在智能制造加速推進的背景下，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）作為連接企業(yè)計劃層（ERP）與控制層（PLC/SCADA）的核心樞紐，承擔著生產(chǎn)調(diào)度、過程監(jiān)控、質(zhì)量追溯與設(shè)備管理等關(guān)鍵職能。而傳統(tǒng)上僅用于物理防護的安全光幕，正逐步從“被動安全裝置”向“主動信息節(jié)點”轉(zhuǎn)型。通過將其運行數(shù)據(jù)與MES系統(tǒng)深度集成，企業(yè)不僅能提升產(chǎn)線安全性，更能實現(xiàn)對人機交互、作業(yè)節(jié)拍與設(shè)備狀態(tài)的精細化管理，構(gòu)建更智能、透明的生產(chǎn)體系。
一、集成需求與挑戰(zhàn)
在自動化車間中，安全光幕廣泛應用于機器人工作站、沖壓機、裝配線等人機協(xié)作區(qū)域，其核心功能是檢測人員進入危險區(qū)并觸發(fā)停機保護。然而，傳統(tǒng)安全光幕僅通過硬接線將“安全/非安全”信號傳遞給PLC，信息維度單一，無法反饋設(shè)備狀態(tài)、故障原因或操作行為。這導致MES系統(tǒng)難以獲取真實的人機交互數(shù)據(jù)，影響生產(chǎn)分析的完整性。例如：無法統(tǒng)計因人員干預導致的停機時長，難以追溯安全事故根源，也無法優(yōu)化人機協(xié)同效率。
二、數(shù)據(jù)集成技術(shù)路徑
為實現(xiàn)安全光幕與MES系統(tǒng)的高效對接，需采用分層架構(gòu)與標準化通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)的實時性、完整性與安全性。
- 數(shù)據(jù)采集層：支持智能接口的安全光幕
選用具備IO-Link、Profinet或EtherNet/IP等工業(yè)以太網(wǎng)接口的智能安全光幕，可輸出豐富的狀態(tài)信息，包括：- 實時安全狀態(tài)（正常/屏蔽/遮擋/故障）
- 設(shè)備型號、序列號與運行時間
- 故障代碼（如光束污染、對準偏移）
- 屏蔽/消隱模式啟用狀態(tài)
- 控制與傳輸層：PLC/安全控制器作為中介
安全光幕首先接入安全PLC或安全控制器，確保安全邏輯的獨立性與合規(guī)性（符合IEC 62061、ISO 13849標準）。PLC通過OPC UA或Modbus TCP協(xié)議，將處理后的安全狀態(tài)與診斷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至MES系統(tǒng)，實現(xiàn)安全與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的融合。 - 應用層：MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用
MES接收數(shù)據(jù)后，可實現(xiàn)以下功能：- 停機分析：自動記錄因安全光幕觸發(fā)導致的停機事件，分類統(tǒng)計“人為干預”、“誤觸發(fā)”、“設(shè)備故障”等類型，輔助OEE（設(shè)備綜合效率）分析；
- 電子作業(yè)指導書聯(lián)動：當光幕處于屏蔽模式時，MES可彈出確認提示，確保操作合規(guī)；
- 質(zhì)量追溯：在關(guān)鍵工位，結(jié)合光幕狀態(tài)判斷操作是否規(guī)范，增強過程可控性；
- 預防性維護：根據(jù)光幕報警頻率與運行時長，自動生成清潔或校準工單，降低突發(fā)故障風險。
三、典型應用場景
- 在汽車焊裝車間，機器人工作站的安全光幕數(shù)據(jù)接入MES，用于監(jiān)控維修人員進出頻次，優(yōu)化維護排程；
- 在電子裝配線，MES通過光幕狀態(tài)判斷操作員是否規(guī)范取放物料，提升作業(yè)標準化水平；
- 在食品包裝線，結(jié)合光幕與視頻監(jiān)控，實現(xiàn)人機交互行為的數(shù)字化審計，滿足GMP合規(guī)要求。
