数据提取的挑战——以及工业边缘解决方案如何提供帮助

现在，—由于材料短缺、供应链问题和人才缺口主导着工业世界，—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 实现这些改进的关键，但’成功地将信息从多个来源移动到一个特定位置以便进行处理和分析却是一项挑战。

 

可靠的数据提取流程可帮助您有效地将各种数据结构连接到需要的位置—，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）。它衡量 工厂的运行状况。

 

例如：OEE 分数为 50% 意味着您的运营性能仅为理论最佳性能的一半。OEE 得分为 100% 意味着您的生产完美：所有制造的零件都具有良好的质量，它们’尽快重新制造并且没有停机时间。对于离散制造商而言， 平均 OEE 是 60%—这个数字表明还有很大的改进空间。

 

根据作家罗伯特·汉森’的书， 整体设备效率， “一个 OEE 提高 10% 可使 ROA（资产回报率）提高 50%，OEE 计划的成本效益通常比购买额外设备高 10 倍。”

 

确定 OEE 所需的 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—并且’这就是数据摄取发挥作用的地方。它可以帮助来自 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 领域之外的工厂车间运营技术。OT 数据源的示例包括 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 数据源通常是包含与操作相关的信息的内部部署或云应用程序。IT 数据源的示例包括 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 数据源的数据用于计算构成 OEE 的三个因素。让’让我们逐一看一下。

 

1.工厂可用性 您的工厂正常运转吗？这就是’这里所指的 “可用性” 。可用性表示生产时间—或工厂或设备能够按预期运行的时间。它考虑了可用性损失（任何导致计划生产停止足够长时间的事件，都值得追踪停机原因）。’

 

计算工厂可用性所需要的数据包括：
 

 

2.工厂绩效

 

性能代表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

质量代表制造的零件符合质量标准。它’类似于首次通过率（有多少零件通过制造过程而不需要返工）。

 

计算质量所需的数据包括：

 

 

 

一旦掌握了—可用性、性能和质量—这三个值，您就可以使用以下公式确定您的 OEE：

 

 

 

计算 OEE 和其他 KPI 的三步数据提取流程

 

我们都知道这句格言， “如果你无法衡量它，你就无法改进它，” 这句话由开尔文勋爵（又名）说得著名。威廉·汤普森）。因为在进行测量之前必须先进行数据提取，所以这句话的现代版本可能是： “如果您不能安全可靠地提取数据，您就无法测量它—并且，如果您无法测量它，您就无法改进它。”

 

幸运的是，如今’的数据提取流程比开尔文勋爵’时代的流程更具成本效益，可扩展性也更强。遵循这三个步骤将帮助您成功地将信息从多个来源移动到一个或多个目的地，以便进行处理和分析。

 

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

    

   一旦您的数据连接起来，您就需要能够收集它。此过程涉及从各种协议中提取和转换数据，并操纵协议内的有效负载，以便它们可以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。

 

物联网平台（如 Azure IoT 或 AWS IoT）、分析工具（如 Oden Technologies）以及现代 SCADA 应用程序（如 Inductive Automation’的 Ignition 平台 ）可用于可视化 OEE 数据。

 

虽然每个平台都支持 REST 和 MQTT 协议，但每个平台也要求数据具有略微不同的有效负载结构。这些应用程序需要先将获取的数据整理成预期的格式，然后才能使用这些数据。像 Node-RED 这样的工具通常用于在工业网络边缘实现这一目标。

 

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提取，以便您可以计算 OEE 并采取措施改进工厂流程。
• 我们的工业边缘解决方案可帮助您执行三步数据提取过程。使用各种电缆、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、有效载荷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，百通将推出一系列强大的工业边缘网关和编排功能，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以了解更多信息。

 

联系我们了解更多信息并掌握工业自动化趋势。

 

Belden 的技术优势产品经理 Matt Wopata 帮助我撰写了这篇博客，他是一位非常优秀的资源提供者，可以解决您的任何数据提取问题。如果您想了解有关该主题的更多信息，请给我发送电子邮件（[email protected]）或给 Matt 发送电子邮件（[email protected]）。