Интеллектуальные индустриальные системы

Мониторинг промышленного оборудования для предприятий

Система мониторинга промышленного оборудования (СМПО) компании Неткьюб представляет собой программно-аппаратный комплекс для сбора и анализа данных функционирования станков с ЧПУ, роботов и их инструментов с целью единого представления всего промышленного оборудования на предприятии с отображением текущего статуса оборудования и различных параметров работы.

Система предоставляет предприятию следующие возможности:

  1. Полнофункциональный контроль работы станков и роботов с ЧПУ (или со специализированными контроллерами);
  2. Оценка использования оборудования на предприятии:  мониторинг реальной загрузки оборудования и персонала; анализ эффективности работы; сравнение с эталонными показателями;
  3. Сопоставление выпуска продукции и расхода материалов; более точный расчет себестоимости производства; повышение эффективности планирования по материалам и комплектующим;
  4. Проактивный мониторинг общего состояния оборудования и его инструментов;  детектирование аномального поведения оборудования; минимизация незапланированных простоев из-за поломок и сервисного обслуживания;
  5. Возможность подготовки технических данных для производителя (support report);
  6. Контроль действий оператора, в том числе выявление действий, не соответствующих установленному технологическому процессу;
  7. Передача данных о выработке оборудования во внешние информационные системы (1С, SAP и т.д.) для полного контроля производства и материалов; учета производительности труда по сотрудникам - операторам станков.

 

Архитектура решения

Решение использует современные информационные технологии, средства доступа и обработки данных. Построено по модульному принципу и может быть расширено на неограниченное количество типов оборудования с ЧПУ или со специализированными контроллерами (при наличии технической возможности). Система не имеет ограничений по количеству подключаемого оборудования и по количеству пользователей.

Архитектура системы имеет несколько уровней:

  • уровень робота/станка
  • уровень технологческой сети как платформы предобработки данных
  • уровне обработки, хранения и анализа данных со всех объектов системы мониторинга.
  • уровнь представления данных, интеграции во внешние системы

Общая архитектура системы
Общая архитектура системы

В силу большого объема собираемых данных, частоты опроса оборудования и необходимости минимизации передаваемых и хранимых данных в решении используется так называемая технология туманного вычисления. Часть приложения по сбору данных размещается непосредственно на уровне технологической IP-сети: на промышленном коммутаторе Cisco IE-4000 или маршрутизаторе Cisco IR8x9 с поддержкой технологии IOx (см. рис. 2). Это оборудования имеет встроенную систему виртуализации (Fog Host Platform) и позволяет запускать на устройстве дополнительные приложения.

2.png
Рис.2. Технология Cisco IOx.

Решение состоит из следующих ключевых компонентов:

Приложение интеграции с ЧПУ или контроллером (адаптер).> Отвечает за непосредственное взаимодействие с ЧПУ и его переменными по доступным протоколам как на физическом уровне (Ethernet, интерфейсы RS-232/422/485, блок цифровых входов/выходов (I/O)), так и на логическом (протокольном) уровне, например, MTconnect, MODBUS или собственный протокол производителя. Кроме непосредственного доступа к данным оборудования, приложение обеспечивает их передачу на центральный сервер (или облачный сервис) для хранения и обработки.

Центальный сервер системы (Сервер сбора, хранения и обработки данных). Это программное обеспечение отвечает за централизованный сбор данных от оборудования (от адаптеров), его хранение, обработку и передачу во внешние системы. В зависимости от типа подключаемого оборудования, программная часть интеграции оборудования может быть совмещена непосредственно с частью сервера сбора данных, размещаемому на коммутаторе или маршрутизаторе. Часть программного кода центрального сервера системы выносится на коммутатор Cisco IE-4000 и/или маршрутизатор Cisco IR8x9 для минимизации передаваемых и обрабатываемых данных.

Сервер доступа к данным (веб-интерфейс пользователей системы). Это программное обеспечение отвечает за графический доступ к данным системы; визуализацию состояния контролируемого оборудования (центральная консоль мониторинга); формирование детального отчета по каждой единице оборудования; формирование и визуализацию в графическом или табличном виде всех контролируемых параметров системы на заданной шкале времени; формирование отчетов.


Центральный сервер системы и сервер доступа к данным могут быть развернуты в виртуализированной среде как внутри технологической сети предприятия, так и за ее информационным периметром в виде облачного сервиса. Данный подход позволяет внедрить сервис с минимальными капитальными затратами на оборудование и ПО. Компания Неткьюб предоставляет данный облачный сервис из собственного ЦОД, расположенного в России.

Данные от конечного оборудования запрашиваются с заданной периодичностью по встроенному протоколу. Система не берет на себя управление и контроль работы робота и/или станка, не меняет состояние встроенных переменных. Таким образом, система может использоваться параллельно с другими информационными системами, в том числе управления производственным циклом без влияния на нее.


3.png
Рис.3 Поток данных в системе мониторинга

Данные передаются в универсальном формате по существующей технологической IP-сети предприятия, в случае использования облачного сервиса еще и по каналам связи интернет.

Поддержка оборудования и протоколов

В настоящий момент в систему интегрированы роботы и станки с ЧПУ производителей Fanuc (Япония), ВНИТЕП (Россия), DMG (Германия). Реализован стандартный протокол MTconnect. Интеграция дополнительного оборудования проводится по требованию заказчика.

Интеграция с внешними системами

Для интеграции с внешними системами используется REST API. Интерфейс REST реализован на центральном сервере приложений Формат API может быть доработан по требованию заказчика.



Array ( [DESCR] => Array ( [ID] => 10 [TIMESTAMP_X] => 2013-01-31 14:22:36 [IBLOCK_ID] => 2 [NAME] => Дополнительное описание (цитата) [ACTIVE] => Y [SORT] => 100 [CODE] => DESCR [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => HTML [USER_TYPE_SETTINGS] => Array ( [height] => 200 ) [HINT] => [VALUE] => Array ( [TEXT] => <div style="background: url(//www.netcube.ru/bg-5.png) no-repeat center top; min-width: 960px; margin-top: 40px;"> <div class="container"> <div class="wrapper_quote" style="margin-left: 488px; height: 300px;"> <div class="big_info"> Мониторинг промышленного оборудования для предприятий </div> </div> <br> Система мониторинга промышленного оборудования (СМПО) компании Неткьюб представляет собой программно-аппаратный комплекс для сбора и анализа данных функционирования станков с ЧПУ, роботов и их инструментов с целью единого представления всего промышленного оборудования на предприятии с отображением текущего статуса оборудования и различных параметров работы. <h3> <strong>Система предоставляет предприятию следующие возможности: </strong></h3> <ol> <li> Полнофункциональный контроль работы станков и роботов с ЧПУ (или со специализированными контроллерами); </li> <li>Оценка использования оборудования на предприятии:  мониторинг реальной загрузки оборудования и персонала; анализ эффективности работы; сравнение с эталонными показателями; </li> <li>Сопоставление выпуска продукции и расхода материалов; более точный расчет себестоимости производства; повышение эффективности планирования по материалам и комплектующим;</li> <li>Проактивный мониторинг общего состояния оборудования и его инструментов;  детектирование аномального поведения оборудования; минимизация незапланированных простоев из-за поломок и сервисного обслуживания;</li> <li>Возможность подготовки технических данных для производителя (support report);</li> <li>Контроль действий оператора, в том числе выявление действий, не соответствующих установленному технологическому процессу; </li> <li>Передача данных о выработке оборудования во внешние информационные системы (1С, SAP и т.д.) для полного контроля производства и материалов; учета производительности труда по сотрудникам - операторам станков.</li> </ol> <p>  </p> <h2>Архитектура решения</h2> <p> Решение использует современные информационные технологии, средства доступа и обработки данных. Построено по модульному принципу и может быть расширено на неограниченное количество типов оборудования с ЧПУ или со специализированными контроллерами (при наличии технической возможности). Система не имеет ограничений по количеству подключаемого оборудования и по количеству пользователей. </p> <p> <strong>Архитектура системы имеет несколько уровней: </strong> </p> <ul> <li> уровень робота/станка </li> <li> уровень технологческой сети как платформы предобработки данных </li> <li> уровне обработки, хранения и анализа данных со всех объектов системы мониторинга. </li> <li> уровнь представления данных, интеграции во внешние системы </li> </ul> <p> </p> <p align="center"> <img width="1006" alt="Общая архитектура системы" src="/upload/medialibrary/a0c/a0c8bb0878efb1f9085b806d96d26852.png" height="418" title="Общая архитектура системы"><br> <em>Общая архитектура системы</em> </p> <p> В силу большого объема собираемых данных, частоты опроса оборудования и необходимости минимизации передаваемых и хранимых данных в решении используется так называемая технология туманного вычисления. Часть приложения по сбору данных размещается непосредственно на уровне технологической IP-сети: на промышленном коммутаторе Cisco IE-4000 или маршрутизаторе Cisco IR8x9 с поддержкой технологии IOx (см. рис. 2). Это оборудования имеет встроенную систему виртуализации (Fog Host Platform) и позволяет запускать на устройстве дополнительные приложения. </p> <p> </p> <p align="center"> <img width="901" alt="2.png" src="/upload/medialibrary/06d/06dd628b09297977e40d5999fb895a0e.png" height="420" title="2.png"> <br> <i>Рис.2. Технология Cisco IOx.</i> </p> <p> Решение состоит из следующих ключевых компонентов: </p> <p> <strong>Приложение интеграции с ЧПУ или контроллером (адаптер).</strong>> Отвечает за непосредственное взаимодействие с ЧПУ и его переменными по доступным протоколам как на физическом уровне (Ethernet, интерфейсы RS-232/422/485, блок цифровых входов/выходов (I/O)), так и на логическом (протокольном) уровне, например, MTconnect, MODBUS или собственный протокол производителя. Кроме непосредственного доступа к данным оборудования, приложение обеспечивает их передачу на центральный сервер (или облачный сервис) для хранения и обработки. </p> <p> <strong>Центальный сервер системы (Сервер сбора, хранения и обработки данных). </strong>Это программное обеспечение отвечает за централизованный сбор данных от оборудования (от адаптеров), его хранение, обработку и передачу во внешние системы. В зависимости от типа подключаемого оборудования, программная часть интеграции оборудования может быть совмещена непосредственно с частью сервера сбора данных, размещаемому на коммутаторе или маршрутизаторе. Часть программного кода центрального сервера системы выносится на коммутатор Cisco IE-4000 и/или маршрутизатор Cisco IR8x9 для минимизации передаваемых и обрабатываемых данных. </p> <p> <strong>Сервер доступа к данным (веб-интерфейс пользователей системы)</strong>. Это программное обеспечение отвечает за графический доступ к данным системы; визуализацию состояния контролируемого оборудования (центральная консоль мониторинга); формирование детального отчета по каждой единице оборудования; формирование и визуализацию в графическом или табличном виде всех контролируемых параметров системы на заданной шкале времени; формирование отчетов. </p> <hr> <p> Центральный сервер системы и сервер доступа к данным могут быть развернуты в виртуализированной среде как внутри технологической сети предприятия, так и за ее информационным периметром в виде облачного сервиса. Данный подход позволяет внедрить сервис с минимальными капитальными затратами на оборудование и ПО. Компания Неткьюб предоставляет данный облачный сервис из собственного ЦОД, расположенного в России. </p> <p> Данные от конечного оборудования запрашиваются с заданной периодичностью по встроенному протоколу. Система не берет на себя управление и контроль работы робота и/или станка, не меняет состояние встроенных переменных. Таким образом, система может использоваться параллельно с другими информационными системами, в том числе управления производственным циклом без влияния на нее. </p> <p> <br> </p> <p align="center"> <img width="1024" alt="3.png" src="/upload/medialibrary/fc3/fc316696790e4ecc8d47df298d959b7f.png" height="249" title="3.png"> <br> <i>Рис.3 Поток данных в системе мониторинга</i> </p> <p> Данные передаются в универсальном формате по существующей технологической IP-сети предприятия, в случае использования облачного сервиса еще и по каналам связи интернет. </p> <h2>Поддержка оборудования и протоколов</h2> <p> В настоящий момент в систему интегрированы роботы и станки с ЧПУ производителей Fanuc (Япония), ВНИТЕП (Россия), DMG (Германия). Реализован стандартный протокол MTconnect. Интеграция дополнительного оборудования проводится по требованию заказчика. </p> <h2>Интеграция с внешними системами</h2> <p> Для интеграции с внешними системами используется REST API. Интерфейс REST реализован на центральном сервере приложений Формат API может быть доработан по требованию заказчика. </p> </div> <br> </div> <br> [TYPE] => html ) [DESCRIPTION] => [~VALUE] => Array ( [TEXT] =>
Мониторинг промышленного оборудования для предприятий

Система мониторинга промышленного оборудования (СМПО) компании Неткьюб представляет собой программно-аппаратный комплекс для сбора и анализа данных функционирования станков с ЧПУ, роботов и их инструментов с целью единого представления всего промышленного оборудования на предприятии с отображением текущего статуса оборудования и различных параметров работы.

Система предоставляет предприятию следующие возможности:

  1. Полнофункциональный контроль работы станков и роботов с ЧПУ (или со специализированными контроллерами);
  2. Оценка использования оборудования на предприятии:  мониторинг реальной загрузки оборудования и персонала; анализ эффективности работы; сравнение с эталонными показателями;
  3. Сопоставление выпуска продукции и расхода материалов; более точный расчет себестоимости производства; повышение эффективности планирования по материалам и комплектующим;
  4. Проактивный мониторинг общего состояния оборудования и его инструментов;  детектирование аномального поведения оборудования; минимизация незапланированных простоев из-за поломок и сервисного обслуживания;
  5. Возможность подготовки технических данных для производителя (support report);
  6. Контроль действий оператора, в том числе выявление действий, не соответствующих установленному технологическому процессу;
  7. Передача данных о выработке оборудования во внешние информационные системы (1С, SAP и т.д.) для полного контроля производства и материалов; учета производительности труда по сотрудникам - операторам станков.

 

Архитектура решения

Решение использует современные информационные технологии, средства доступа и обработки данных. Построено по модульному принципу и может быть расширено на неограниченное количество типов оборудования с ЧПУ или со специализированными контроллерами (при наличии технической возможности). Система не имеет ограничений по количеству подключаемого оборудования и по количеству пользователей.

Архитектура системы имеет несколько уровней:

  • уровень робота/станка
  • уровень технологческой сети как платформы предобработки данных
  • уровне обработки, хранения и анализа данных со всех объектов системы мониторинга.
  • уровнь представления данных, интеграции во внешние системы

Общая архитектура системы
Общая архитектура системы

В силу большого объема собираемых данных, частоты опроса оборудования и необходимости минимизации передаваемых и хранимых данных в решении используется так называемая технология туманного вычисления. Часть приложения по сбору данных размещается непосредственно на уровне технологической IP-сети: на промышленном коммутаторе Cisco IE-4000 или маршрутизаторе Cisco IR8x9 с поддержкой технологии IOx (см. рис. 2). Это оборудования имеет встроенную систему виртуализации (Fog Host Platform) и позволяет запускать на устройстве дополнительные приложения.

2.png
Рис.2. Технология Cisco IOx.

Решение состоит из следующих ключевых компонентов:

Приложение интеграции с ЧПУ или контроллером (адаптер).> Отвечает за непосредственное взаимодействие с ЧПУ и его переменными по доступным протоколам как на физическом уровне (Ethernet, интерфейсы RS-232/422/485, блок цифровых входов/выходов (I/O)), так и на логическом (протокольном) уровне, например, MTconnect, MODBUS или собственный протокол производителя. Кроме непосредственного доступа к данным оборудования, приложение обеспечивает их передачу на центральный сервер (или облачный сервис) для хранения и обработки.

Центальный сервер системы (Сервер сбора, хранения и обработки данных). Это программное обеспечение отвечает за централизованный сбор данных от оборудования (от адаптеров), его хранение, обработку и передачу во внешние системы. В зависимости от типа подключаемого оборудования, программная часть интеграции оборудования может быть совмещена непосредственно с частью сервера сбора данных, размещаемому на коммутаторе или маршрутизаторе. Часть программного кода центрального сервера системы выносится на коммутатор Cisco IE-4000 и/или маршрутизатор Cisco IR8x9 для минимизации передаваемых и обрабатываемых данных.

Сервер доступа к данным (веб-интерфейс пользователей системы). Это программное обеспечение отвечает за графический доступ к данным системы; визуализацию состояния контролируемого оборудования (центральная консоль мониторинга); формирование детального отчета по каждой единице оборудования; формирование и визуализацию в графическом или табличном виде всех контролируемых параметров системы на заданной шкале времени; формирование отчетов.


Центральный сервер системы и сервер доступа к данным могут быть развернуты в виртуализированной среде как внутри технологической сети предприятия, так и за ее информационным периметром в виде облачного сервиса. Данный подход позволяет внедрить сервис с минимальными капитальными затратами на оборудование и ПО. Компания Неткьюб предоставляет данный облачный сервис из собственного ЦОД, расположенного в России.

Данные от конечного оборудования запрашиваются с заданной периодичностью по встроенному протоколу. Система не берет на себя управление и контроль работы робота и/или станка, не меняет состояние встроенных переменных. Таким образом, система может использоваться параллельно с другими информационными системами, в том числе управления производственным циклом без влияния на нее.


3.png
Рис.3 Поток данных в системе мониторинга

Данные передаются в универсальном формате по существующей технологической IP-сети предприятия, в случае использования облачного сервиса еще и по каналам связи интернет.

Поддержка оборудования и протоколов

В настоящий момент в систему интегрированы роботы и станки с ЧПУ производителей Fanuc (Япония), ВНИТЕП (Россия), DMG (Германия). Реализован стандартный протокол MTconnect. Интеграция дополнительного оборудования проводится по требованию заказчика.

Интеграция с внешними системами

Для интеграции с внешними системами используется REST API. Интерфейс REST реализован на центральном сервере приложений Формат API может быть доработан по требованию заказчика.



[TYPE] => html ) [~DESCRIPTION] => ) [RIGHT] => Array ( [ID] => 9 [TIMESTAMP_X] => 2013-01-31 14:22:36 [IBLOCK_ID] => 2 [NAME] => Дополнительное описание (правый блок) [ACTIVE] => Y [SORT] => 150 [CODE] => RIGHT [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => HTML [USER_TYPE_SETTINGS] => Array ( [height] => 200 ) [HINT] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => ) [FILES] => Array ( [ID] => 1 [TIMESTAMP_X] => 2013-02-01 09:55:02 [IBLOCK_ID] => 2 [NAME] => Дополнительные материалы [ACTIVE] => Y [SORT] => 200 [CODE] => FILES [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => F [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => Y [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => Y [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => ) [ADDURL] => Array ( [ID] => 40 [TIMESTAMP_X] => 2013-02-28 14:09:41 [IBLOCK_ID] => 2 [NAME] => Дополнительные материалы (URL) [ACTIVE] => Y [SORT] => 250 [CODE] => ADDURL [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => Y [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 2 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => Y [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => ) [PARTNERS] => Array ( [ID] => 2 [TIMESTAMP_X] => 2013-01-31 14:22:36 [IBLOCK_ID] => 2 [NAME] => Партнеры [ACTIVE] => Y [SORT] => 300 [CODE] => PARTNERS [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => E [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => Y [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 3 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 1 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => ) [IMG_NAME] => Array ( [ID] => 11 [TIMESTAMP_X] => 2013-01-31 14:22:36 [IBLOCK_ID] => 2 [NAME] => Текст на картинке (имя) [ACTIVE] => Y [SORT] => 400 [CODE] => IMG_NAME [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => 12 [DESCRIPTION] => [~VALUE] => 12 [~DESCRIPTION] => ) [IMG_DUTY] => Array ( [ID] => 12 [TIMESTAMP_X] => 2013-01-31 14:22:37 [IBLOCK_ID] => 2 [NAME] => Текст на картинке (должность) [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => IMG_DUTY [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => 12 [DESCRIPTION] => [~VALUE] => 12 [~DESCRIPTION] => ) ) 1
Данные