《数字化车间可靠性设计准则编制、机加车间设备状态监测系统和可靠性管理案例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字化车间可靠性设计准则编制、机加车间设备状态监测系统和可靠性管理案例（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、28 附件 E 数字化车间可靠性设计准则编制 （资料性附录） E.1 编制可靠性设计准则的步骤 编制数字化车间可靠性设计准则的步骤如下： a) 由可靠性工作管理部门负责， 汇同相关技术人员， 成立可靠性设计准则编制工作组； b) 工作组收集并分析有关标准、规范、指南、手册等，归纳、整理形成可靠性设计准 则初稿； c) 可靠性工作管理部门组织设计相关人员等， 对可靠性设计准则初稿进行讨论； 工作 组根据讨论意见进行修订，形成数字化车间可靠性设计准则修订稿； d) 修订稿再次征求意见经修改定稿，报数字化车间项目管理部门审核、认可，经批准 后实施。 E.2 某生产线可靠性设计准则（例） 为保证生产线
2、可靠性,在开发过程中遵守下列开发准则： 1.控制程序开发的复杂程度： 1.控制程序开发的复杂程度： (1).避免程序过长：系统采用模块化设计, 每个模块的每个功能又采用独力开发设计 的方式, 以 dll 档案动态链接文件的方式进行开发; 使得每个功能的开发设计能够简单化, 避免太过庞大的程序使的问题难以查找，最后再透过 MES（制造执行系统）的系统平台, 集 成为一整套完整的 MES（制造执行系统）系统。这样的开发设计包括了所有的计算器客户端 的操作功能。客户端的操作功能包括了以下模块： 基础数据设定：设定 MES 系统所使用的基本数据, 如生产线配置、用户账号。 生产管理系统：生产任务单管理
3、、重工作业管理。 编码规则管理：包括产品序列号、外箱、栈板号等编码规则设定与标签打印方式设 定。 现场资料收集：生产线产品序列号流程与组装部品防错、不良品维修分析记录。 QC 质量管理：产品抽验检验记录，控制产品质量。 SMT 防错系统：对 SMT 车间生产及生产设备进行管控 警示预警系统：侦测警示条件是否成立, 并发布警示告警动作 电子化 SOP：实时显示生产任务单在该工站的 SOP。 查询报表：查询生产数据如 WIP 查询、不良品查询、生产履历、流程卡查询等。 电子看版：实时统计当前作业与生产数据, 目视化管理 (2).每个功能的每个执行动作以结构化与事件驱动的方式进行设计, 让程序的执行
4、 过程能限制在特定的程序范围内, 让不同的执行动作独立运行不会相互影响。 2.用户输入的数据简单化, 尽量避免人为输入, 提高数据的准确性与可用性2.用户输入的数据简单化, 尽量避免人为输入, 提高数据的准确性与可用性，包括： (1).跨系统整合：转入基本数据并回传作业结果数据到 ERP 上，减少二次输入动作。 整合内容包括： 导入 ERP 基础数据，如客户基本数据、供货商基本数据、出入库类别、任务类型、 物品版本、物品配置 导入 ERP 作业数据，如采购合同、生产订单 导入 HR 人员帐号数据, 以纪录影响生产质量要素中的人员基础数据来源。 导入 PLM 基础数据，如物品编号、BOM、用料变
5、更 (2).条形码化输入, 简化输入动作。包括车间所有数据采集点, 皆采用条形码化方式 进行读取与纪录： SMT 生产包括：SMT 上料防错、钢板防错、锡膏管制、投片印刷、人工放件、首件 检查、终检、不良品维修纪录 THT 生产包括：THT 用料防错、投片生产、首件检查、ICT 测试、测试程序下载、 维修不良品 外协焊检生产, 包括：点收、AOI 测试、ICT 测试、终检、程序下载、组装 29 老化时间管制 涂覆 生产包括：加工前准备、送板、首检、涂覆、高温炉、下板检验、组装 (3).整合外购的检测设备, 无须再次输入检测数据。整合的设备包括： SMT 段的 SPI 设备, 自动读取 SPI
6、测试报告电子文件 THT 段的 AOI 设备, 自动读取 AOI 测试报告电子文件 THT 段的 ICT 设备, 自动读取 ICT 测试报告电子文件 人员静电测试, 自动读取静电测试纪录的测试报告电子文件 (4).整合外购设备, 无须再次输入检测数据。整合的设备包括 SMT 回流焊炉炉温透过 TCP/IP 自动采集 THT 波峰焊炉炉温透过 TCP/IP 自动采集 涂覆 高温固化炉炉温透过 TCP/IP 自动采集 (5)自制环境监控设备, 无须抄写数据: 老化房温湿度监控透过 OPC。 (6).自动读取识别, 自动判定, 控制生产-进板、流程错误不允许生产 SMT 进板自动读取: 系统自动判断
7、是否符合生产线体的生产条件, 作业人员资 质、设备状态、上料是否齐料、钢板工装治具、回流焊炉炉温 等生产条件满足, 即进行送板生产。 涂覆 进板自动读取: 系统自动判断是否符合生产线体的生产条件, 作业人员资 质、设备状态、上料是否齐料、高温固化炉炉温 等生产条件满足, 即进行送板 生产。 3.系统每个模块的每个功能, 所进行的可靠性设计原则如下： 3.系统每个模块的每个功能, 所进行的可靠性设计原则如下： (1) 避错原则 : 输入数据条形码化, 减少人为输入错误。 信息整合减少二次输入。 功能单纯化, 可预测执行结果 (2) 查错原则 : 程序异常控制, 包括内存读取错误、 未初始化错误等
8、, 显示错误讯息在客户端并立 即中断程序, 不允许继续执行 逾时异常控制：网络通讯异常, 控制 3 分钟未响应即中断, 包括：项目符号认真 查对一下 客户端计算机所运行的系统功能对数据库的数据存取 产线数据采集器对数据库的数据存取 网络通讯封包异常检测, 以 Check Sum 检查封包是否异常, 异常重新发送, 设备 包括： 客户端计算机 SMT 上料使用的无线 PDA 产线使用的数据采集器 (3) 容错原則 : 双向通讯设计, 15 秒未反应即中断联机, 每 10 秒钟重新尝试联线, 设备包括： 产线使用的数据采集器 SMT、涂覆控制进板的 IO 控制器 SMT 回流焊炉炉温采集设备 TH
9、T 波峰焊炉炉温采集设备 涂覆 高温固化炉炉温采集设备 30 附件 F 数字化车间设备状态监测系统和可靠性管理案例 （资料性附录） F.1 概述 数字化车间能够全面结合生产制造计划，物料管理与输送，产品工艺管理，车间设备资 源管理、质量管理、生产进度管理、仓储管理，实现生产资源、计划、过程和质量的调度、 管理优化，极大增强制造企业的综合竞争能力，满足市场日益增长的多品种、小批量需求。 加工设备作为数字化车间生产计划流程、质量流程、工艺流程、物流流程的关键节点， 其状态监测和可靠性管理是数字化车间总体可靠性的重要组成部分。 F.2 机加工设备状态监测和可靠性管理需求分析 数字化车间设备状态监测和
10、可靠性管理模型： 图F.1 机加工设备状态监测和可靠性管理模型框图 1. 可靠性功能需求分析 1. 可靠性功能需求分析 数字化车间中，机加工设备作为生产网络的关键节点，在接收生产管理、质量管理系统 的作业任务、 质量要求的同时， 需为车间的数字化系统提供现场的基础数据， 用于生产统计、 质量控制、设备状态分析，并根据设备状态进行维护管理。设备的状态监测与可靠性管理相 关功能包括： （1） 设备状态的监测。根据设备的润滑、振动、温度、噪声、载荷等数据，分析设备 的运行状态，评估设备的健康状况和可靠性水平，作为生产管理的输入。 （2） 设备故障预测。根据设备运行状态的评估结果、历史数据趋势分析和关
11、键参数预 测模型，预测设备的故障，作为生产管理的输入。 （3） 加工过程质量评估。根据设备状态（如振动水平）和故障预测（预警和报警）， 综合评估工件加工过程中的质量信息，作为产品质量管理的输入。 （4） 设备 FMEA/FTA 动态维护管理。根据设备的故障信息，建立设备的故障模型，汇 总 FEMA/FTA 信息，作为设备维护管理系统的输入。 （5） 设备维护信息管理。通过上述设备状态监测、故障预测、加工过程质量评估、 FMEA/FTA 动态维护信息集成，指导设备运维计划的制定，支撑设备维护的决策，形成设备 可靠性管理的闭环。 2. 信息需求分析 2. 信息需求分析 31 （1） 设备信息：数字
12、化车间产线、设备、部件信息，用于定义设备 ID，建立设备状 态评估和故障预测和加工过程质量评估的基础模型，作为设备可靠性管理的基础信息。 （2） 环境信息：设备运行环境信息，包括温度、湿度等，用于描述设备、零部件的环 境使用参数，评估设备状态使用环境情况，作为设备可靠性管理的环境参数。 （3） 作业任务与生产信息：包括物料类型、工艺参数、加工时间、工件计数，用于描 述设备生产信息，结合设备状态监测的基础模型，考察生产作业任务与设备状态的关联性， 作为设备可靠性管理的输入。 （4） 质量要求与质量数据：包括设备所在的质量控制流程信息、质量控制参数、设备 反馈的加工过程的质量数据， 设备统计的质量
13、数据等， 用于考察设备对质量管理过程的执行 情况，作为设备可靠性管理的输入与关键指标。 （5）设备状态信息：包括设备的振动、温度、噪声、油压、电流、载荷、能耗等物理 量和预警、报警等综合指标，用于分析设备和部件状态，评估设备状态的总体变化趋势，预 测设备故障，支撑运维决策，作为设备可靠性管理的输出与关键指标。 （6）设备维护信息：包括设备故障时间、故障模式、故障原因、维修计划、维修记录 等信息，用于统计设备 FMEA/FTA 动态信息，建立设备故障动态模型，同时作为设备可靠性 管理的输入与输出。 F.3 机加工设备状态监测和可靠性管理系统设计与实现 数字化车间设备状态监测与可靠性管理系统以设备
14、预测性维修维护系统为核心， 从设备 状态监测出发，与生产管理、质量管理、设备维护机制等过程和系统形成动态交互。作为数 字化车间总体框架的重要组成部分， 数字化车间设备状态监测系统包括基础硬件、 信息传递、 功能应用、系统集成和人机用户交互五个层级。 32 图F.2 机加工设备状态监测与可靠性管理系统设计 设备状态监测与可靠性管理系统基础硬件平台主要包括各类传感器、状态监测边缘设 备、PLC、工控机与系统服务器，用于收集设备底层的振动、温度、润滑、电流等各类状态 数据，并采集 PLC 中的生产信息、工艺信息与质量控制信息，同时将作为与其他系统集成的 物理接口。整个系统在设计和部署阶段考虑后期扩展
15、的需求。 设备状态监测与可靠性管理系统的信息传递层是系统的网络服务支持条件， 同时为与其 他系统的集成提供支撑。包括设备状态数据库管理、信息安全管理和通讯规约集等。由于设 备状态监测系统与底层硬件、 上层管理系统间均存在数据交互， 因此系统设计兼容底层的物 理模拟量、开关量，支持 Profinet 等工业现场总线通讯，并统一现场物理数据、设备信息、 生产信息等数据结构，提供信息安全保障。此外，系统设计 MQTT、OPC/UA 等工业物联网通 讯协议，用以数字化车间云服务的扩展。 设备状态监测与可靠性管理系统的功能应用层是实现设备可靠性管理的核心层级。 系统 33 基于设备基础信息和模型，根据采
16、集的设备振动、温度等数据，实时分析设备和部件的健康 状态；结合历史数据，分析设备状态发展趋势并预测故障；根据设备的状态，评估工件加工 过程中的质量；对单独设备和车间能耗流向进行整体分析；按照系统设置提供数字化报表， 形成设备状态和可靠性综合评价。 设备状态监测与可靠性管理系统的系统集成层是系统的与数字化车间各系统间的接口， 是将设备状态监测与可靠性管理系统纳入车间整体数字化系统的关键层间。 系统可直接或通 过 PLC 接收 DNC、CAPP、PDM 相应生产和工艺信息，为数字化车间或工厂级的 SCADA 系统提 供信息输入， 为设备维护管理子模块提供决策支持， 并向质量管理系统提供加工过程质量跟 踪数据。 设备状态监测与可靠性管理系统的人机交互层可与车间数字化系统形成统一平台或设 置单独的交互应用模块，通过桌面端应用、移动端应用如手机 APP 等进行设备群组管理，查 看实时设备状态、报警信息、设备报表等
