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摘要：

智能制造包含智能制造技術和智能制造系統，智能制造系統不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學習功能，還有搜集與理解環境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規劃自身行為的能力，智能制造技術涉及方方面面的專業技術，同時結合互聯網、物聯網、大數據、云應用等場景，實現智能與智慧。而所謂“環境和自身的信息”通俗講即為各類數據，企業管理系統必須對接生產數據，才能有效地分析和智能化控制和應用，圍繞生產數據不落地及實際應用展開，淺談如何讓管理與生產不脫節。

關鍵詞：

生產大數據；智能制造；數據采集

隨著“中國制造2025”出臺指引內地制造業，各企業積極響應，結合互聯網＋、物聯網、大數據、云應用等場景，走進中國制造2025的第一個年頭。所謂智能與智慧，當下中國的2．0、3．0企業其實是要通過規劃企業的信息化系統，協助管理出效益，逐步提升自動化水平，最終縱向集成、橫向集成、端與端集成，實現智能化制造。智能制造的信息化系統將協助管理，是管理的手段、工具，是系統工程、是持續工程，而且必須與生產、與設備交互信息，讓生產大數據不落地采集，對其數據分析及應用，物物感知、自動響應，才能回饋生產、指導生產，并能夠持續優化，按需分配、按需生產，也即智能制造、智慧工廠。數據采集作為生產過程信息的收集手段，而數據采集系統也就成為連接底層自動化系統與高層信息化系統的橋梁，為企業信息化提供有效的基礎數據，包括工藝參數、設備數據、質量數據、能源數據、干預干擾數據等等，數據采集將管理同生產緊密結合，使得信息一體化系統形成“信息源于生產，又最終指導生產”的閉環有效系統。本文針對制造業數據采集，介紹管理系統如何實施，為智能制造打通信息流、業務流。

1數據采集

數據采集面向上下層級，將下層各種對象中的數據源按照一定規律采集預處理后，與上層系統進行交互，因此數據采集系統通過對基礎數據的處理后，又派生出生產實績數據、能耗實績數據、質量實績數據、設備運行數據、異常信息數據、物流跟蹤信息以及邏輯處理與接口信息。數據采集關系到各個生產流程中信息的連續性，最終影響上層一體化信息系統的決策、追溯、判別和分析。數據采集派生數據與管理系統的計劃、標準、財務、成本、倉庫、采購、決策等相關聯，構成整體信息化的信息流，覆蓋智慧工廠業務流轉與智能制造執行。

1．1數據分類

采集數據分類，可以分為工藝數據、過程數據以及作業實績。工藝數據如溫度、壓力、在線檢測、電流電壓以及介質流量，這些工藝數據影響產品質量，對產品質量追溯和持續優化起到進一步分析作用；過程數據比如工序的所有狀態信息，比如物料、介質消耗量等消耗，這些信息作為物料跟蹤的屬性，便于生產過程節奏把控、單位能耗分析以及成本分析；過程數據作業實績是通過物料跟蹤處理，形成各區間的班組生產作業記錄，如當班投入實績、產出實績、當班待處理記錄以及異常判廢實績；設備停服役以及設備運行參數作為設備分析和設備管理的依據。其次物料跟蹤所需的信號包括人員干預干擾信息，均作為物料流轉必不可少的屬性。其次智能機構、周邊系統以及其他感知設備，在今后都存在各種間接或直接的交互方式，以便更柔性制造、相互協調、無縫對接。

1．2采集對象

采集的數據（Data）是對實績、概念或指令的一種表達形式，可由人工或自動化裝置進行處理。數據本身之間是沒有關聯的，只有給這些數據賦予了各種機制或規律屬性后，才有質量實績收集與分析的意義，也變成為信息。數據處理是系統工程和自動控制的基本環節。數據處理的基本目的是從大量的、可能是雜亂無章的、難以理解的數據中抽取并推導出對于某些特定的人們來說是有價值、有意義的數據。即為工藝沉淀、質量分析等等去追溯、查詢、再提升提供有效信息。數據采集的主要對象包括：與基礎自動化（PLC、DCS等系統）通訊；與智能儀表通訊；與機電一體化設備或系統（在線檢測等）；與周邊各系統通訊。與這些采集對象通過各自交互能力，比如相關協議、接口標準化、文件或數據庫表單交互等途徑，能夠獲取大量零散又無關聯的數據信息，這是智能制造大數據應用平臺及生產、質量分析的基礎。

1．3數據應用

數據采集的目的不同，所采取的數據處理也就存在差異，包括采集頻率、采集觸發條件、存儲時間以及展現形態。對全流程質量數據的采集及處理，形成一體化質量管理系統，用來質量異議追溯查詢及分析，這個必須要有過程管理系統系統的物料跟蹤模塊支撐；在局部或相關區域對能源介質數據采集、分析及管理，形成能源監控或能源管理系統，目的是能耗分析與統計比對，有助于能源分配及節能減排；單獨對檢化驗或計量進行數據采集與應用，形成計量、檢化驗系統，是將物料計量及過程成分進行有效采集和管理；將實績與合同計劃關聯，能實現合同動態跟蹤；將標準與運行反饋實績關聯，能做到設備控制預警等應用；包括大數據應用及云應用，制造業這些有效應用均離不開現場基礎數據，解決現場信息孤島，使得信息化整體效應，透明流轉，提高企業效率。

2相關系統介紹

質量一體化系統主要功能應包括但不局限于質量數據歸集、在線質量監控、產品和行業規范管理、在線質量判定、全流程工藝質量追溯、表面缺陷跟蹤、質量查詢與質量報表、質量分析與改進管理、客戶技術檔案管理等功能模塊。能源監控、管理系統提供水、電表、燃氣等基礎數據，按班組、加工單元進行統計報表，降低人工抄表強度及人工失誤、干預等，而且有效監管公司能源平衡，提供權威的能源消耗及考核數據，有助于能源大數據分析比對及能源預測。過程控制系統通過全程物流自動跟蹤，數據自動采集，將數出同源、數據不落地，避免人員干預，降低操作強度；將工藝參數、設備數據、質量數據、成本及能耗數據按業務收集；同時實現與生產執行層形成完整的信息流閉環，也可以結合專家或模型系統，做到自學習智能控制。計量檢化驗系統：計量管理一般指司磅作業及相關信息的捆綁管理；檢化驗流程一般包括分析檢驗任務的下達／接收／反饋、樣品登錄與樣品接收、檢驗任務委派、結果數據輸入、分析結果的審核、分析結果的、結果的判定與異常情況處理、報告生成和、留樣管理、數據查詢等幾大標準過程模塊，將零散的檢化驗信息集中采集并管理。系統功能架構圖，參考如圖1所示。

3結束語

所謂智能制造，就是將物物感知、系統系統交互，彼此互相認識和了解，進行自學習自適應，用信息化解決重復的、流程的、標準的問題，結合新技術做到無縫對接，可持續分析和自我學結與完善，不斷沉淀知識庫，將人從實操中解放出來，進行信息化管理及應用提升，最終提高生產制造效率。

作者:楊建云 殷鵬程 單位:上海寶信軟件南京分公司自動化工程部