西门子助力沈鼓集团数字化车间，共建智能工厂

沈鼓集团是中国装备制造业的战略型、领军型企业。肩负着为国家石油、化工、电力、天然气、冶金等领域提供国产化装备和成套解决方案的任务。主要从事大型离心压缩机、大型往复式压缩机、大型泵，以及工业汽轮机等被誉为“工业心脏”的高端装备研发设计、生产制造和全生命周期服务业务。长期以来，沈鼓集团始终坚持企业的信息化建设和数字化转型，实现了企业运营管理与信息化、数字化的深度融合，有效推动了企业的转型升级和高质量发展。

为了夯实数字化转型的坚实基础，沈鼓集团近来大力推进生产制造智能化。2019年以来，沈鼓开始实施数字化车间项目。建设了车间制造执行系统（MES），实现生产运营管控和生产过程数字化管理。建设了设备联网与数据采集系统（DNC/MDC），实现数控NC程序的网络化管理和传输、生产设备联网和设备状态数据自动化采集，基于大数据进行设备故障分析和OEE综合效能分析。建设了设备维修管理系统（EAM），实现设备全生命周期管理和维修维护作业管理。通过以上信息系统的部署和整合，实现了对企业人、机、料、法、环全方位线上管控，极大提升了企业生产运营效率和智能制造水平。

其中DNC/MDC系统由西门子工厂自动化工程有限公司客户服务部实施部署，沈鼓DNC/MDC系统是沈鼓集团实现十三五规划的重要一环，主要以转子车间为试点，一期实现31台设备的实时状态采集，工艺数据分析，NC加工程序的审批下载，设备报警分析，设备远程诊断等模块。设备的数控系统有西门子840D、840Dsl、828D、802D、802Dsl、840C、Fanuc 0i以及动平衡等专用设备。

沈鼓的设备联网与数据采集系统包含两大系统：DNC系统(Distributed Numeric Control分布式控制网络)和MDC系统(Manufacturing Data Collection 生产数据采集),沈鼓设备联网项目所采用的DNC/MDC系统赋予了比以往工业传统DNC(程序传输)更深更广的意义：不仅能够联网所有的CNC数控加工设备，同时还能对自动化PLC工作中心和其他所有的普通工位进行联网管理。

一．DNC系统

沈鼓DNC系统(数控加工程序管理模块)包含的功能主要有以下九大功能点：

1. 上传工艺程序到服务器统一管理（Web客户端）。

2. 工艺程序审批功能。

3. 工艺程序下载到机床。

4. 工艺程序下载到机床的时限控制。

5. 机床端下载工艺程序。

6. 工艺文件(pdf)、指导视频 (mp4)等文件作为附件上传。

7. 工艺程序绑定MES编程任务。

8. 工艺程序、工艺文件、指导视频传输MES调用。

数控加工程序管理模块把所有的数控加工（NC）程序都保存在服务器上，同时把数控加工（NC）程序的管理数据保存在数据库中。通过位于办公室的工艺员操作终端界面来管理这些数控加工程序。操作人员可以按实际情况对数控加工程序进行组织划分，还可以对数控加工程序进行下载权限管理、程序修改、程序附件管理等工作。

程序的审批需要经过校对和审批，才能被允许下载到机床上。

DNC服务器可以让特定权限的用户进行数控加工（NC）程序上传/下载的工作。数控加工（NC）程序通过这个功能可以直接下载到机床。数控加工（NC）程序的传输需要经过一定的授权，可以使得程序的传输准确无误。所有的用户界面都通俗易懂，使得用户在短期内掌握使用方法。

在机床操作面板（针对西门子SINUMERIK 840D sl、840D pl、828D系统机床），用户可以通过该界面为机床调用某个NC程序。

DNC系统提供刀具清单等附件的在线阅读。该文件还被传输到MES的移动终端，操作员可以灵活根据工单需求查看需要准备的刀具清单和参数。

二．MDC系统

MDC系统提供了各种各样的数据分析方法，全自动对机床数据包括机床状态、NC程序名、NC激活程序行、报警等数据进行统计、处理。它包含有下列优势：

• 机床性能数据是通过具体算法客观计算出来的，并且对机床某个具体生产数据进行监控；

• 生产部门可以充分准确了解机床生产性能提高的潜能；

• 可以快速查询最新的生产历史数据；

• 通过快速计算机床故障信息，可以减少维护和维修时间；

• 采集功能能在操作系统启动后自行加载；

• 工艺分析可以帮助工艺人员快速分析产品加工过程中的问题。

状态分析提供了对每一台机床按照主状态和子状态的时间、以图表方式（甘特图）分析，例如开机（通电）、关机（断电）、待机、加工、故障等。同时可采用放大功能（时间轴的放大）或时间范围调整进行根据时间的详细分析。它可以让车间操作员对操作问题进行分析。

设备利用率可以按照车间和设备组提供一段时间内灵活的综合分析，对生产计划人员分析车间设备的利用瓶颈，并可以提供单台设备在一段时间内的趋势分析，对缺失的利用率更加精准定位。

机床中的报警和消息是由机床触发信号来完成的。这些信息被记录在服务器的数据库中，并被压缩成统计表。维护部门利用这个功能的诊断功能进行预防性和必要性的维护。机床可以多选，来从不同维度对报警状态进行分析。评估组所选择的机床或机床组的数据则可以被显示在日志和统计表中。

操作员能灵活选择时间范围，来利用、分析过去某段时间范围的信息。该表所包含的内容，不仅是在所选分析评估时间范围内的开始时间、结束时间，而且也包含累计持续时间和频率。

MDC系统还提供强大的工艺分析功能，工艺人员可以根据设备的状态灵活分析机床的程序名，程序段，当前轴进给速度、主轴转速、主轴倍率、进给倍率、主轴负载、采集时间等。

一个优秀的数字化项目的落地离不开沈鼓集团内部各个部门的积极配合。北方电脑作为沈鼓集团的信息化子公司，负责数字化车间系统设计、平台搭建及系统集成，项目的整体策划、组织、协调、推进执行和点检考核。转子车间作为数字化车间系统的主要使用部门，负责推进数字化车间系统应用与执行，确保整体试点应用效果和管理目标实现。设备管理部作为设备的保养和维修部门，负责设备联网和数据采集应用效果与目标实现，对采集数据进行分析应用，会同生产运营部、车间确定管理改善目标和方案。工艺部门作为产品工艺设计部门，负责DNC系统的推进和应用执行，确保应用效果和目标实现，负责与车间共同推进MES与DNC联动，即车间通过MES派工生成编程计划，工艺通过DNC接收编程计划直至下发对应的机床，形成业务闭环，负责与车间共同推进MES与DNC联动，即车间通过MES派工生成编程计划，工艺通过DNC接收编程计划直至下发对应的机床，形成业务闭环。

项目上线后，实现了生产过程透明化，生产加工流程固化，提升了管理效率，提升设备利用效率；工艺文件无纸化节省了大量的纸张和打印成本；NC数控程序系统化管控和网络化传输为科技保密实现闭环控制。

西门子客户服务部为沈鼓集团打造的DNC/MDC系统获得了客户的高度认可，西门子工程师凭借超强的专业技术能力和兢兢业业的工作态度，赢得客户信任。客户还专门发函对西门子公司表示感谢！

通过数字化转型的有力推动，沈鼓集团经济运行的质量和效率显著提升，“十三五”期间，企业工业总产值年均增长7.7%，营业收入年均增长13.3%，订货年均增长15.8%，利润年均增长57%。集团综合经济效益指数由177.07增长到244.64。研制成功中国首台百万吨乙烯装置用压缩机，十万空分压缩机、长输管线压缩机、AP1000/CAP1400三代核电站主泵、4M150大推力往复式压缩机等一批国产重大装备。

通过一期转子车间的DNC/MDC项目的合作，西门子客户服务部将配合沈鼓集团继续推进整个沈鼓集团所有生产车间的制造智能化，为沈鼓集团“十四五”期间的效率提升继续助力，共建智能工厂。