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行业动态
工业 4.0 革命——监控OEE可以提升生产率
    监控设备综合效率 (OEE) 可提供有价值的信息,从而延长正常运行时间、提高质量、降低 运营成本并提高生产率。问题在于,这在历史上一直是一项艰巨的任务,需要对生产线内的各个单元进行软件修改,还要解决不同的通信协议问题,并对数据进行正确分析以将其转化为有用的智能信息。  对于大多数制造商来说,确定如何处理数据,合理规划流程以及所需人力资源,理解 OEE 所要达到的最终结果,将其作为整体运行系统的一部分,远不止一个步骤(以及风险)那么简单。
    但是,当前制造业的格局正在发生变化。工业物联网 (IIoT)、大数据、云计算和分布式工厂智能等现代技术促成了这种转变。  这些技术变革泛指“工业4.0”它释放了使用整个生产线上的大量数据来有效监控 OEE 的能力。
   挑战
    由于 OEE 涵盖了生产效率的所有领域,因此会影响整体生产率。故障所带来的影响远不止遇到问题的设备或工艺。生产线是一系列的设备,如果一台设备出现故障,通常整个生产线都会受到影响。工厂中每台机器的可用性永远都不可能达到 100%,所以问题在于如何以最佳方式管理 OEE,从而将故障的影响降到最低。
    OEE 还会关注机器的性能,如果未经完全优化,机器不会始终全速运转。此外,它还会涉及产品的质量。有时,产品质量会低于可接受的水平,此时就需要返工或报废。如何有效地利用能源和其他公用工程是另一个需要考虑的问题。如何管理 OEE ,通过其实现进一步的处理优化并获得收益,就需要一个能够测量和报告生产线和设备效率并涵盖所有领域的系统。
   新时代
    虽然很容易理解为什么人们经常回避 OEE 并将其归到可以提高工厂效率的“很好但难以实现”项目列表中,但与 I4.0 相关的 IIoT 和其他技术使得监测和执行 OEE 测量不再难以实现。基于信息技术 (IT) 的软件解决方案与基于运营技术 (OT) 的仪器和传感器相融合,加快了解决方案的实施进程。   
    IT/OT 融合的实现受到“边界设备”(即可配置且安全的标准开放数据通信设备)的推动。传感器、执行器和其他设备的标准开放数据接口集成应用,保证了智能产品和服务(机器)间的实时数据流。这些设备如同智能边缘设备一样被广泛应用。边缘设备从根本上改变了我们传输数据的方式,我们只需进行相应配置即可处理要收集的数据,期间不必进行软件编程,也无需应用服务器、数据库服务器或网络变更。
    虽然传统意义上的数据收集涉及到通过不同通信标准以及若干不同的协议或子协议进行转换,但许多边缘设备将 HTML5 用作其输出格式。这些边缘设备就是微型计算机,这类计算机预装了多协议通信网关,只需通过 PC平板电脑或手机进行登录即可访问。此外,还可以将成本低、结构简单的 I/O 块添加到机器或其他处理组件中,而无需将 PLC 集成到边缘设备中。可以安全捕获数据,并且设备中的 IT 组件可以对数据进行分类、显示和发布,无需人工交互或分析即可以符合 OEE 公认标准的可用格式生成报告。这意味着关键人员可以随时获得实时数据,以便审查并快速实施流程或程序变更,以提高工厂绩效。边缘设备还能够通过 SMS、推文或电子邮件提醒相关人员,边缘设备的配置可通过其自身内的预设计软件模块轻松进行,通过使用边缘设备,创建 OEE 解决方案变得更简单。使用流程专家来提供解决方案,虽与传统的定制 OEE 工具不同,但仍可确保最大限度地发挥功效和优势。建立完毕后,这些可“拖放”配置的设备即可为制造商提供一个在长时间内拥有系统所有权的明确途径,而不会因让软件团队保持最新工具而产生相关的成本和风险。然后客户就可以放心大胆地修改、调整和管理他们自己的系统,由于代码与其他过程控制是分开的,因此,在机器和生产线中运行软件在机器和生产线中运行软件不存在引发问题的风险。事实上,边缘设备中 IT 与 OT 的融合并不需要对任何机器或过程控制器进行修改,因此可以在不影响工厂运营的情况下执行 OEE 解决方案。
    优势
    实施 OEE 解决方案的投资回报率会根据生产效率对于工厂运营的重要性而有所不同。通过更简单的途径来实现这样的系统,投资回收期会变得非常短。
    示范工厂
    一家全球主要乳制品生产商最近将 OEE 解决方案集成在 25 条生产线上的 150 多个 PLC 单元中。因为多条生产线汇合在一起,并且手动步骤也经常被整合到流程中,所以涉及的数据集十分复杂。OEE 系统可以测量正常运行时间、生产率和能源/公用工程,并通过将手持式扫描终端和自动化系统结合使用而在工厂运营中成功实施。早期迹象表明,该工厂的整体运行效率约为 50%。该厂每年生产的牛奶超过 10 亿升,如能将绩效提升 10% 即可节省成本,而 OEE 系统恰好为该客户提供了实施必要变更所需的信息。除了节约成本之外,OEE 的改进也会提高生产率,从而实现在更短的时间内生产出更多的牛奶。这样可以释放额外的工厂产能,而不会产生与实体工厂扩建相关的建筑和设备成本。
    总结
    I4.0、IIoT 和智能边缘传感器、执行器和其他设备已经为 OEE 的实施扫清了道路,使得获取其效能带来的收益变得更加容易。
    流程专家能够最大限度地发挥此类系统的优势和功效来实施 OEE 解决方案,从而满足各种商业需求。此过程可以在很少中断或根本不中断工厂正常运行的情况下完成,为客户提供一个可随时拥有并自行维护的系统。
    制造商若选择此方案就可以获得他们所需的信息,以便对任何流程问题做出响应,同时保持生产顺畅,而不必担心交付时间。OEE 还有助于降低报废及返工需求量,通过更清晰、更及时地了解流程中发生的一切情况来提高质量,并提供优化使用公用事业和降低生产成本所需的数据。
(《国际乳业》  2018-05  斯必克流体SPX FLOW供稿 
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