Софтуер за събиране и управление на данни от измервателни инструменти

CAD/CAMСп. Инженеринг ревю - брой 7/2021 • 19.10.2021

Софтуер за събиране и управление на данни от измервателни инструменти
  • Осигуряването на директна връзка с дигиталното тестово или измервателно оборудване не само ускорява процеса по събиране на данни, но гарантира точност, елиминирайки риска от допускане на грешки при входиране на стойностите

  • Ограниченията и предупрежденията за възникващи тенденции могат да бъдат много полезни, в случай че се следят детайлно от потребителя

  • Възможността за преглед на данните от точно определена машина, времеви период или партида е ключова за осигуряването на смислен анализ в рамките на даден процес

 

В индустриалния свят съществуват редица различни типове събиране на данни. Някои видове включват производствени преброявания или продължителност на експлоатация на оборудването, но в повечето случаи много по-важно се оказва събирането на данни с цел установяване и проследяване на качеството на продукцията. Този тип събиране на данни обикновено включва измервания на размери или други характеристики на продуктите, например форма, твърдост, якост или повърхностен финиш. Данните за качеството на продукцията се събират и докладват за целите на т. нар. инспекция на първия сериен образец (first article inspection) и в някои случаи за поддържането на архивен регистър на извършените в рамките на производствения процес измервания и изпитвания. Освен това данните, свързани с качеството, се събират, за да се поддържа стабилността на оперативната дейност чрез използването на статистическо управление на процесите (statistical process control, SPC).

SPC обхваща регулярното набиране на данни за характеристики от критично значение и нанасяне на вариациите в графики, които предоставят предупреждения, че има вероятност компонентите да се отклонят от спецификациите си. Ограниченията и предупрежденията за възникващи тенденции могат да бъдат много полезни, в случай че се следят детайлно от потребителя. В ерата на хартията и молива следенето на тези предупреждения изискваше изключителното внимание на служителя, нанасящ точките на графиката, но днес, благодарение на усъвършенствани софтуерни продукти, работникът, отговарящ за проверката на качеството, може просто да бъде известен, че трябва да бъдат предприети някакви корективни действия.


Събиране на данните

Софтуерът, проектиран да автоматизира процеса на създаване на таблични или графични визуализации за целите на SPC, се предлага от доста години и до голяма степен е усъвършенстван в много отношения, но все пак има някои ключови съображения, които трябва да се имат предвид при избора на решение за SPC. Разбира се, потребителският интерфейс трябва да бъде прост и недвусмислен, но в днешния дигитален свят максимално ефективното използване на автоматизираното цифрово измервателно и тестово оборудване изисква възможност за директно свързване с широка гама координатни измервателни машини, системи за машинно зрение, цифрови отчитащи уреди, всякакви видове жични и Bluetooth или безжични ръчни измервателни инструменти, при това с минимална необходимост от настройка. Осигуряването на директна връзка с дигиталното тестово или измервателно оборудване не само ускорява процеса по събиране на данни, но гарантира точност, елиминирайки риска от допускане на грешки при входиране на стойностите. Много от производителите на измервателна техника се изкушават да предоставят свой собствен софтуер за събиране и анализ на данни, но това би довело до наличието на голям брой различни програми, изискващи обучение на потребителите, както и до съхранението на информацията в множество локации.


Автоматизирано измервателно оборудване

При събирането на данни от координатни измервателни машини и други видове автоматизирани измервателни системи процесът трябва да протича на заден план, с минимална или нулева необходимост от намеса от страна на оператора. Софтуерът следва да предлага възможност за графична или таблична визуализация на данните в реално време, както и цветова и други видове сигнализация, която навременно да известява оператора за нуждата от предприемане на корективно действие. Що се отнася до корективните действия, софтуерът също трябва да подкани оператора да въведе причината за нарушение и предприетите коригиращи действия. Тази информация е безценна за откриването на първопричините за повтарящи се несъответствия в произвежданите компоненти. Друга “задължителна” функционалност на софтуера за събиране на данни е възможността да регистрира информация за оператора, номера на партидата, серийния номер, номера на машината и др. Това улеснява извличането на информация от базата данни за определена партида, оператор или машина, позволявайки на инженерите да идентифицират оборудването, което се нуждае от поддръжка, или необходимостта от допълнително обучение на оператора.


Събиране на данни от ръчни инструменти

Изискванията при събирането на данни от настолни инструменти, дигитални отчитащи устройства и ръчни измервателни уреди са подобни, но са необходими и допълнителни функции на софтуера. За разлика от координатните измервателни системи, които разполагат със свой собствен софтуер и потребителски интерфейс, един дигитален микрометър има само цифров дисплей, показващ настоящата измерена стойност. Използваният за ръчни измервателни инструменти софтуер за събиране на данни трябва да предлага интерфейс за оператора и връзка с уреда. Потребителският интерфейс следва да осигури лесен метод за въвеждане на полета с падащи менюта, както и за въвеждане чрез баркод или на ръка. Ако е приложимо, операторът трябва да бъде воден през процеса на измерване на детайла чрез текстови и графични инструкции. Отчетените резултати следва да бъдат визуализирани незабавно и да са цветово кодирани, индикирайки “добра” или “лоша” стойност.

Някои софтуерни продукти за събиране на данни предоставят директни връзки към документи в тяхната мрежа. Така се осигурява лесен достъп до чертежи на детайли, методики за инспекция или дори видео материал, напътстващ оператора в процеса на измерване. Други полезни функции са бързият избор на различни измервателни честоти, извършване на изчисления със събраните данни с цел по-лесно открояване на отклоненията от номиналните стойности. Събраните данни от ръчните измервателни инструменти трябва да предлагат същите възможности за визуализация в реално време и сигнализация, както при автоматизираното оборудване.


Докладване, анализ и визуализация

Съществуват множество аспекти, свързани с представянето на полезна информация на потребителя. След като данните са събрани, те бързо трябва да бъдат преобразувани в полезна информация.

Тази информация трябва да се съхранява в гъвкава база данни, като схемата й и структурата на таблиците следва да са достъпни за интеграция в други специфични за дадени компании системи. Следва да е наличен набор от различни функции за докладване – графики, анализ, прости статистически обобщения и др.

Софтуерът трябва да е чувствителен и към анормални масиви от данни и да може да извършва подходящите преобразувания при необходимост. Филтрирането на данните е от критично значение. Възможността за преглед на данните от точно определена машина, времеви период или партида е ключова за осигуряването на смислен анализ в рамките на даден процес. Решението трябва да предлага и разнообразие от инструменти за визуализация.

По-усъвършенстваните софтуерни продукти на пазара включват уеб услуги, които правят данните в реално време достъпни за служителите, независимо от тяхното местоположение, на всяко устройство с инсталиран браузър – например таблет или мобилен телефон.
Използването на QR кодове в някои заводи позволява на мениджърите да се доближат до дадена машина, да сканират кода и моментално да видят най-актуалните данни за експлоатационните й характеристики. Тези опции за визуализация могат да се окажат ключови по отношение на ползите, извличани от събираните данни, тъй като дават възможност за реално управление на процесите, а не само на последствията от възникващите събития.

От появата си през 1980-те години софтуерът за събиране и управление на данни от измервателни инструменти изминава дълъг път. Днес, при закупуването на такъв тип софтуер потребителите трябва да очакват не само автоматизирано събиране на данни от съвременното дигитално тестово и измервателно оборудване, но и възможности за изготвяне на графики в реално време, съхранение на информацията в база данни, мощни инструменти за докладване и визуализация и достъп до данните от всяка точка в почти реално време. Ползите от внедряването на такъв софтуер могат да бъдат значителни, ако продуктът предлага тези функции и те бъдат използвани по подходящ начин.

 

Top