生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集是工業(yè)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)，是企業(yè)實(shí)施MES的數(shù)據(jù)源泉與保證。制造企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，為了保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定、，必須對(duì)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控。

舉足輕重：車間生產(chǎn)制造過程數(shù)據(jù)采集的意義

目前，以用戶為導(dǎo)向（Everything for Customer）的服務(wù)理念逐漸成為制造企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，一方面，企業(yè)管理層需要根據(jù)制造過程的實(shí)時(shí)情況來合理分配制造資源，以對(duì)市場(chǎng)需求的變化做出快速響應(yīng)；另一方面，客戶需要對(duì)訂單進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和查詢，使其能夠根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況及時(shí)對(duì)決策進(jìn)行調(diào)整。在以用戶需求為核心的制造模式下，多品種小批量甚至單件的生產(chǎn)方式致使新產(chǎn)品開發(fā)頻繁，而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和品種的多樣性加大了制造工藝和流程的復(fù)雜性，這就對(duì)車間生產(chǎn)制造系統(tǒng)的運(yùn)行和管理提出了更高的要求，需要對(duì)車間制造過程的可視性方面和車間制造系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性方面進(jìn)行提升。

現(xiàn)代制造模式以生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本等作為衡量企業(yè)制造能力和水平的主要標(biāo)志，然而由于企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大、技術(shù)改造深入和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加快，造成具有多源異構(gòu)性、形式多樣性、復(fù)雜多變性等特征的車間制造過程信息急劇膨脹，再加上傳統(tǒng)的企業(yè)管理系統(tǒng)無法精細(xì)控制到流程復(fù)雜、信息紛亂的車間制造過程（特別是包括了設(shè)備和人員的車間設(shè)備層），使得企業(yè)管理層難以準(zhǔn)確掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況。現(xiàn)代制造企業(yè)的管理信息系統(tǒng)都是建立在自身的復(fù)雜性之上，而制造車間作為重要的信息源頭，存在著大量的無序、冗余、殘缺、異構(gòu)信息，要想克服他們之間存在的信息交互的鴻溝，這就對(duì)車間制造過程信息的采集和集成提出了更高的要求，需要對(duì)車間制造過程的集成性和企業(yè)信息系統(tǒng)的交互性方面進(jìn)行提升。

因此，生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為了企業(yè)的迫切需求，只有將制造過程中各種信息進(jìn)行準(zhǔn)確采集和有效集成，才能夠及時(shí)準(zhǔn)確掌握制造過程中的動(dòng)態(tài)信息，從而為提高生產(chǎn)效率和制造資源利用率提供支持。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要因地制宜：選擇合適的數(shù)據(jù)采集方式

生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的目標(biāo)是：在正確的時(shí)間，將正確的信息以正確的方式傳遞給正確的系統(tǒng)（或人員），以做出正確的決策（或操作）。因此，要根據(jù)具體的需求來選擇的數(shù)據(jù)采集方式。數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵是接口，包括物理接口（物理連接方式）和數(shù)據(jù)接口（數(shù)據(jù)的邏輯表達(dá)形式，即數(shù)據(jù)模式），數(shù)據(jù)采集和集成的過程是將具有源數(shù)據(jù)模式的源數(shù)據(jù)映射（或轉(zhuǎn)變）為具有目標(biāo)數(shù)據(jù)模式的目標(biāo)數(shù)據(jù)，然后將分析和處理后的信息以不同形式展現(xiàn)給不同系統(tǒng)（或人員）。

在信息化實(shí)施過程中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想方式是直接通過數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備或系統(tǒng)的接口集成數(shù)據(jù)信息；對(duì)于不能直接獲取的數(shù)據(jù)信息，可以采用外加傳感器的方式進(jìn)行采集；而對(duì)于其它的數(shù)據(jù)信息，則可以通過人機(jī)交互界面，由生產(chǎn)過程中的人員根據(jù)生產(chǎn)過程中的情況，并經(jīng)過適當(dāng)處理，以人工方式進(jìn)行采集。

拿生產(chǎn)進(jìn)度的跟蹤來說，離散行業(yè)和流程行業(yè)自身的特點(diǎn)決定了生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在制造過程中的數(shù)據(jù)采集和集成方式存在差異。離散制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量在很大程度上依賴于制造設(shè)備和人員，自動(dòng)化水平相對(duì)較低，其制造過程中數(shù)據(jù)的采集主要集中在與離散設(shè)備的信息集成和與人員的交互上。而流程制造企業(yè)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)方式都比較成熟，自動(dòng)化水平相對(duì)較高，其生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的采集主要側(cè)重于與過程控制系統(tǒng)（PCS）的集成與交互。

在不同采集模式中，企業(yè)需要根據(jù)自身行業(yè)特點(diǎn)與實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，選擇適合自己的數(shù)據(jù)采集方式。比如在汽車行業(yè)中，采用編碼對(duì)各種產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別，以消除產(chǎn)品在安裝過程中的錯(cuò)誤，是產(chǎn)品跟蹤和監(jiān)控過程中比較常見的方法。近年來，隨著一維、二維和多維條碼技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）等的逐步成熟，特別是物聯(lián)網(wǎng)的提出，為制造企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了多種可靠的解決方案。然而在一些特殊的環(huán)境下，可以采用一些特殊的數(shù)據(jù)采集方式，如在高溫和高電磁干擾情況下可采用金屬條碼技術(shù)。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需因勢(shì)利導(dǎo)：數(shù)據(jù)采集中的信息交互

當(dāng)然，不同類型的制造過程信息可從不同的角度動(dòng)態(tài)反映生產(chǎn)制造過程，這些信息既有保存在各種信息系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化信息，也有生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員和各種設(shè)備產(chǎn)生的半結(jié)構(gòu)化信息乃至非結(jié)構(gòu)化信息。對(duì)于機(jī)械加工行業(yè)來說，由于訂單、時(shí)間和空間的交織，牽涉到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、質(zhì)量檢測(cè)以及制造資源分配等方方面面，這就需要將生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與企業(yè)資源計(jì)劃、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝管理、物料管理等系統(tǒng)進(jìn)行有較集成和信息交互。

目前很多制造企業(yè)對(duì)其制造過程中各種數(shù)據(jù)信息的來源和構(gòu)成比較模糊，其中關(guān)鍵的問題還在于對(duì)信息的源頭不能進(jìn)行有效地集成。比如某離散制造企業(yè)經(jīng)常幾個(gè)甚至幾十個(gè)訂單同時(shí)執(zhí)行，由于缺乏生產(chǎn)過程中關(guān)鍵信息的采集與集成，對(duì)訂單的跟蹤力度很弱，經(jīng)常出現(xiàn)不知道某訂單的執(zhí)行進(jìn)程，還曾出現(xiàn)過三年前的訂單丟失，當(dāng)訂貨單位追究法律責(zé)任時(shí)才逐級(jí)查出相關(guān)情況。總體說來，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的制約主要在于不能及時(shí)對(duì)生產(chǎn)狀況進(jìn)行掌握和控制，其中關(guān)鍵的問題在于關(guān)鍵信息的采集和集成，以及信息流動(dòng)的暢通性和敏捷性。

不同類型的制造過程中信息可從不同的角度動(dòng)態(tài)反映生產(chǎn)制造過程，在生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，可以采用多種數(shù)據(jù)挖掘和信息融合的方式將海量數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，以便于后期集成。例如數(shù)控機(jī)床加工進(jìn)度數(shù)據(jù)信息的采集可以利用宏指令方式、PLC采集方式、主軸功率采集和分析方式、實(shí)時(shí)加工坐標(biāo)跟蹤等方式進(jìn)行采集，這幾方面的數(shù)據(jù)都可以從不同的側(cè)面反映加工進(jìn)度，通過一定的規(guī)則進(jìn)行信息融合，則我們可以獲取更加準(zhǔn)確可信的加工進(jìn)度。

由于制造企業(yè)實(shí)際情況千差萬別，致使生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)的集成存在多樣性特征。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以作為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)存在，直接與各種企業(yè)信息系統(tǒng)進(jìn)行集成；也可以作為某個(gè)系統(tǒng)（如MES系統(tǒng)）的一部分存在。由于生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)的集成是通過接口完成的，所以，當(dāng)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行改造或升級(jí)時(shí)，一般只需要就生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遵循相關(guān)的集成接口就可以了；只有當(dāng)企業(yè)需要實(shí)現(xiàn)原企業(yè)信息系統(tǒng)所不能完成的功能時(shí)，才會(huì)根據(jù)需求對(duì)其進(jìn)行改造或升級(jí)。

離散制造業(yè)涉及產(chǎn)業(yè)非常廣泛，包括汽車、機(jī)床、計(jì)算機(jī)、日用電子消費(fèi)品等。就中國(guó)目前情況而言，在大中型的離散制造企業(yè)中，管理信息化和設(shè)計(jì)信息化已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用并取得了較好的效益，但對(duì)于大部分離散制造企業(yè)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，車間生產(chǎn)的信息很難準(zhǔn)確及時(shí)地反饋到企業(yè)的管理層，極大地影響了企業(yè)決策的及時(shí)性和科學(xué)性。