MTconnect-based decision support system for local machine tool monitoring

Abstract

Cyber-Physical Machine Tools (CPMT) are becoming ubiquitous parts of manufacturing sectors. CPMT offer immense potentials in the current CNC machine tool through integrating the machine tool and the machining process using computation and networking to enhance interconnection and autonomy. This study contributes to literature by presenting a variety of MTConnect applications in facilitating the decision making process at different production levels. We do this through addressing the challenges of data communication and management with CNC machine tool. Using the MTConnect protocol, we gathered near real-time data from a CNC machine. Next, the collected data are utilized to develop a local monitoring system that facilitates the decision-making process with applications on: i) production planning, ii) preventive maintenance, and iii) energy consumption analysis. In each application, various analyses and visualization techniques are presented to show the capabilities of the decision support system (DSS) for the operator. Finally, the advantages of the local DSS to improve the interoperability of the CNC through MTConnect are discussed.

Las máquinas ciberfísicas (CPMT) se están convirtiendo en elementos fundamentales del sector de la manufactura. Las CPMT ofrecen inmensos potenciales para las máquinas CNC a través de la integración de la máquina y el proceso de mecanizado, utilizando computación y redes para mejorar la interconexión y la autonomía. Este estudio contribuye a la literatura presentando una variedad de aplicaciones de MTConnect para facilitar el proceso de toma de decisiones en diferentes niveles de producción. Hacemos esto abordando los desafíos de la comunicación y gestión de datos con la máquina CNC. Utilizando el protocolo MTConnect, recopilamos datos en tiempo real de una máquina CNC. A continuación, los datos recopilados se utilizan para desarrollar un sistema de monitoreo local que facilita el proceso de toma de decisiones con aplicaciones en: i) control de producción, ii) mantenimiento preventivo y iii) análisis del consumo de energía. En cada aplicación se presentan diversos análisis y técnicas de visualización para mostrar las capacidades del sistema de soporte de decisiones (DSS) para el operador. Finalmente, se discuten las ventajas del DSS local para mejorar la interoperabilidad de las máquinas CNC a través de MTConnect.