri d WD)、可编程序・控制器(PLC)等设备运转和停机数据。是一款既不会影响到当前设备的使用,又能够快速上线的“简单IoT”。


图1 IoT导入实施级别


图2 mcframe SIGNAL CHAIN设备运转监控

2017年11月添加并强化了「IoT平台功能」,能够将生产设备中所产生的非定型数据按统一格式转换并保存;人员与物品、设备相关的数据按照时间轴配置多种图表类型显示等各种功能,数据变得更加易于管理。

在「SIGNAL CHAIN」中,除了能够通过使用「安灯画面」显示所有设备的运转情况实现工厂整体监控以外,还可以将运转数据切换成每天或每周、每月的格式分析设备运转倾向性(图2)。在提供“便于思考、易于判断”信息的同时,致力于实现将熟练技工的丰富经验直觉数码化・技巧模式智能化并达到提高生产效率。

首先可以从基于云服务的多台设备着手,设定1天、月供几千元就可以马上开始验证工作了。有许多实例是差不多半年后,当云服务上的环境验证通过成功,再开始着手取得设备运行状况数据、扩大设备台数与产线,并进一步正式搬迁至正式授权许可环境中去。

国外越来越多的客户开始青睐「SIGNAL CHAIN」

−把握停机原因及获取OEE、活用于全球化生产管理

 「SIGNAL CHAIN」不仅适用于大企业的大型工厂,同时是一款可活用于例如设备陈旧的工厂以及白晚班交接工厂等等人工管理效率较低的中坚・中小企业工厂的解决方案。自从2016 年6 月进入市场以来,至今为止已导入实施约30多家企业,其中半数为国外工厂。无论是设备零部件厂家还是食品工厂在各种行业均有广泛应用,在多种场景都拥有可喜成果。

某日本食品工厂为了把握生产设备的运转情况采用了「SIGNAL CHAIN」。该工厂以往每当制造现场设备停工时,全都由现场人员手工在日报中记录停工原因和时间。尝试着导入实施「SIGNAL CHAIN」之后,才意识到以往日报中所记录的设备停工情况其实是不准确的。另外同时还发现了当切换生产品种时会发生较多的损耗。虽然仅仅使用从信号灯获取运转数据并记录到系统中去这一项功能,但效果非常显著,故而该工厂最终决定开展正式导入实施工作。

某电子零部件厂家通过3 色安灯(信号灯)的亮灯、闪烁、灭灯组合反映10 多种运转情况,并明确了生产线的停产主要原因。该公司以往一直误以为造成生产性无法提升的原因是由于设备经常急停,但通过读取信号灯数据才醒悟事实上却是因为生产线备料不足从而引发了生产管理问题。

某汽车零部件厂家的美国工厂通过活用「SIGNALCHAIN」把控设备运转率,结合设备性能与产品质量挂钩综合设备效率(OEE)。除了规定时间产量,还从产品检查器读取汽车零部件的检查数据,根据设备性能进一步分析探究最佳生产方案。


图3 mcframe RAKU-PAD数据管理功能

在日本、中国、欧美拥有多家分厂的某设备零部件厂家,将从数据收集系统所读取的生产设备运转数据活用于全球化生产管理。由于做到了实时监控各国工厂的运转情况,即便在日本工厂需求供给紧张的情况下依旧实现了通过提升中国工厂运转率从而达成生产平准化的快速判断。该公司此后不仅在运转数据读取方面,更是致力于发挥「SIGNALCHAIN」维保预警的功效并拓展至AI 平台应用的生产改善活动。

「RAKU-PAD」平板电脑终端输入检查及质量管理信息

「mcframe RAKU-PAD」是一款能够在平板电脑终端上输入生产设备点检信息等数据的系统。一直以来书面报表手写都存在着难以识别文字、报表记录结果的统计成本高、统计结果查询・分析很费时等课题。「RAKU-PAD」能够做到当场完成生产设备点检结果数据输入、直接实现公司内部共享现场状况,对于提升业务效率及改善质量管理等有很大的帮助。关键要点是记录、分析的便捷性与多样化数据活用的高效性。

首先在「RAKU-PAD」中可以自定义表格计算软件「Excel」中的记录报表格式,因而能够轻松地调整各工厂所需的生产设备及点检项目。输入的词汇内容可以根据报表项目设定成选填,从而规避了各检查员自由发挥造成输入内容千差万别。输入栏的选择以及点检结果的输入还可以运用语音功能,点检现场解放双手轻松完成数据输入工作。维修点所拍摄的照片还可以与点检结果关联保存,进而提升质量管理。


图4 显示VR空间点检工作的指导信息 (mcframe MOTION VR-learning)

其次,异常设备一览功能可以帮助管理待点检设备以及通过设备颜色显示的变化掌握故障对应进度。输入的检查结果可以按每月或每周、按产线统计结果显示表格或图表(图3)。同样也能够灵活应用于故障发生频率及结束应对为止所需要花费的时间等各种分析、质量提升乃至故障发生时的对策改善。

「RAKU-PAD」已在约20 家企业完成导入实施。在制造企业的生产现场及施工现场、设备点检等导入后发现各领域内都能够得到广泛应用。主要应用业务领域为制造和出货检查结果及制造结果的记录;工作・营业日报等的报告;故障报告书;装备・装置点检等方面的检查清单。

生产现场作业方法的培训VR系统「mcframe MOTION」

「mcframe MOTION」中的「mcframe MOTION VRlearning」功能,能够模拟生产现场等(VR),提供用于模拟熟练技工操作手法及点检要点等的学习环境。是一款使用全角(360 度)摄像头将现场简易数码化后,便于作业员学习的解决方案。

在「VR-learning」中能够借助全角摄像头所拍摄的静态画面通过VR 空间自动再现生产现场。熟练技工穿戴HMD(Head Mounted Display)后在VR 空间内如同实际展开点检工作一样一边比划一边根据视线的移动登录确认要点,将点检工作中的注意点以文本信息的形式输入VR 空间,制成一部作业员专用教材视频。

学习人员穿戴HMD后进入VR空间,沿着熟练技工的动作指引,学习各确认要点与指导信息。另外,还可以隐藏确认要点并测评学习效果(图4)。充分做到了熟练技工整备・点检工作的“可视化“与技术传承。

「VR-learning」除了在工厂以及发电厂、施工现场、机场、铁路等点检业务中被广泛应用以外,在叉车与起重机等设备使用时的危险预警训练中也有所建树。

「SIGNAL CHAIN」今后的发展

B-EN-G 公司IoT 解决方案发展方针是将来会在核心产品「SIGNAL CHAIN」中强化设备维护与安全维保预警方面的功能。计划开发功能为通过设备运转监控所读取到的实际运转时间和生产数量,控制管理设备使用寿命并预警下次维修日期。通过分析设备故障趋势,能够根据自身实际情况判断使用寿命而非依赖厂家预设期限。建设中计划还有活用AI 技术预知设备振动异常,开发报警输出及故障预测等模块,将至今为止的人工判断机制提升到结合「SIGNALCHAIN」功能的自动化“ 级别3”。此外,现场维修业务增强现实技术(AR)功能的开发也在研讨之中。

我们的蓝图是同成本管理与生产管理为核心功能的ERP(统合业务软件包)以及生产工序管理为核心功能的MES(制造实行系统)强强联手,让「SIGNAL CHAIN」不仅仅停留在对设备运转状况的掌控上,而是进一步成长为能够投入于工厂整理运转・管理“可视化”的解决方案(图5)。


图5 mcframe SIGNAL CHAIN功能管理

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