边缘计算网关如何应用在数控机床装备升级改造中

随着现代制造加工对复杂化、精密化、大型化以及自动化设备的要求不断提高，数控机床作为制造业的核心基础装备产业日益得到广泛应用。据统计，2020年我国数控机床产业资产规模将达2700亿元，数控机床是复杂性的工业机器，机床的故障会严重阻碍着生产的效率和质量，需要设备故障维修售后工程师奔赴现场而人员维护、差旅成本高。工厂维修的停产、停工待产影响产量计划，极大浪费人员成本。

对于数控机床的生产厂商来说，他们需要掌握已售出的数控机床开工状态和地域分布，以便精准的制定未来生产计划和销售策略；同时需要了解每台设备的运行状态和性能指标，进行预测性的维护，为客户提供更好的服务。对于购买数控机床的制造企业来说，不仅需要实时监测数控机床的工作状态，也需要一种解决方案来实现加工指令的快速发放，帮助工厂管理者更有效的分配企业资源，优化生产流程，避免数控机床的空转、断线或者停机维护，

深圳市宏电技术股份有限公司其中一个数控机床客户就面临这样的问题，客户是一家著名品牌数控机床在中国的合资公司，也是该品牌在中国大陆的唯一代表，承担近百万套数控机床的售后服务工作，其售后负责人希望能对售出的数控机床工作状态、分布情况实时了解，以便精准的制定未来生产计划和销售策略，同时还希望在故障发生前就提前预测，避免数控机床的空转、断线或者停机维护，给企业生产运营带来损失。

经过多次与数控机床厂家的交流，宏电认为首先需要解决设备联网的网络通道和网络接入的问题，根据数控机床设备在全国、全球的点多分散及使用现场的环境，对数控机床CNC控制单元和测量数据单元的远程诊断维护及数据监测，通过无线通信随时通信、易部署特点，以边缘计算网关—宏电工业智能物联网关为载体建立机床设备之间互联互通的通道，建立数控机床远程智能监控系统，具体方案实施主要从以下几个方面：

数控机床运行数据实时稳定安全上传

边缘计算网关提供安全高速的数据连接，打通数控机床的数据通道，网关和平台之间采用心跳机制；数据采集方面支持RTC和数据本地存储，可以在断网情况下继续准确的采集；实时采集数控机床的工作数据，以及对这些数据的本地处理、清洗和存储，最后上传到云，设备联网方面采用有线、WIFI或者4G等多种通信方式将数据传输至平台服务端，平台服务端根据不同的状态信息实时记录和监视机床的运行状态。企业管理者可通过手机/PC等终端设备，实时显示产品所处的运行状态。并且可针对制作工序进行检测，从而自动核算出产量及人员效率。

提高机床边缘侧的计算能力

通过多个边缘计算网关搭建的分布式数据存储和分布式计算，对采集CNC状态信息和生产数据进行本地化处理和清洗有效提高机器人边缘侧的计算能力，为客户节省复杂计算应用计算服务器及其系统的搭建费用。

CNC存储扩容，实现大容量数据存储转发

数控机床客户还提出一个额外的需求，即目前一些旧的数控机床，其内存普遍不足，面对一些复杂零件的加工，有点力不从心，希望能够通过网关对数控机床进行扩容，对于这部分需求宏电除了工业网关本身支持的16G内存外增加扩展板支持后期数据量大的情况下轻松实现扩容，实现加工指令在办公网络和CNC之间传输和中转

远程监控管理，减少现场维护成本

针对边缘计算网关大量部署后期的维护问题，将工业网关接入设备管理云平台，在设备管理平台后端可实时监控工业网关通信状态监控、远程配置、远程故障排查、运行历史记录统计、用户权限控制、设备追踪定位等功能，通过基站定位的方法，实现数控机床的资产追踪，解决简单的问题，减少不必要的现场服务次数；

项目实施后，机床售后负责人反馈当季度售后服务满意度提高20%，单个运维工程师可以同时负责多个片区的售后问题处理，远程诊断故障，极大的减少售后维护成本。另一方面机床的联网互通建立了区域企业间实现设备资源、信息资源共享，合理最大限度利用现有资源，实现企业管理的科学化。