优化工厂楼层

在为一个重要会议做准备时，系统工程师Paul Rogers接到了来自生产位于达拉斯的ElkCorp公司生产的层压沥青瓦生产线的电话。瓦片材料的连续网在成品活套的某个地方断裂了。活套是一种设备，它将网缠绕在一系列滚轮上，在冷却和切割工位之间形成缓冲。由于停机时间每小时给公司造成数千美元的损失，罗杰斯将不得不放下一切，甚至错过会议来寻找原因，而生产线上的工人则重新连接网络。

由于软件的进步，其他制造工厂越来越多的同行能够做到这一点，罗杰斯立即登录工厂的计算机网络，进入公司的制造执行系统。通过使用加州福雷斯特湖的Wonderware公司的IndustrialSQL Server，他观察了紧张局势的历史趋势。他注意到其中一台电机上的电流负载一直在稳步上升，直到网断了。他把这一信息转达给机械师，机械师发现并更换了一个磨损的轴承。

罗杰斯说:“在5分钟内，我们就能够查看整个生产线，找出问题所在，并直接着手解决问题。”而且，他促成了他的会面，这在过去是不可能的。诊断这个问题可能需要几个小时到几天的时间，因为这条线很长，大约有一个半足球场那么长。当工程师和机械师仔细研究这条线时，操作员就会重新放回活套，然后继续放线，直到网再次断裂。

解决这一问题以及提高运营效率的关键在于先进的数据处理技术。罗杰斯指出:“过去四年的趋势是，旧的制造技术和新信息技术(IT)在行政计算机系统上的融合。”“管理层把我(从IT部门)请来。，这样工程部门就可以利用网络管理方面使用的技术。”

不仅无处不在的传输控制协议/互联网协议，或TCP/IP，迁移到工厂，而且其他事实上的标准工具也已经进入制造软件。例如，微软的结构化查询语言(SQL)是Wonderware组织实时数据库的关键技术。ElkCorp使用IndustrialSQL Server每隔几秒钟从线路中收集大约6500条信息，并将它们存储在数据库中两年。

正常运行时间最大化

Wonderware套件中的软件可以立即或稍后使用这些数据。有些，如InTouch，可以实时检索和分析相关信息，以显示当前运行信息或触发告警。其他软件帮助工程师分析历史数据，不仅为故障排除和其他问题，而且为优化过程。罗杰斯说:“当我们有一个特别好的或不好的运行时，我们可以检查张力、温度、原材料的百分比和其他参数，以重现成功或避免问题。”

这个庞大的数据库还可以帮助工程师以另一种方式优化生产。他们可以通过分析运行数据来识别任何可能出现的问题，以便在线路停止时进行纠正，从而为定期的维护停机做好准备。在其中一项分析中，罗杰斯注意到一个收集切割后包装产品的捕集器在两周内卡住了25次。由于其他捕手在同一时期只卡住了一两次，他将捕手添加到下次停机时的维护列表中。

这些类型的分析还可以揭示重新部署资源可以提高生产率的方法。考虑一下汽车离合器供应商使用Rockwell software软件的经验，Rockwell software是位于密尔沃基的Rockwell Automation Inc.的子公司。组装机器和系统制造商，密歇根州布里奇曼的Weldun International Ltd.。该公司将软件集成到一条包含大约40个自动工位和10个手动工位的生产线上，用于制造离合器。一旦设备运行了一段时间，供应商的管理层就可以分析每个运营商对生产线的贡献。

一项分析显示，某些操作员在某些任务上的表现比其他操作员要好。韦尔顿的应用工程师迈克•齐曼斯基表示:“因此，通过简单地在生产线周围重新安排人员，管理层在一周内就大幅提高了产量。”发现这种提高效率的简单方法以前几乎是不可能的，因为不存在手工收集信息的方法。

嘿,这支付

尽管制造执行软件在正常运行时间和效率方面带来了好处，但许多制造商过去认为生产率的提高太小，不足以证明购买、安装和维护软件以及运行软件所需的基础设施的费用是值得的。但在过去的4年里，情况发生了变化。越来越多的制造商正在重新考虑经济效益，要么是因为他们需要软件提供的其他好处，要么是因为较低的实施成本改变了成本效益比。

可追溯性是一个越来越重要的好处。Zimanski报告说:“在过去的三年里，人们对生产过程和产品的记录有着巨大的需求。”“在过去的两年里，我们没有一款机器不需要追踪每一个制造部件的完整历史。”Weldun系统使用来自Rockwell软件的RSBizWare套件和FactoryTalk体系结构来完成这个任务，它允许整个控制系统共享所需的数据。

医疗和汽车行业对可追溯性的需求尤其迫切。政府法规要求医疗行业的可追溯性，三大汽车制造商正在推动这一概念，迫使他们的一级供应商承担保修和召回的成本。Zimanski指出:“因此，软件和处理信息已经成为一种保险单。”

通信标准也有助于降低成本。现在大多数工业设备可以与以太网,如OPC标准,开放的通信标准,88年ISA,批处理标准颁布的仪器仪表、自动化系统和社会,指定一个通用方法建立不同平台之间的信息的自由流动。不再需要定制驱动程序。为了简化生产线上的信息流动，ElkCorp利用了这些标准。OPC对于公司的生产运营尤为重要，因为这条生产线包含六个小网络，或称为控制回路，每个控制回路都控制生产线上生产瓦片的设备的一部分。

最近，埃尔克公司(ElkCorp)对通信基础设施进行了升级，这使得对通信标准的需求更加迫切。“我们正在用新的西门子驱动器和Profibus光纤网络替换一些旧的驱动器，”Rogers解释说。

为了避免在这些完全不同的网络之间的信息流出现任何问题，扩大或改进设备或设施的制造商可以效仿ElkCorp的做法，投资于具有最新通信工具的制造执行软件。罗杰斯说:“你想要看到整个生产线。”“因此，你需要在网络之间建立无缝连接，这样工程师和管理人员就可以看到正在发生的事情”，设备也可以交换信息。

现代软件跨越网络、从机器中提取信息、记录产品质量的能力甚至扩展到机床上的计算机数控系统(cnc)。这些专业控制器的封闭特性使得从历史上挖掘信息比从可编程逻辑控制器(plc)中提取数据更加困难。然而，大多数cnc制造商通过将个人电脑(pc)集成到他们的产品中来解决这个问题。这种策略为他们提供了一个标准的前端，可以无缝连接到工厂的计算机网络，同时保留了机床所需的专有架构和专用处理。

由于在喷气发动机生产中质量是必须的，GE运输公司的飞机发动机集团很快就利用了通信策略。该组织使用它来验证和记录喷气发动机部件的质量，这些部件是在北卡罗来纳州罗利-达勒姆工厂的三台坎贝尔数控径向磨床上进行磨削的。监控和记录过程包括在磨削操作过程中收集600多个参数，以显示公差在±0.001英寸以内，并符合公司的六西格玛制造理念。

刷任务很慢，每个功能大约需要1个小时。因此，根据发动机类型的不同，一个部件的打磨——比如发动机热部件的一组涡轮部件——可能需要12到24小时。“喷气发动机组件是由高温、耐热金属制成的，很难加工，”飞机发动机集团辛辛那提办公室的装配工程师大卫·斯迈瑟(David Smither)解释说。

在每台机器研磨一个特征后，它从工具更换器取回一个触摸探针，并自动测量特征，以验证它是否符合蓝图。数据到个人电脑运行Cimplicity HMI(人机界面)从通用电气发那科自动化公司,通用电气的子公司的基础设施,在弗吉尼亚州夏洛茨维尔的基础。通过网络数据流连接个人电脑和通用电气发那科15 b系列加工中心与光纤高速串行总线和大约150英尺的光纤电缆。“有了这个系统，一个直接的、高速的光纤连接CNC和PC，”史密瑟说。“数据传输是即时的。”过去的技术每个功能需要等待10分钟。

HMI不仅可以在本地和全球范围内访问CNC的操作数据，还可以编辑和管理部件程序，还可以让操作人员搜索数据库，比较地面特征和图纸，打印报告，以跟踪质量控制。史密瑟甚至可以从几百英里外的辛辛那提的办公室获取数据。

“我们有一个了解这个过程的窗口，”史密瑟说。“对cnc来说，这是一个全新的数据访问和编程便利水平，提高了质量和生产率。”换句话说，先进的软件帮助他优化工厂车间。

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