智能制造（3）制造企业DNC/MDC 应该如何规划？

欢迎转载，须署名并注明来自丹东老李微信公众号（cnlnlaoli）

若受益文尾右下点【好看】或右上点【转发】或【赞赏】1米，因账号需提升权限

企业信息化相关系统、以及系统名称简拼（如DNC、MDC）不了解的，请点击阅读这篇文章《

中小企业信息化（三）企业都需要哪些系统

》中相关内容，本篇涉及再简单、易懂解释如下：

DNC（英文 Distributed Numerical Control）即分布式数控。简单说就是企业采购多台支持网络连接的数控加工机床，并按加工布局分布到车间现场后，再把各数控加工机床通过网络连接起来，企业通过连接到此网络的计算机，可以实现与各数控加工机床进行通讯，这就是目前国内主流制造行业DNC应用场景

MDC（英文Manufacturing Data Collection & Status Management）即加工数据收集与设备状态管理。应用的前提是要有DNC网络，通过连接到网络的上位机（计算机）对下位机（数控加工机床）的运行状态、加工数据进行高速实时采集、或定时采集。

MDC系统都能采集到哪些数据，这不全是由MDC系统决定的，而是由下位机的PLC系统，以及系统提供的接口（API软件、或专用硬件、或OPC UA功能）决定的，下面以常见的发那科系统（官方公开文档）为例，说明发那科系统支持采集的信息。

有了上文基础知识之后，那么制造企业应该如何规划适合企业自身情况的DNC/MDC系统，制定一个低门坎，可持续扩展的方案呢？作者结合实际项目经验，把制造企业的DNC/MDC规划、引进划分为以下阶段，如下图所示：

说明：任何方案都有其适用的上下文场景，适用本规划的企业上下文场景可《点击阅读企业信息化—APS系统（1）企业为什么要引进APS系统中第一点，本文所适用的业务背景范围》，简单说就ETO模式、单件小批量订货、非大型复杂制造项目（如船舶等）

一阶段：基础通讯连通，实现NC程序共享

这个阶段是DNC系统的物理网络连接基础，实现了上位机（终端计算机）与下位机（数控加工机床）的网络连接，这种连接有2种模式：

上位机与下位机是同一网络中的对等节点，一般1台上位机可以同时连接多台下位机；上位机可以随时连接任何1台他可以访问的下位机，这种方案也是目前几乎所有DNC公司在推荐的方案。

企业必须明白：其实这种方案只适合于那种集中编程，集中下发NC加工程序到下位机的业务场景

上位机与下位机通过网络端口直接连接，二者是1对1的连接，但上位机处于同一对等网络，这种方案大多DNC公司不推荐，原因是他们的系统架构就不是这样设计的，国内大多参考CIMICO《相关可阅读智能制造（2）企业现在能做哪些工作》。

企业必须明白：这种方案适用的场景《点击阅读企业信息化—APS系统（1）企业为什么要引进APS系统中第一点，本文所适用的业务背景范围》，若你的业务属于这种场景，建议你就得谨慎选择DNC/MDC软件商（或可以咨询作者）

实现上位机与上位机的网络连接之后，二者之间也就具备互相通讯的条件，目前大多数DNC系统实施，主要也就是NC加工程序的共享、互传，其它更多的功能是围绕NC加工程序的归档，以及如何能快速检索到而展开的。

也就是说在DNC系统中，重复实现了部分PDM、CAPP相关的功能，这对企业来说，要谨慎评估，是否会造成数据重复维护、以及不一致的问题。

二阶段：实现机床私有云化管理

这个阶段的定义，企业应根据自身情况定义。因为在本文的业务场景中，企业初期连接模式为第2种，即上位机与下位机直接1对1连接，这种方案有其：

优势：比如说将来的MDC方面

劣式：比如说成本、统一资源管理

企业最终要采用二者并存的混合模式（这种也欢迎同仁摩擦交流），因为企业上位机采用的是私有桌面云，所以才有了这个阶段的定义。

上位机与下位机1对多的连接模式，具有以下优势：

下位机与上位机网络对等，不再局限于特定终端

上位机在授权条件下，可以连接网络内任意数下位机，并实现信息共享

可以对下位机进行远程连接管理

可以对网络内下位机资源统一到某服务器进行统一管理（也可以分散多台服务器管理）

三阶段：远程控制与MDC采集

这个阶段主要目标是实现上位机通过网络（甚至互联网）对其所连接下位机的远程控制管理；以及对下位机在加工过程数据、设备状态参数高速实时、或定时采集，采集数据的范围以及能力，文章开篇已有描述。

在这个阶段，如果有条件可以实现MES系统与DNC/MDC系统在业务架构层面的集成。通过MES系统正在加工的业务对象与MDC数据采集的集成、关联，可以实现对操作者零件图、工艺路线、刀具数据、加工要素标准、机器执行数据的同步采集，记录加工第一现场最真实的数据，以及标准数据。

未来，操作者这个专业性非常强的工作将是透明化、数字化、可视化，甚至每一秒状态都可以了解。

四阶段：操作者加工过程、技能更加专业化

通过操作者工作过程的透明化、数字化，使得我们要以对操作者的过程可以进行更专业、更细化的分解，形成更细节的标准化，比如：

加工刀头、刀杆标准化、数字化；

加工要素的标准化、模型化；

NC加工程序标准化、语义化场景（可根据加工程序快速配置加工环境工况）

结构、加工路径标准化

最佳的操作者工作标准是，工作过程每个细节均有标准化指导，拒绝操作者个性化，系统能做到对操作者是否符合操作标准要能检测。

这对企业带来的好处是非常多的，比如不限于：

刀具性能最大化、质量保证、成本最大化

机床性能最大化、最优化加工

操作者不再按经验加工，而是按标准、刀具参数、数控加工设备参数加工

提升操作者技能，使操作者的业务不再是不可介入，不可指导

重点培养，一部分操作者成长为按程序加工的纯操作者；另一部分成长为专业的数控工程师

五阶段：大数据/BI

到这里获许会有人说真能搞，真是无处不大数据，好象不说大数据就不高大上似的，其实不然，这样说不是了唬人。

事实是MDC系统采集的数据量，根据企业及时性要求，可能会非常庞大。比如说1秒采集1次数据（这1次采集可能包括很多信息，如：时间、主轴转速、切削量、倍率等所有企业关注的参数），则1台设备1天8小时采集28800条数据，剩下就是你设备的数量，以及实际每天能开工多少小时，很简单的计算了。

MDC产生的数据量将会非常庞大，需要专业的数据仓库支持，大数据分析将离不开BI技术的加持。

同时企业以采集的数据为基础，可以根据不同的关注点，制定不同的KPI指标，用于分析加工过程的机器行为、状态，以及人的行为、状态，以便于及时发现问题、及时纠正，实现大数据的闭环管理，可以预估的KPI比如：

设备的总上电时间、总运行时间、实际加工时间、空运行时间、切削时间

设备加工零件数量信息

单个程序执行情况：运行时间、加工时间、效率等

实际执行加工要素情况：主轴转速、进给量

这个项目阶段的规划，具有以下优点：

循序渐进、可持续的

不存在重复投资、重复建设

由浅入深，渐入佳境

符合企业管理优化的过程