【智能制造】制造业生产线设备用语简介
制造业生产线设备用语简介
■ 一般用语
○ 工数 : 设备能做的或者所做的量用时间表示的数值
○ 生产量: 1台设备生产出来的制品产量
○ 保有时间 : 理论上 设备1天能够 Full 稼动的时间 (24HR = 1,440分)
○ 负荷时间: 稼动时间中，除了公司承认的吃饭时间, 休息时间外, 设备实际要稼动的时间
○ 稼动时间 : 负荷时间中， 除去停止时间的设备时间稼动时间
○ 停止时间: 由于设备, 资材, 人, 环境等原因影响设备计划或者非计划的停止时间
○ 实稼动时间: 设备导入时，以固有性能(目标性能)为基准，生产出制品的时间
■ 工数的分类及用语的定义
○ 总保有工数 : 设备的Full稼动时间
[总保有工数 = 设备台数 × 1,440分]
○ 计划休止 : 休息, 吃饭, 物量不足等原因，设备不能稼动的时间
○ 负荷工数 : 实际设备能够稼动的时间
[负荷工数 = 总保有工数 – 计划休止]
○ 流失工数 : 在正规作业时间内，设备未稼动的全部时间
○ 故障件数 : 重大故障影响，设备稼动停止的故障件数 (机器故障 3分以上)
○ 瞬间停止 : 微小故障影响， 设备稼动停止的故障件数 (机器故障时间不满 3分)
○ 稼动工数 : 除了流失时间，设备实际纯稼动时间
[稼动工数 = 负荷工数 - 流失工数]
○ 实稼动工数 : 理论上，设备稼动的时间
[实稼动工数 = 投入数 × 缩短后 C/T]
○ 标准工数 : 对于实际生产量投入的标准是的合计
[标准工数 = ∑(机种别 生产量 × 机种别 C/T)]
■ 设备综合效率
设备综合效率 : 在规定的负荷时间中， 利用设备的固有性能，创出附加价值的时间的比率
时间稼动率 : 在负荷时间中， 设备不停止稼动的时间比率
表示停止Loss的比率，根据各种流失来决定。
性能稼动率 : 发挥固有性能(导入时的目标性能)的时间的比率
受制于单位时间內发生的瞬间停止, 速度低下的LOSS,作为衡量设备生产性指标信赖度的最
重要的指标，不能超过100%,但是部分设备中发生超百的现象，这表明设定的C/T 比实际
高，即已经改善或者C/T适用错误， 应尽快换C/T时间。
■设备有效率
设备购入后，衡量活用到某种程度与否的尺度
设备投资时的参考资料, 在需正确考虑投资效率的情况下，以「标准工数/负荷工数」来计算，才能测定出正确的水平.
MTBF(Mean Time Between Failure):平均 停止 时间 间隔
MTBF = 稼动工数÷ 故障件数
设备不停止，能够嫁动的平均的时间间隔.
表示设备信赖度的指标, 在TPM活动中，作为决定保全周期的基准
MTTR(Mean Time To Repair):平均 修理 时间
MTTR = 故障工数÷ 故障件数
从措施可能的生产设备的故障开始，修理完了后，到能够生产良品的正常稼动始点的平均修理时间
■设备生产性指标
劳动生产性和设备生产性的比较
自动检测与监控技术简介
一、自动检测与监控技术的目的
为了保证FMS的正常运行及其制造质量，需要对系统运行状态及其加工过程进行自动检测与监控。
二、自动检测与监控技术的主要功能
1、系统运行状态的检测与监控
包括物流、加工设备、信息流、系统安全等的基本流动与位置状态。
2、加工过程的检测与监控
包括工件加工质量、刀具的磨损与破损等。
三、传感技术
该选用何种传感器？传感器的安装方式？传感器的安装位置（检测点的布置）?这些都需要后续深入探讨。
四、自动检测技术
1、自动检测的作用
•反馈质量信息
•确定质量等级
2、按采用的传感器分类
•接触式
•非接触式
3、按时间顺序分类
•离线检测
•实时检测 加工过程后检测
柔性制造系统（FMS）的控制系统
FMS控制与管理系统的体系结构
递阶控制结构：将复杂系统分层分模块设置，各层相对独立，便于系统的开发和维护。
递阶控制特点：愈往底层，实时性愈强；愈到上层，处理信息量愈大，实时性要求愈小。
FMS三层递阶控制结构
•系统管理与控制层（单元控制层）-接受上级任务，制定系统作业计划，进行任务分配，监控系统执行；
•过程协调与监控层（工作站层）-加工程序分配、协调工件流动、运行状态采集监控、向上层反馈信息；
•设备控制层-控制设备工作循环，执行上层控制指令，反馈现场数据。
FMS递阶控制结构
FMS单元控制器功能
•通信管理与运行控制--实现上下层信息通讯，控制内部模块运行；
•系统信息管理--对单元信息进行存储、管理和维护；
•作业计划制定--根据上级下达任务制定本单元作业计划，并进行计划调整；
•系统作业调度--具有系统仿真、静/动态调度、系统资源调度等功能；
•系统过程监控--监控系统状态变化，故障处理，其结果传送至系统信息管理模块和上级控制器。
FMS单元控制器的功能模型
FMS控制系统的信息流
物联网平台——工业制造监测解决方案
物联网大世界
本案例讲述采集生产线各个工段的生产工艺数据，并集中远传云端实现远程监控，所用到的传感器有温度传感器、压力传感器、液位传感器，传感器的数据统一传给工业主机，工业主机把处理好的数据传给云端。生产员工可以实时得到现场主机的报警反馈，管理人员也可以随时随地监测生产参数。对于工厂监控，本地着重看数据的实时变化，并能及时报警提示，云端着重看历史趋势。根据 每天每月数据做对比，来对生产工艺做改进。目前的方案可以实现对生产的产品品质进行管控，使产品合格率得到提升。
传感层
传感器工厂生产现场需要安装大量的传感器来感知每个工序的生产参数,PLC采集传感器并进行判断给出反馈输出PLC再和其他的仪表、电表、HMI一同接入SCADA系统,实现数据的本地汇总和；
设备层
PLC采集传感器并进行判断给出反馈输出；HMI实现人机交互、逻辑计算、报警、控制；SCADA软件实现数据的本地监控、汇总、计算、分析及时响应设备数据请求和控制设备的行为；有效解决工业数据调度的一致性与完整性问题
通信层
工业物联网需要从云端到终端的整体解决方案
通信层目的是实现本地和云端的数据同步
由SCADA进行智能化处理后提取特征数据传回云端
工业网关分为透传（2G/3G/4G DTU）和非透传(集成多种协议的嵌入式盒子)两种；
平台层
平台提供设备连接能力和相应的应用功能；设备连接支持多种连接协议（TCP、ModbusRTU、ModbusTCP、MQTT）；
触发器支持多种触发条件和微信、短信、邮件三种报警方式；
组态应用个性化定义传感器数值、开关、图表、曲线。
人工智能赛博物理操作系统
AI-CPS OS
“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能）分支用来的今天，企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中，利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。
AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能，而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化，这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合，没有颠覆现状的意愿，这些将不可能实现。
领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量，领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位：
重新行业布局：你的世界观要怎样改变才算足够？你必须对行业典范进行怎样的反思？
重新构建企业：你的企业需要做出什么样的变化？你准备如何重新定义你的公司？
重新打造自己：你需要成为怎样的人？要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位，你必须如何去做？
AI-CPS OS是数字化智能化创新平台，设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端，可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系，实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉，形成了领导力模式，使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置：
精细：这种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切，进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。
智能：模型随着时间（数据）的变化而变化，整个系统就具备了智能（自学习）的能力。
高效：企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力，这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
不确定性：数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验，其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域：技术、文化、制度。
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边界模糊：数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化，还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。
AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长：
创造虚拟劳动力，承担需要适应性和敏捷性的复杂任务，即“智能自动化”，以区别于传统的自动化解决方案；
对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升，提高资本效率；
人工智能的普及，将推动多行业的相关创新，开辟崭新的经济增长空间。
给决策制定者和商业领袖的建议：
超越自动化，开启新创新模式：利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能，为企业创造新商机；
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迎接新一代信息技术，迎接人工智能：无缝整合人类智慧与机器智能，重新
评估未来的知识和技能类型；
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制定道德规范：切实为人工智能生态系统制定道德准则，并在智能机器的开
发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践；
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重视再分配效应：对人工智能可能带来的冲击做好准备，制定战略帮助面临
较高失业风险的人群；
开发数字化+智能化企业所需新能力：员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说，创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。
子曰：“君子和而不同，小人同而不和。” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能，像君子一般融合，一起体现科技就是生产力。
如果说上一次哥伦布地理大发现，拓展的是人类的物理空间。那么这一次地理大发现，拓展的就是人们的数字空间。在数学空间，建立新的商业文明，从而发现新的创富模式，为人类社会带来新的财富空间。云计算，大数据、物联网和区块链，是进入这个数字空间的船，而人工智能就是那船上的帆，哥伦布之帆！
新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPS OS作为新一轮产业变革的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎。重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。引发经济结构重大变革，深刻改变人类生产生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。
产业智能官 AI-CPS
用“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能），在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能；实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链。
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新技术：“云计算”、“大数据”、“物联网”、“区块链”、“人工智能”；新产业：“智能制造”、“智能金融”、“智能零售”、“智能驾驶”、“智能城市”；新模式：“财富空间”、“工业互联网”、“数据科学家”、“赛博物理系统CPS”、“供应链金融”。
官方网站：AI-CPS.NET
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