迈向更好的整体装备效能(OEE)

随着工业物联网(IIoT)、工业4.0和数据驱动制造业的发展，整体设备效能(OEE)是当今最热门的概念之一。

尽管制造业一直有某种有效性指标，从管理人员在车间走动到红黄绿的烟囱灯，但今天的OEE都是关于数字化收集数据。制造业并没有领先。“尽管产生了最多的数据，但制造业在数字化转型方面排名最后，”工业物链平台提供商MachineMetrics营销总监Graham Immerman证实。“与全球其他所有行业相比，制造业仍处于反应状态。没有路线图，结果就是犹豫不决。”

只要有强大的意志，必有一条路为你开
oee成功并不恰好自己发生。“转型需要从前台和商店地板上买入，但它也需要内部领导，”Immerman说。“制造商对制造商来说至关重要，以认识到在长期项目成功中发挥重要作用，并开始讨论通过评估组织差距来提高项目成功的几率。”

“在oee承诺之后，制造商应该采取数字转换他们的运营的步骤变得清晰，”罗克韦尔自动化序列化和连接企业解决方案总监Joe Whyte表示。

步骤# 1:连接
如上所述，数字转换并未生存，也不会发生一夜之间。旅程始于评估每个工厂的当前网络架构，并将以太网作为核心基础设施标准，HOWTE表示。一旦当前状态被理解，应开发一个计划以随着时间的推移，每个可以生成数据的智能设备连接。

第二步:安全
随着连通性的出现，同时需要一种深入的安全策略来保护公司的数据，并确保只有那些获得授权的人才能访问它。

步骤＃3：收集数据
收集，上下文化和分析，数据在每个级别向利益相关者提供价值。但是，对于数字转换是具有成本效益的，管理和实现团队必须开发可扩展的数据收集和存储策略。数据收集，分析和存储应尽可能接近数据源，以导出即时和最大值。

第四步:分析
在数据收集之后，下一步来部署可扩展的分析策略，也可以在每个级别向每个利益相关者提供价值。收集所有工厂地板数据并将其发送到企业云环境以进行存储和分析，可以从数据科学家角度来看，从存储透视和资源密集型都可以是成本禁止的。收集数据和应用独特的操作专业知识和机器学习不仅提供生产层洞察力，这些分析为每个水资源攸关方提供了实际价值，在制造操作的各个级别。

未来的工厂
明天的工厂的愿景包括多任务设备，先进的制造单元，以及机器人自动化系统，以及完全数字集成的自由流量数据共享。在这种环境中，机器和设备的连接允许增强的过程控制，操作监控和分析支持能力 - 全部在植物广播或多植物网络中的网络中。例如，机床制造商Mazak Corporation的联合努力，制造通信平台提供商Memex，Inc。和IT领导者思科在肯塔基州美国佛罗伦萨的成功数字整合，达到了一大堆巨大的推移。Mazak访问并使用实时制造数据来提高整体生产力，敏捷性和对客户和市场变化的响应性。

通过这个平台，Mazak寻求实现以下项目目标:

• 创建一个数字集成平台，以进一步提高制造效率，特别是在机器利用和相关的停机方面
• 使用整体设备效果准确跟踪机器利用率
• (OEE)作为一种标准测量
• 生产机器，机器操作员和工厂的生产力分析和KPI报告，管理和生产团队可以采取行动
• 建立一个安全且可扩展的植物网络，以连接机器（新和遗留）和其他设备以跟踪OEE
• 提供增加传感器技术用于监测机器切削特性的手段，从而使预测性维护成为可能
• Mazak的项目包含了几种先进技术，其中一个先进的技术是MTConnect®。在软件和硬件方面，MEMEX的MELLIN制造通信平台与硬件元素的串联工作。

MTConnect
开放式MTConnect制造通信协议促进了制造设备和软件之间的更大互操作性。MTConnect标准提供连接和能力来监控，然后从整个生产楼层收集数据：机器，电池，设备和工艺。该标准使这成为可能，因为它基于XML和HTTP Internet技术进行实时数据共享。

梅林
Merlin制造通信平台监控并提供有关运营，机器，测试台和制造工厂的其他设备的运营，分析的运营指标和KPI报告。该软件使用本机MTConnect协议或用于允许它们通过MTConnect进行通信的旧计算机的本机MTConnect协议或硬件适配器连接到任何计算机，旧或新设备。

该软件生成众多运营指标和报告，并自动将它们发送到各个部门，单元格和管理器。通过电子邮件警报引擎，包括每日，每周或每月的报告，包括每日生产，质量，约束，吞吐量，运营商和利用指标。通常，Merlin指标和报告专注于特定机器，并显示基于性能的仪表和读数。其他报告将所有连接的计算机与各种关键指标进行比较，例如正常运行时间和停止。

Cisco交换机以安全，可扩展的方式为机器连接解决方​​案提供连接到OEE平台的机器。它支持MTConnect标准。交换机还提供安全性和计算能力。交换机的技术解决了通常与访问，管理和可扩展性相关的问题，从而使IT和制造操作的人员能够共同努力，以推动机器效率和可见性。

在肯塔基马扎克工厂，有65台生产机器、喷漆试验台和其他连接设备正在beta测试中。工厂的这个测试部分代表了设备的一个横截面，并帮助建立了一个性能基准和相关的培训协议，这将很容易扩展到整个机床制造工厂。

一系列60英寸显示器通过一系列短期可见的KPI报告，在工厂的试验段和周期中显示实时使用数据。思科交换机支持网络隔离，这为增强机器监控和分析创造了更高级别的网络安全。

马扎克公司几乎在生产车间报告时，利用率就增加了6%。在不采取任何其他行动的情况下，操作员只需意识到他们的时间管理是如何影响机器利用率的，就能立即获得收益。到目前为止，减少停机时间的努力(基于工厂报告数据)已经在被监控机器的机器利用率方面产生了超过两位数的百分比提高。因此，Mazak减少了运营商每月加班100小时，并将以前的外包工作每月400小时带回了公司。

工厂今天
制造设备持续很长时间。大量的植物有20世纪40年代，50岁和60岁的设备，这些机器仍在运行强劲。许多这些机器都没有电子产品，或者如果他们这样做，它们非常简单。直接连接到PLC以收集数据无法正常工作。

虽然不需要新机器就能获得更好的数据，但向遗留设备添加传感器会带来很多挑战。数据平台提供商SensrTrx和创始人布莱恩•萨波特报告称，许多制造企业出于安全考虑，通常不希望Wi-Fi或以太网在计划中出现。

“这是我们一直在研究的一个经典问题，我个人评估了数百种不同的解决方案，以帮助解决这个非常具体的挑战，”他说。“所以问题是:我怎样才能追踪这种旧设备的可用性、效率和性能?”目前我们发现的最佳解决方案是Banner Engineering的无线传感器和网关。”原因如下:

• 许多传感器可以用电池操作
• 传感器通过RF与网关通信
• 电线替换和计数器无线电可以与几乎任何传感器或I / O点连接

“在最近的实施中，我们与一家生产线的公司合作。他们在工厂中没有Wi-Fi或以太网，他们不想安装它。他们的机器年龄较大，15年以上，我们无法绑在PLC中，“萨波特说。

客户想要测量一卷线的旋转数，因为它展开并被送入机器。对于这个应用程序，我们使用了一个Banner网关、一个无线部件计数节点和一个连接到部件计数节点的编码器。

安装非常快速和简单。“我们不需要像使用蓝牙那样担心范围或穿过墙壁，因为节点的范围是用英里而不是英尺来衡量的。这些线轴位于机器中没有电力的部分，所以电池供电的收音机使安装更容易。配置过程不到10分钟。我们的工程师将零件计数节点与网关配对，并由客户的维护团队将其安装在机器上。”

节点计算机器上的循环次数，将它们发送到网关，网关又将部件计数发送到我们的平台。从每台机器的这个数据点，我们能够检测停机时间并跟踪机器的周期时间和性能。

没有新机器，有明显更好的数据
在不到一天的时间里，该客户就能够给7台不同的遗留机器提供动力，并开始获取生产数据来管理和改进它们的流程。

这些部分计数收音机不是唯一的选择。连接传统制造设备的另一个选择是无线塔灯。它们会取代你现有的塔灯。新灯被配置成将它们的颜色和状态代码传输到网关，可以用来计算周期和跟踪停机时间。

简而言之，只是因为设备很简单 - 或旧 - 并不意味着你不能让它聪明

Fastenal是一家位于明尼苏达州威诺纳的紧固件、工具和工业用品制造商，于2016年开始调查OEE。“我们的目标是更好地了解他们的停机时间、机器利用率、质量问题，并采用工业物联网技术来提高生产效率和流程改进，”MachineMetrics市场总监Graham Immerman说。

Fastenal使用MachineMetrics监控11台瑞士机器和三个车削中心。他们在车间安装了监视器，以便操作员和经理都能了解正在发生的事情。在实施后的三个月里，该公司的运行时间比前三个月快305个小时。“按照这个速度，我们每个月可以增加100多个小时的生产。这就相当于每个月增加两周。”

有知识来了问责制
增加能见度是否威胁到车间人员?Fastenal的制造工程师Matthew Nelson说:“我为这个安装做了很多培训。操作员的本能反应是:“哦，太好了，你现在更加小心了。”但事实是，如果发生了什么事，经理很可能会因为这件事去调查他们。这给了他们参与这一进程的机会。如果我们不知道问题的原因，就不可能制定计划来解决它。他们被允许以不同的方式使用他们的大脑。运营商和管理人员可以查看历史数据，并在未来实施它。现在,当我们
有一个工作的问题，我们可以将我们从这个错误中学到的内容申请到下一次。我们不再需要反应。“

此外，尼尔森补充说，“操作员现在尽其所能让监视器保持绿色。他们不再那么担心我们的监视，而是更关注自己的成功。他们变得更加追求成功。”