位于美国印第安纳州北部的ITAMCO与TFT公司，曾将MT Connect连接软件应用于机床的监控。现在，这两家公司准备将其推广到其他更有前景的应用领域。
大多数生产企业更愿意采用新技术，先从小规模生产开始，在获得初始期的适度收益后，再逐步推广增加，希望在以后得到更多的回报。但MT Connect连接软件，则似乎沿着一条不同的路径发展。凡是执行这一数据标准的公司，几乎都可以直接由此获取巨大的成果。这是因为MT Connect连接软件，使他们能够将数据从机床和其他生产设备中提取出来，通过这些数据，可以发现和揭示那些事先难以检测到的问题或生产中的瓶颈。在许多情况下，可以比较容易地确定这些问题的解决方案。其结果是：能够更好地利用生产设备，准时交货，减少了对车间的管理工作。
图1 Price先生可从与车间网络连接的任何PC机上，检查由
MT Connect连接软件操作的机械监控系统的仪表板显示图像
ITAMCO公司（位于印第安纳州的普利茅斯市）是一家提供精密机械加工服务和开放式齿轮生产的加工厂，最近刚完成其第一期使用MT Connect连接软件的机械监控项目。采用该系统，可以提取来自35台数控机床的各种数据，其中包括齿轮磨床、铣床、车床和喷丸抛光机。按照ITAMCO公司的技术经理和MT Connect连接软件项目的负责人Joel Neidig先生的说法，该公司监控这些机床的效率明显提高，已使其停机时间，平均每月降低15%。因此ITAMCO公司这两个工厂内的全部150台机床，将于2013年底，配置MT Connect连接软件，使其与监控系统连接在一起。
Task Force Tips（TFT）公司（位于Valparaiso镇）是一家生产消防设备的制造商。该公司拥有18台各种型号和品牌的机床，由一套MT Connect连接软件操作系统监控。该公司的产品系列涉及到不同批量生产的多种复杂工件。做好调度工作，确保顺畅和稳定的工作流程，一直是TFT公司所面临的一大挑战。
Nate Price先生负责MT Connect连接软件项目的实施执行工作，他说，监控系统可帮助实时跟踪零件的计数和监控具体的生产细节。通过该系统对机床的故障或紧急停机发出的报告作出快速反应，TFT工厂提高了其生产能力，使其与生产计划保持一致，同时又不断地将新产品或专用产品引进到该厂的生产流程之中。
在安装一套由MT Connect连接软件操作的机械监控系统时，ITAMCO和TFT这两家公司都面临着一条艰苦曲折的学习道路，这主要是因为他们都是采用这项技术的早期使用者。这一系统显著优越性的迅速体现，轻易说服了他们作出最初的决定。更重要的是，其结果是如此地令人鼓舞，于是这两家公司进决定一步制订计划，以扩大MT Connect连接软件操作系统的应用领域。
图2 Neidig先生正在演示其智能手机上的移动
应用程序操作，如何使其能够采集车间内的数据
ITAMCO公司已经将MT Connect连接软件与8台机床连接，使监控系统开始工作。由MT Connect连接软件采集的数据将被用于确定哪些机床的操作消耗能量最大，以便使这些机床在非用电高峰时段工作，从而达到降低能耗的目的。该车间也将MT Connect连接软件作为一种通用的数据格式，用于配备蓝牙软件的移动设备，这些设备是由其公司内部开发研制的，但将在商业市场上销售。这种被称为iBlue的装置配有多个接口，可与用户选用的手持式硬度测试仪、温度计或千分表连接。工件的硬度、温度和尺寸可以从车间的任何地方采集到，并将其无线发送到智能手机、平板电脑或计算机之中。
TFT公司也为MT Connect连接软件的应用制订了一个庞大的计划。现在，该工厂的全部生产型机床都已与该监控系统连接，并且又增加了更多有待于跟踪、记录和分析的机床数据条件。不久之后，零件的数量和生产周期时间也将被自动地传送到一套正在不断发展的ERP企业资源规划系统之中。该公司还准备将其刀具预调仪、棒材进料机、高压冷却系统和其他外围设备连接在一起，使它们能够与机床数控系统（CNC）进行自动交流。
上、下游机床如何连接？
MT Connect实际上是一套开放式免版税的连接标准，使用XML和互联网协议技术作为一个共同的通信链接，发布网络上的机械数据。简而言之，MT Connect可将专用计算机语言转换成通用的简易网络语言，它可以被日益发展的数据采集领域和机械监控软件应用程序所使用。例如，ITAMCO公司的机械监控系统是基于ShopViz之上且专门为MT Connect连接软件而设计的一套应用程序。它起源于TechSolve公司，该公司的项目经理认识到，工业部门能否接受MT Connect连接软件，在很大程度上取决于该软件的实用性，即为加工车间和制造厂的最终用户创造真正的价值。由于优先考虑到了这一点，因此该公司首先将精力集中到一个对监控机械和工作状态一目了然的未雨绸缪方法之上。
2008年，MT Connect连接软件标准首先在国际制造技术博览会（IMTS）上亮相，当Neidig先生及其父亲Gary先生首次碰到这一MT Connect连接软件时，他们觉得其在机械监控系统中的应用，显然很有价值。正如Neidig先生回忆时所说的那样，一项能够使数据在网络上通信交流的非专用标准正是“我们想要的东西。”
图3 在大批量生产时，TFT公司的多主
轴车削加工中心通常采用无人化操作
当时，ITAMCO公司拥有30种不同型号的CNC和来自十几家制造商的机床，因此，将它们轻易且经济地与一套有效的监控系统相连接，似乎是毫无希望和遥不可及的。他们推测，MT Connect可以扭转这种局面。而更重要的是，Neidigs先生也可以设想开发其他有价值的应用程序，这样就能够以标准的格式存取这些数据。
不久之后，年轻的Neidig先生加入了MT Connect技术咨询小组。随着该标准的不断发展和成熟，对于其新应用的想法继续在他的脑海里发酵。在此期间，ITAMCO公司开始与TechSolve公司合作安装其监控系统。这需要在Giddings&ewis公司、马扎克公司、大隈公司和其他机床制造商的机床上安装MT Connect连接软件适配器。其所涉及到的数控系统品牌包括Mazatrol、西门子和FANUC。实际上，适配器是一种安装在CNC内部作为一个程序的专用软件设施，可与CNC发出的代码、报警、信号和其他信息相“适应”，使它们与MT Connect专用术语相兼容。
另一个实用软件是MT Connect代理软件，它通过适配器收集数据，并将其编为XML代码，使其他软件程序可以在整个网络上存取这一数据（包括远程访问的互联网）。ITAMCO使用多个以战略性方式嵌入其车间网络中的代理软件，因为他们处理的数据量很大。ShopViz公司使用该数据来显示图像和报告，使管理者们能够看到车间内的活动情况。其中包括像汽车仪表盘那样的一个主显示屏，提供车间内一目了然的运行情况。到2011年底，35台机床已成功地完成了与监控系统的连接。nextpage
“在使用MT Connect连接软件之前，我们对生产问题一无所知。”Neidig先生说。经理们意识到，他们需要对生产进度进行控制，以保持盈利能力和客户的满意度，但他们不知道问题究竟出在工作流程中的哪些地方。现在，工厂里有了监控系统，他们可以通过精确的实时数据，看到车间内所存在的问题。例如，报警器发出信号，并通过电子邮件、文本信息或车间内的仪表显示板，告诉他们某一台机床已停机。为了按时完成生产计划，可选用多种方式，如安排维修或将工作流程转移到另一台机床上。
Neidig先生说，虽然其迅速作出反应的能力，对发现问题机床来说很有帮助，但做好预防工作将能得到真正的回报。ITAMCO公司的工作人员可以分析停机时间的模式，并制定解决方案或重新组织工作流程。
图4 ZOLLER数字式刀具预调仪
所有相关的连接性问题
TFT公司的总裁Stewart McMillan先生，也在2010年IMTS国际制造技术博览会上“发现”了MT Connect连接软件。Price先生回忆说，他的反应是明确的：“我们需要这一技术。”McMillan先生以最快的速度，让其公司采用这一当时流行的车间网络和成套连接技术。机加工车间的工作人员可以从每台机床附近的PC机上看到他们需要设置、运行、检测和跟踪零件的信息。
该系统不能做到事情是：无法自动进入到CNC系统操作期间所产生的有关机床状态、周期时间、零件计数和刀具使用等情况的关键数据。这要依靠操作人员以手工方式输入有关零件数量和运行时间的数据。即使在采用自动化辅助设备的情况下，例如像条形码扫描仪和ID员工身份卡阅读器，但这个过程仍比较缓慢，无纠错功能，而且只能在事情发生以后，才能很好执行，因为其报告间隔时间通常为每一个班次报告一次。
“这些缺点的存在，给我们带来了很大的问题，因为TFT公司有很多种产品，我们通常都是小批量生产，”Price先生说，“小批量生产，难以准确地确定每个零件究竟需要多少加工时间。这种缺乏验证的信息，会降低成本估算的可靠性和增加车间计划的不确定性。产生设备生产的瓶颈和利用不足的问题，往往会让人们认识到问题的严重性。”因此，McMillan先生对MT Connect产生浓厚兴趣是可以理解的。他积极采用电子技术的倾向，以简化车间的操作运行，以及快速地作出安装一套由MT Connect连接软件操作的机械监控系统的决定，也是可以理解的。
在2011年初，TFT公司开始与System Insights公司合作，安装其Vimana软件应用程序，用于监控和管理机床的生产效率。Vimana软件的设计，采用易于理解的仪表板显示图像，为车间的经理们提供一个性能实时画面。例如，TFT公司下定决心，要让其生产中使用的所有机床，直接与监控系统相连接。不需要导航程序或分阶段执行。这是一票富有挑战性的订单。虽然TFT公司只有18台数控机床在生产中运行，其中包括10台不同型号的机床，从卧式加工中心（HMC）到配置多样化的多功能机床。在这一清单中也包括了一台钻孔/攻丝机和一台多主轴螺纹加工机床。
System Insights公司声称，该车间在其客户的基础上，提供了一系列多样化的机型。然而实践证明，在这种情况下，Vimana软件是很有能力的，因为它使用了先进的分类引擎，对引入的MT Connect软件连接数据进行排序和分类，以确定确切的生产时间和非生产时间。此分类引擎能够使其正确解释数据，说明什么时候将产生切屑，即使是用于此目的机床内部参数可能发生了变化。
图5 iBlue无线工业数据发送器的操作过程
TFT公司提出的另一个重要特点是：能够自动发送电子邮件或短信通知，报告机床的停机时间、故障或其他令人感兴趣的事件。由于TFT公司的有些机床，如分度多轴螺纹机床，常常处于长期无人化操作的状态，因此一名机加工操作人员通常需要照看一台以上的机床。自动发出通知，可确保一台需要照看的机床，不必因操作人员轮值看守另一台机床而等待很长的时间。不像ITAMCO公司那样，TFT公司不使用公共显示板来显示机械监控仪表板的图像。相反，该仪表板图像可以立即在每台机床的任何PC机上观测到。当然，凡是允许登录到网络上的任何设备均可以远程访问这些数据。
TFT公司只选用网络文件服务器上的一个MT Connect连接代理软件，将数据从所有的MT Connect适配器中提取出来。System Insights公司推荐使用这种方法，因为它有利于集中化的中央系统管理。该公司声称，其开放式源代码C++代理的结构，适用于处理大量的适配器连接口。由于车间内CNC系统的类型多种多样，因此与MT Connect适配器连接的接口也各不相同。在某些情况下，该适配器具有简单地转换输出控制系统的专有数据报告功能。在其他情况下，该适配器采用一硬件接口，与控制面板内的电力I/O输入/输出板相连接。
一个充满希望的未来
通过使用相同的协议来连接机床和采集数据，使MT Connect连接软件在车间范围内机械监控一类的应用成为可能。然而，采用其他多种连接也是可能的。在ITAMCO公司，还使用MT Connect连接软件作为公用平台，通过iPod采集数据，发送给各机床操作人员。这些操作人员正在培训，使用iPod来跟踪监控机加工周期时间中记录在案的零件生产数量。
每部iPod都加载了一个称作QUPID（“质量、价格和交货期”三大客户价值因素组合）的移动版应用程序，是由ITAMCO公司开发的。随着这个应用程序的运行，操作员通过使用iPod的内置摄像头，读取车间路由器书面资料上的条形码、机床上的条形码标签及其雇员ID卡上的条形码，以创建一个XML数据文件。
iPod的键盘可用于输入成品零件的数量和机床的运行时间。一个SEND发送指令，将该数据文件同时发送到该车间质量管理系统中的一个数据库及其一个ERP企业资源规划系统的数据库之中，并通过一个由TechSolve开发的MT Connect连接软件适配器与ShopViz监控系统相连接，将其纳入到仪表板上的统计数字之中。
目前，用于监控生产设备用电量的MTConnet连接应用程序正在开发之中，采用MT Connect连接软件操作和配置电力监控系统的8台机床，正在采集有关电流、电压和耗电量等数据。针对生产活动中的这些记录，制定计划，确定哪些操作是耗电量最大的“电老虎。”然后，该公司将研究如何在电力供给率较低的期间内重新安排这些操作。这项试验计划的结果将决定如何通过ITAMCO公司的这两个工厂实施电力监控。MT Connect连接应用程序也正在规划之中，以便监控工厂内压缩空气系统的耗电量。像大多数生产制造厂那样，据ITAMCO公司估计，10%~30%的能耗成本与空压机和压缩空气管线有关。通过确定和解决因效率低下和泄漏造成的资源浪费问题，ITAMCO希望这个区域的能耗成本能降低一半。
TFT公司还准备进一步推广MT Connect连接软件在工厂内的操作运行。其重点工作集中在三个方面：切削刀具的管理、车床上的棒料进给装置和车铣床的高压冷却液传送。不但对于TFT公司，而且对于MT Connect连接软件标准的开发商而言，切削刀具的管理都是一项优先重要的工作。MT Connect连接软件的开发是可以扩展的。其命名，加注标记和定义公约可以容易地应用于制造工艺中的各个方面。负责将MT Connect连接软件扩展到刀具、夹具，工件和其他移动设备的一个工作组，最后确定包括切削刀具在内的扩展标准。Price先生是该工作组的成员之一，他说道：“现在，TFT公司必须以不同的方法，根据不同的计算机程序确定每一把刀具。我们的CAM软件需要一种格式，我们的刀具管理系统需要另一种软件格式，而我们的设置文件，还需要另一种格式。”因此，该计算机程序不能很容易地共享切削刀具数据。他认为，采用MT Connect连接软件是一种理想的解决方案。
TFT公司正计划使用MT Connect连接软件，将刀具管理系统的数据库与其数字式刀具预调仪的测量数据整合在一起。其最终的目标是：确保当前的刀具长度补偿和其他相关数据，始终与特定刀具保持相应联系。其另一个好处是，可防止不符合规格的刀具被安装到机床的主轴之中。Price先生还注意到，在带有副轴功能的车床上采用MT Connect连接软件，可以使棒料进给装置与CNC系统进行通信联系，这样可以使棒材得到充分利用。这个概念涉及到棒材进料装置的检测数据，使棒材的长度超过一个成品的长度。在这种情况下，一个来自棒材进料装置的信号会触发一个加工周期起动，而机床的副轴在这一加工周期中起到一个零件拉拔器和零件夹的作用。只要剩余部分能够提供足够长的棒料，便于机床主轴夹头或卡盘在其切断过程中卡紧固定，那么就会多生产出一个“额外”的零件，不会使剩余的部分变成废料。考虑到TFT公司的棒材消费量很大，预期在这一应用领域的节约额度是相当可观的。
高压冷却液系统上与MT Connect连接软件相兼容的传感器，也将使他们更加灵活。这是将冷却液压力值设置到适合于操作运行的水平上。“我们并不总是需要将冷却液以1000psi（1psi=6.89kPa）的满负荷压力传送，”Price先生解释说，“当车床转塔处于使用状态时，采用较低的适度压力，使其能够使用较为简单的设置和负荷较轻的冷却液软管和喷嘴。还可降低能耗成本。在配置MT Connect连接软件后，该冷却系统还能报告它们与监控系统的工作状况，并在触发到紧急报警的情况时发出报警信息。
ITAMCO公司和TFT公司深知MT Connect连接软件只是一种手段，而不是目的。MT Connect的出现，向制造业中的数字化设备之间的兼容性迈出了巨大一步，同时也为提高生产率做出了贡献。这种连接可以算得上是最重要的连接。
