数据摄取的挑战以及工业边缘解决方案如何提供帮助

现在，材料短缺、供应链问题和人才缺口已成为工业界的普遍问题，因此制造商比以往任何时候都更需要利用数据的力量来改善运营并实现其生产目标。虽然数据是获得这些改善的关键，但要成功地将信息从多个来源转移到一个特定位置，以便对其进行处理和分析，却是一个大挑战。

 

可靠的数据摄取流程可帮助您有效地将各种数据结构连接到它们需要的位置，以确保数据协调一致、格式正确且具有相同的质量水平。

 

计算OEE的数据摄取

 

OEE（整体设备效率）是制造环境中常用的 KPI（关键绩效指标）。它可以衡量工厂运行情况。

 

例如：OEE分数为50%意味着您的运营以其理论最佳绩效的一半在运行。OEE分数为100%意味着您拥有完美的生产：所有制造出的零件都质量上乘，其制造速度也达到了最快标准，并且没有停机时间。对于独立造商而言，平均OEE为60%这个分数表明尚有很大改进空间。

 

根据作者Robert Hansen的《整体设备效率》一书，“OEE提高10%可以使ROA（资产回报率）提升50%，OEE举措的成本效益通常是购买额外设备的10倍。”

 

确定OEE需要的3个变量

 

确定OEE的挑战在于从不同的数据源收集正确的数据，这就是数据摄取发挥作用的地方。它帮助IT和OT数据源的关键数据到达正确的位置。

 

1. OT数据源来自传统IT领域之外的车间操作技术。OT数据源的例子包括PLC（可编程逻辑控制器）、BAS（楼宇自动化系统）和工业传感器。
2. IT数据源通常是包含运营相关信息的企业内部或云端应用。IT数据源的例子可以包括MES（制造执行系统）、QMS（质量管理系统）、ERP（企业资源计划）系统和CMMS（计算机化维护管理系统）。

 

来自OT和IT数据源的数据被用来计算构成OEE的三个因素。我们来看看每一个因素。

 

1. 工厂可用性 您的工厂是否已经投入运营？这就是所谓的“可用性”。可用性代表生产时间，即一个工厂或一个设备可以按预期运行多长时间。它将可用性损失考虑在内（任何使计划生产停止足够长时间的事件，停工的原因值得追踪）。

 

计算工厂可用性所需要的数据包括：
 

 

2. 工厂性能

 

代表了一个制造过程以最大可能速度运行的能力。它考虑了性能损失，包括导致生产运行速度低于最大可能速度的任何因素。

 

计算工厂性能所需的数据包括：

 

 

3. 质量

质量代表符合质量标准的制造部件。它类似于首次通过率（有多少零件通过了制造流程而不需要返工）。

 

计算质量所需的数据包括：

 

 

 

一旦您有了这三个值：可用性、性能和质量，就可以用以下公式确定您的OEE。

 

 

 

用于计算OEE和其他KPI的3步数据摄取过程

 

我们都知道Kelvin勋爵（又名William Thompson）的名言：“如果不能衡量它，就不能改进它。”因为在进行衡量之前，数据摄取是必要的，所以这句话的现代版本可以是：“如果不能安全可靠地摄取数据，将无法进行衡量；如果不能衡量，则不能进行改进。”

 

幸运的是，今天的数据摄取过程比Kelvin勋爵时代的成本效益和可扩展性都要高很多。遵循这个三步流程将帮助您成功地将信息从多个来源转移到一个或多个目的地，以便对其进行处理和分析。

 

1. 连接数据

    

   要连接数据，您需要一个支持流程数字化的基础设施，并通过线缆（铜缆和光纤）和网络设备（交换机、路由器、边缘网关等）等组件将各种数据源连接到网络。

 

2. 收集数据

    

   连接数据后，您需要能够收集数据。此过程涉及从各种协议中摄取和转换数据，并在协议内处理有效负载，以便将它们与其他数据源进行整理。 

    

   此表表示涉及IT和OT数据的不同协议和有效负载的例子。
   
   



 

3. 整理数据

 

整理数据意味着结合IT和OT数据源，以适应应用程序（将对信息进行使用）所需的格式。

 

Azure IoT或AWS IoT等物联网平台、Oden Technologies等分析工具和Inductive Automation的Ignition 平台等现代SCADA应用程序可用于可视化OEE数据。

 

尽管每个平台都支持REST和MQTT协议，但每个平台也要求数据具有稍微不同的有效负载结构。在这些应用程序使用所摄入的数据之前，需要将其整理成预期的格式。像Node-RED这样的工具通常用于在工业网络的边缘执行这项操作。

 

一旦这些原始数据被整理成有用的格式，它就可以被任何下游应用所消费，以便实现管理人员OEE信息可视化。

 

Belden如何帮助数据摄取

 

• 我们的专家团队可以向您展示Belden的工业边缘解决方案如何支持数据摄取，以便您可以计算OEE并采取措施改善工厂流程。
• 我们的工业边缘解决方案可帮助您执行三步数据摄取过程。使用各种线缆、网络设备和协议转换器连接您的数据。然后，使用支持容器化协议转换、有效负载转换和数据整理应用程序的工业边缘网关收集和整理您的数据。
• 今年晚些时候，Belden将推出一系列强大的工业边缘网关和协调功能，为您的工业运营提供安全、灵活和可扩展的边缘计算功能。请继续关注我们的博客，了解更多信息。

 

联系我们了解更多信息并掌握工业自动化趋势。

 

Belden的技术边缘产品经理Matt Wopata帮助我写了这篇博客，他是我们宝贵的资源，可以解决您的各种数据摄入问题。如果您想了解更多关于这个主题的信息，请发邮件与我联系： (Jeremy.Friedmar@belden.com) 或 Matt (Matthew.Wopata@belden.com)。