離散制造過程信息智能測控系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用(共35頁).ppt

1、12主要內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)主要內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)工程設(shè)計方案工程設(shè)計方案概述概述研究成果研究成果 存在問題及改進建議存在問題及改進建議 3 1. 1. 概述概述建立離散制造過程信息智能測控系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)全建立離散制造過程信息智能測控系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程質(zhì)量監(jiān)控過程質(zhì)量監(jiān)控浙江三花汽車控制系統(tǒng)熱力膨脹閥裝配生產(chǎn)線的技術(shù)改浙江三花汽車控制系統(tǒng)熱力膨脹閥裝配生產(chǎn)線的技術(shù)改造造工程目標工程目標應(yīng)用平臺應(yīng)用平臺設(shè)計以設(shè)計以“MES+無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)+RFID/條碼為模式的企業(yè)信條碼為模式的企業(yè)信息化智能測控系統(tǒng)息化智能測控系統(tǒng) 實現(xiàn)方案實現(xiàn)方案4 2.2 工程研究的關(guān)鍵技術(shù)工程研究的關(guān)鍵技術(shù)2.1 工程

2、研究的主要內(nèi)容工程研究的主要內(nèi)容 2. 2. 主要內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)主要內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)52.1 2.1 工程研究的主要內(nèi)容工程研究的主要內(nèi)容 研究離散制造業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)模型研究離散制造業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)模型 研究生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 建立建立MES數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，信息平安和身份認證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，信息平安和身份認證系統(tǒng)6生產(chǎn)過程信息化系統(tǒng)模型生產(chǎn)過程信息化系統(tǒng)模型 決策層使用的管理工具，決策層使用的管理工具，主要應(yīng)用系統(tǒng)是主要應(yīng)用系統(tǒng)是ERPERP企業(yè)資源方案、企業(yè)資源方案、 CRMCRM客戶關(guān)系管理、客戶關(guān)系管理、SCMSCM供給鏈管理、供給鏈管理、 BPMBPM企業(yè)績效管理

3、等企業(yè)績效管理等 企業(yè)中層使用的工具企業(yè)中層使用的工具: :MESMES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng) 一線操作人員使用的生產(chǎn)過程一線操作人員使用的生產(chǎn)過程監(jiān)控工具監(jiān)控工具: :SCADASCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視HMI(Human Machine HMI(Human Machine Interface) Interface) 2.1 2.1 工程研究的主要內(nèi)容工程研究的主要內(nèi)容7系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容方案層執(zhí)行層MES控制層SFC客戶管理CRM供給鏈管理SCM企業(yè)資源方案ERP 企業(yè)績效管理BPM運輸與后勤T&L協(xié)同制造商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(CMC/PDM工序詳細調(diào)度數(shù) 據(jù) 采 集SCADAHM

4、I維 護 管 理過 程 管 理質(zhì) 量 管 理生產(chǎn)單元分配文 檔 管 理2.1 2.1 工程研究的主要內(nèi)容工程研究的主要內(nèi)容8 MES與與ERP、SFC集成接口集成接口 短途無線網(wǎng)絡(luò)短途無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計的設(shè)計 產(chǎn)品標識及產(chǎn)品標識及自動識別技術(shù)自動識別技術(shù) 具有嵌入式控制器的自動測控設(shè)備具有嵌入式控制器的自動測控設(shè)備 MES相關(guān)組件及其數(shù)據(jù)庫的研究 OPC等的有關(guān)技術(shù)開發(fā)并應(yīng)用基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制器，改造現(xiàn)有設(shè)備，提高測控設(shè)備的智能性、實時性和可靠性； 開發(fā)面向工業(yè)控制的嵌入式無線智能儀表/傳感器。 研究無線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場設(shè)備的組態(tài)方 法，開發(fā)組態(tài)軟件； 嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計： 實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)模

5、塊的模塊化， 標準化； 適于工業(yè)控制的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò) 通訊協(xié)議的優(yōu)化設(shè)計：通過冗 余通道、路徑優(yōu)化等技術(shù)防堵 塞設(shè)計，保證數(shù)據(jù)實時性，新 增節(jié)點即插即用。解決產(chǎn)品在生產(chǎn)環(huán)節(jié)可識別技術(shù)；RFID、條碼一維、二維的設(shè)計及代碼定義：保證包含更多有用生產(chǎn)信息和防止過失功能，如時間、類型、批次號、需裝配零件號、流水線編號等。解決如何在小尺寸或不規(guī)那么產(chǎn)品 上 印 制 、 粘 貼 、 識 別RFID/條碼的技術(shù)2.2 2.2 工程研究的關(guān)鍵技術(shù)工程研究的關(guān)鍵技術(shù)93.2 具體實施方案具體實施方案3.1 系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)設(shè)計方案 3. 3. 工程設(shè)計方案工程設(shè)計方案10控制層 膨脹閥裝配生產(chǎn)線過程信息智能測控

6、系統(tǒng)膨脹閥裝配生產(chǎn)線過程信息智能測控系統(tǒng) 工作臺1工作臺2工作臺N成品確認OPC XML-DA服務(wù)器無線調(diào)度主機控制臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器現(xiàn)場以太網(wǎng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器車間控制計算機車間局域網(wǎng)計劃層執(zhí)行層路由器路由器公司局域網(wǎng)ERPSCMBPM3.1 3.1 系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)設(shè)計方案11控制臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器現(xiàn)場以太網(wǎng)控制層 膨脹閥裝配生產(chǎn)線過程信息智能測控系統(tǒng)膨脹閥裝配生產(chǎn)線過程信息智能測控系統(tǒng) 工作臺1工作臺2工作臺N成品確認OPC XML-DA服務(wù)器無線調(diào)度主機數(shù)據(jù)庫服務(wù)器車間控制計算機車間局域網(wǎng)計劃層執(zhí)行層路由器路由器公司局域網(wǎng)ERPSCMBPM在控制層完成的主要內(nèi)容：在控制層完成的主要內(nèi)容：開發(fā)基于開發(fā)

7、基于RFID/條碼、工控機、條碼、工控機、PLC、單片機的自動測控設(shè)備和儀表；、單片機的自動測控設(shè)備和儀表；AAAAAAAA 開發(fā)了基于開發(fā)了基于Zigbee的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時上下傳輸；的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時上下傳輸；AAAAAAAAAAAA上傳數(shù)據(jù)：產(chǎn)品編號、工序代碼、工位代碼、員工代碼、測控數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)上傳數(shù)據(jù)：產(chǎn)品編號、工序代碼、工位代碼、員工代碼、測控數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)如設(shè)備的操作記錄信息，設(shè)備故障信息等如設(shè)備的操作記錄信息，設(shè)備故障信息等 下傳數(shù)據(jù)：產(chǎn)品規(guī)格、裝配下傳數(shù)據(jù)：產(chǎn)品規(guī)格、裝配/測試參數(shù)，生產(chǎn)連鎖，操作指令，設(shè)備或者產(chǎn)品的測試參數(shù)，生產(chǎn)連鎖，操作指令，設(shè)備

8、或者產(chǎn)品的預(yù)警信息等預(yù)警信息等 AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA現(xiàn)場顯示：生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)總數(shù)、不合格數(shù)、工藝路線等；現(xiàn)場顯示：生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)總數(shù)、不合格數(shù)、工藝路線等；AAAAAAAAAAAAA 基于實時數(shù)據(jù)庫管理，實現(xiàn)工序間產(chǎn)品生產(chǎn)閉環(huán)控制，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量基于實時數(shù)據(jù)庫管理，實現(xiàn)工序間產(chǎn)品生產(chǎn)閉環(huán)控制，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量 。 JI3.1 3.1 系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)設(shè)計方案12控制臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器現(xiàn)場以太網(wǎng)控制層 膨脹閥裝配生產(chǎn)線過程信息智能測控系統(tǒng)膨脹閥裝配生產(chǎn)線過程信息智能測控系統(tǒng) 工作臺1工作臺2工作臺N成品確認OPC XML-DA服務(wù)器無線調(diào)度主機數(shù)據(jù)庫服務(wù)

9、器車間控制計算機車間局域網(wǎng)計劃層執(zhí)行層路由器路由器公司局域網(wǎng)ERPSCMBPM在執(zhí)行層完成的主要內(nèi)容：在執(zhí)行層完成的主要內(nèi)容：通過實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)與控制層的接口；通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)與方案層的接口通過實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)與控制層的接口；通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)與方案層的接口AA 控制主機的數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時上傳與下傳；控制主機的數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時上傳與下傳； ；控制主機的質(zhì)量控制模塊實現(xiàn)加工質(zhì)量的統(tǒng)計、分析和預(yù)測；控制主機的質(zhì)量控制模塊實現(xiàn)加工質(zhì)量的統(tǒng)計、分析和預(yù)測； ；控制主機的過程控制模塊實現(xiàn)生產(chǎn)過程可視化監(jiān)控，自動修正生產(chǎn)中的錯誤；控制主機的過程控制模塊實現(xiàn)生產(chǎn)過程可視化監(jiān)控，自

10、動修正生產(chǎn)中的錯誤；控制主機的維護管理模塊實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、分析統(tǒng)計設(shè)備的使用控制主機的維護管理模塊實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、分析統(tǒng)計設(shè)備的使用情況、生產(chǎn)能力、運行和停工時間，并注明停工的原因；情況、生產(chǎn)能力、運行和停工時間，并注明停工的原因； 。控制主機的生產(chǎn)單元分配通過生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)和工作單，實現(xiàn)生產(chǎn)單元間控制主機的生產(chǎn)單元分配通過生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)和工作單，實現(xiàn)生產(chǎn)單元間 的工作流，提供調(diào)度信息并以此完成實時在線調(diào)整車間已指定的生產(chǎn)進度的工作流，提供調(diào)度信息并以此完成實時在線調(diào)整車間已指定的生產(chǎn)進度，對返修品和廢品進行處理等等；，對返修品和廢品進行處理等等； ；3.1 3

11、.1 系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)設(shè)計方案13 MES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng) 短程無線網(wǎng)絡(luò)短程無線網(wǎng)絡(luò)-Zigbee技術(shù)技術(shù) OPC技術(shù)技術(shù)產(chǎn)品標識產(chǎn)品標識-條碼技術(shù)條碼技術(shù)自動測試設(shè)備的先進檢測技術(shù)和控制技術(shù)自動測試設(shè)備的先進檢測技術(shù)和控制技術(shù)Zigbee技術(shù)組成的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單技術(shù)組成的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、本錢低、抗干擾能力強、組、體積小、本錢低、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活；實現(xiàn)了一點對多點及多點對多網(wǎng)靈活；實現(xiàn)了一點對多點及多點對多點之間的設(shè)備間數(shù)據(jù)的透明傳輸；特別點之間的設(shè)備間數(shù)據(jù)的透明傳輸；特別適合工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸量不大的場所。適合工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸量不大的場所。另外，網(wǎng)絡(luò)采用開放式結(jié)構(gòu)，根

12、據(jù)不同另外，網(wǎng)絡(luò)采用開放式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同需要場合，還可將令牌式短途無線網(wǎng)絡(luò)需要場合，還可將令牌式短途無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)無線以太網(wǎng)等嵌入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。、工業(yè)無線以太網(wǎng)等嵌入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。 OPC效勞器實現(xiàn)了效勞器實現(xiàn)了OPC XML-DA標準。通過該效勞器，任何標準。通過該效勞器，任何支持支持XML的系統(tǒng)都可通過標準的系統(tǒng)都可通過標準的的OPC XML-DA接口獲取系統(tǒng)接口獲取系統(tǒng)效勞器的數(shù)據(jù)。這大大提高了系效勞器的數(shù)據(jù)。這大大提高了系統(tǒng)信息共享和互操作能力。通過統(tǒng)信息共享和互操作能力。通過XML和簡單對象訪問協(xié)議，為和簡單對象訪問協(xié)議，為MES/ERP等提供跨平臺的數(shù)據(jù)等提供跨平臺的數(shù)據(jù)信息。信息。

13、采用條碼，實現(xiàn)了每只產(chǎn)品的身份標識，采用條碼，實現(xiàn)了每只產(chǎn)品的身份標識，科學(xué)編碼實現(xiàn)了代碼信息集成：如產(chǎn)品生科學(xué)編碼實現(xiàn)了代碼信息集成：如產(chǎn)品生產(chǎn)時間、類型、批次號、需裝配零件號、產(chǎn)時間、類型、批次號、需裝配零件號、流水線編號等。流水線編號等。通過條碼和通過條碼和RFID的自動讀寫，節(jié)省了大的自動讀寫，節(jié)省了大量量人工本錢，提高作業(yè)精確性，加快處理速人工本錢，提高作業(yè)精確性，加快處理速度，有效跟蹤物流動態(tài)。度，有效跟蹤物流動態(tài)。自動檢測設(shè)備采用各種檢測技術(shù)實現(xiàn)壓力、流量、長度、應(yīng)力、泄露、形狀等指標的測量。 設(shè)計開發(fā)了以ARM為核心自動檢測控制器，該控制器能夠?qū)崿F(xiàn)多種規(guī)格的輸入?yún)?shù)的檢測，直接

14、輸出控制多種現(xiàn)場設(shè)備，同時具有標準的RS232、PS/2、RS485、RFID/條碼讀寫器接口，人機接口通過液晶屏，可以自動顯示各種工作狀態(tài)和上層的指令和文檔。MES： 以ERP/MES/SFC為核心的企業(yè)信息集成已成為國內(nèi)外企業(yè)研究、應(yīng)用的主要技術(shù)之一。3.2 3.2 具體實施方案具體實施方案14 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況4.1 主要創(chuàng)新點主要創(chuàng)新點 4. 4. 研究成果研究成果15將國外先進的生產(chǎn)過程信息化理論應(yīng)用到我國離散制造業(yè)的生將國外先進的生產(chǎn)過程信息化理論應(yīng)用到我國離散制造業(yè)的生 產(chǎn)過程，實現(xiàn)了離散生產(chǎn)過程多級防過失要求產(chǎn)過程，實現(xiàn)了離散生產(chǎn)過程多級防過失要

15、求(如工位防過失、如工位防過失、 工序防過失、流水線防過失、倉儲生產(chǎn)防過失等，徹底改變工序防過失、流水線防過失、倉儲生產(chǎn)防過失等，徹底改變 了現(xiàn)在離散生產(chǎn)容易操作失誤的缺點，解決了了現(xiàn)在離散生產(chǎn)容易操作失誤的缺點，解決了MES系統(tǒng)與我國系統(tǒng)與我國 企業(yè)實際情況的對接，降低投入本錢，特別適應(yīng)中小型企業(yè)的企業(yè)實際情況的對接，降低投入本錢，特別適應(yīng)中小型企業(yè)的 需求。需求。 采用先進的、開放的體系結(jié)構(gòu)，高效的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫，先采用先進的、開放的體系結(jié)構(gòu)，高效的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫，先 進的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及網(wǎng)絡(luò)整體平安體系，保證了系統(tǒng)的平臺無進的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及網(wǎng)絡(luò)整體平安體系，保證了系統(tǒng)的平臺無 關(guān)性。關(guān)

16、性。4.1 4.1 主要創(chuàng)新點主要創(chuàng)新點將短途無線、條碼二維將短途無線、條碼二維/RFID、測控技術(shù)集成為一體，通、測控技術(shù)集成為一體，通 過生產(chǎn)環(huán)節(jié)識別技術(shù)，實現(xiàn)了離散生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，并投入使用，過生產(chǎn)環(huán)節(jié)識別技術(shù)，實現(xiàn)了離散生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，并投入使用， 為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推廣開辟新領(lǐng)域。為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推廣開辟新領(lǐng)域。164.1 4.1 主要創(chuàng)新點主要創(chuàng)新點系統(tǒng)具備多種通信接口，保證了多種無線網(wǎng)絡(luò)的兼容性系統(tǒng)具備多種通信接口，保證了多種無線網(wǎng)絡(luò)的兼容性。 建立建立以生產(chǎn)為中心的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議：實現(xiàn)了以生產(chǎn)為中心的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議：實現(xiàn)了 - 的分級地址結(jié)構(gòu)，快速組網(wǎng)，輕量計算的高可靠的分級地址結(jié)構(gòu)

17、，快速組網(wǎng)，輕量計算的高可靠 性算法：校驗、確認回碼、錯誤重發(fā)、停機待發(fā)、數(shù)據(jù)合理性性算法：校驗、確認回碼、錯誤重發(fā)、停機待發(fā)、數(shù)據(jù)合理性判斷等。判斷等。 AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，在CSMA/CA協(xié)議根底上，結(jié)合令牌網(wǎng)協(xié)議根底上，結(jié)合令牌網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，實現(xiàn)定時采集、保證實時性。絡(luò)優(yōu)勢，實現(xiàn)定時采集、保證實時性。 AAAAAAAAAAAA17 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 MES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)18 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 MES制造

18、執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)19 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 MES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)20 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 MES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)21 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 MES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)22 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 MES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)23 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 MES制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)24 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況無線通訊模塊無線通訊模塊25 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 條碼的應(yīng)用條碼的應(yīng)用26 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)現(xiàn)場27 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 車間控制室車間控制室28 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 局部自動化測控設(shè)備局部自動化測控設(shè)備29 4.2 4.2 成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況 局部自動