精益生產(chǎn)線控制系統(tǒng)解決方案

1、精益生產(chǎn)線控制系統(tǒng)解決方案概述工業(yè)自動化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。無論高速大批量制造企業(yè)還是追求靈活、柔性和定制化企業(yè)，都必須依靠自動化技術(shù)的應(yīng)用。自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程起著明顯的提升作用：（1）提高生產(chǎn)過程的安全性；（2）提高生產(chǎn)效率；（3）提高產(chǎn)品質(zhì)量；（4）減少生產(chǎn)過程的原材料、能源損耗。據(jù)國際權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，對自動化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產(chǎn)出比約1：4至1：6之間。目前，工業(yè)自動化系統(tǒng)通常分為5級：企業(yè)管理級、生產(chǎn)管理級、過程控制級、設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動級。前兩級管理級涉及的高新技術(shù)主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)、

2、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)；過程控制級涉及的高新技術(shù)主要是智能控制技術(shù)和工程方法；設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動級涉及的高新技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和新器件交流數(shù)字調(diào)速技術(shù)。也可將上述5級分層歸納為：企業(yè)管理決策系統(tǒng)層（ERP）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)層（MES）、過程控制系統(tǒng)層（PCS）三層結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)支撐系統(tǒng)（企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫），并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的物流、資金流、信息流的集成，提高企業(yè)競爭力。企業(yè)管理決策系統(tǒng)層（ERP）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)層（MES）必須建立在設(shè)備自動化和過程自動化基礎(chǔ)上。數(shù)控機(jī)床自動化管理系統(tǒng)目前，國內(nèi)大多數(shù)機(jī)床監(jiān)控系統(tǒng)屬于專用系統(tǒng)，其開放性較差，已不能滿足當(dāng)今制造業(yè)的

3、發(fā)展需求，屬于工廠內(nèi)典型的 “自動化孤島”。而計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得工廠自動化設(shè)備的互聯(lián)成為可能。組態(tài)軟件作為自動化系統(tǒng)“水平”和“垂直”集成的橋梁和紐帶，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化的各個領(lǐng)域。組態(tài)監(jiān)控技術(shù)為實(shí)施數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、生產(chǎn)控制提供了基礎(chǔ)平臺，與檢測部件、控制部件構(gòu)成復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，在節(jié)能、提高計(jì)量精度、改善產(chǎn)品質(zhì)量、完成部門間精確傳遞生產(chǎn)信息等方面發(fā)揮核心作用，有利于企業(yè)消除信息孤島、降低運(yùn)作成本、提高生產(chǎn)效率、加快市場反應(yīng)速度。基于對生產(chǎn)線數(shù)據(jù)的采集和產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、追溯，需要一套高度精細(xì)化和智能化的制造執(zhí)行系統(tǒng)（ MES ）來控制整個生產(chǎn)過程，以使企業(yè)向生產(chǎn)

4、制造柔性化和管理精細(xì)化方向發(fā)展，提高市場應(yīng)對的實(shí)時性和靈活性，降低不良品率，改善生產(chǎn)線的運(yùn)行效率，加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和在制品管理、產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)能力，降低生產(chǎn)成本等。數(shù)控機(jī)床加工的生產(chǎn)管理模式數(shù)控機(jī)床的高柔性、高效率、穩(wěn)定的加工精度和加工復(fù)雜型面能力，能對用戶需求做出快速的反應(yīng)，深獲制造業(yè)的青睞。在一些大中型制造企業(yè)，根據(jù)生產(chǎn)的需要和數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，已形成多種生產(chǎn)組織管理模式的制造系統(tǒng)，主要包括：- 基于分布式數(shù)控（DNC）的車間（工段）信息管理系統(tǒng)-對車間（工段）內(nèi)的數(shù)控機(jī)床群體，通過其各自的數(shù)控系統(tǒng)與上位機(jī)的通訊，并傳達(dá)生產(chǎn)規(guī)劃與控制信息。這種信息集成的管理模式，在目前的制造系統(tǒng)中占

5、最大比例。- 柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統(tǒng)（FMS）-FMS和FMC除了具有完善的DNC管理系統(tǒng)外，還有自動化倉庫、物料搬運(yùn)和裝卸、刀具檢測、預(yù)調(diào)和傳送以及狀態(tài)監(jiān)控等硬件模塊和相應(yīng)的物流和刀具流控制軟件。- 自動化工廠（FA）-以自動化中央立體倉庫為中心，由多條FMS及相應(yīng)企業(yè)信息管理系統(tǒng)組成的高度綜合自動化工廠（車間）。- 柔性機(jī)床組成的生產(chǎn)線-主要用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如汽車、摩托車和家電等。盡管目前已投產(chǎn)的柔性生產(chǎn)線比重不大，但由于它適應(yīng)對同族零件的多品種混流批量生產(chǎn)，已成為當(dāng)前柔性加工的主要發(fā)展方向。主要包括兩種類型柔性自動線（FTL），由能夠自動變換多軸頭的數(shù)控組合機(jī)床、三座

6、標(biāo)加工單元和順序物料輸送系統(tǒng)等組成的生產(chǎn)線；柔性加工生產(chǎn)線（FML），由高效、通用數(shù)控機(jī)床和柔性物料輸送系統(tǒng)等組成的生產(chǎn)線，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于多組FMC按工藝流程進(jìn)行配置。由上述4類數(shù)控機(jī)床組成的制造系統(tǒng)可知，DNC不僅需用面廣，更是其他制造系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)控車間信息集成管理系統(tǒng)數(shù)控車間集成管理系統(tǒng)對以數(shù)控機(jī)床群為主的加工車間實(shí)施車間管理和信息集成，由多種單元技術(shù)組合而成。主要內(nèi)容如下管理單元 任務(wù)管理接受生產(chǎn)任務(wù)，生成各機(jī)床加工任務(wù)清單，并發(fā)送到各機(jī)床 NC程序管理編輯、更新、修改、拷貝、更名、打印、加工軌顯示、各臺CNC的加工程序庫管理、多臺CNC機(jī)床同時在線加工 工藝管理工藝信息輸入、修改、

7、更新和打印 系統(tǒng)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)圖形監(jiān)視機(jī)床狀態(tài)、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、完成品統(tǒng)計(jì)； 通信單元完成管理單元與各機(jī)床集成器之間的信息傳遞；機(jī)床集成器完成各種CNC系統(tǒng)信息采集和任務(wù)雙向傳遞；CNC機(jī)床的集成改造該系統(tǒng)有以下幾種應(yīng)用組合 單元技術(shù)應(yīng)用（如單機(jī)DNC服務(wù)、多機(jī)程序管理等）； 數(shù)控工段的DNC系統(tǒng)（上/下傳送程序和參數(shù)的文件集中管理；多臺CNC在線加工等）； 數(shù)控工段（車間）集成管理系統(tǒng)（按企業(yè)需求與上級信息系統(tǒng)集成/采集機(jī)床信息，形成車間管理系統(tǒng)，具有DNC系統(tǒng)功能）。該系統(tǒng)形成單元技術(shù)基礎(chǔ)和系統(tǒng)綜合能力，以企業(yè)現(xiàn)有的加工車間為對象，按系統(tǒng)工程規(guī)劃，解決對象對技術(shù)進(jìn)步的要求為目的，以系統(tǒng)工程組合不同規(guī)模

8、的信息集成和管理工程，實(shí)現(xiàn)制造環(huán)境的信息集成與管理。數(shù)控工具磨床智能自動化生產(chǎn)線應(yīng)用實(shí)例數(shù)控工具磨床智能自動化生產(chǎn)線項(xiàng)目的設(shè)計(jì)功能主要分為兩部分：1. 智能自動化流水線實(shí)例整體智能自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖整體分為五個部分。其中包括自動化數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備通訊開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)線智能控制核心，人機(jī)交互，機(jī)器人控制與通訊，輔助控制與執(zhí)行單元。通過自動化數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備的通訊模塊，所有生產(chǎn)線上的設(shè)備實(shí)現(xiàn)通訊連接，生產(chǎn)的信息和機(jī)器狀態(tài)被生產(chǎn)線控制核心的信息處理模塊收集起來。智能核心分析模塊和決策，跟據(jù)所得到的機(jī)器信息，以及系統(tǒng)設(shè)置信息，最優(yōu)化的自動安排生產(chǎn)過程。并通過機(jī)器人通訊模塊接口，對機(jī)器人發(fā)出控制命令，

9、從而完成整個生產(chǎn)線流水線的生產(chǎn)控制。如果發(fā)生故障或者異常情況，控制中心可以向單臺生產(chǎn)設(shè)備發(fā)送控制命令，完成停機(jī)，報(bào)警或者其他指令。2.自動化生產(chǎn)線和數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控管理系統(tǒng)把每臺機(jī)器的產(chǎn)品加工情況、生產(chǎn)情況、維護(hù)情況、停機(jī)故障情況、值班情況等信息采集反饋到中控系統(tǒng)， 錄入中心數(shù)據(jù)庫， 進(jìn)而進(jìn)行綜合分析、對比計(jì)算與顯示， 從而達(dá)到監(jiān)測目的；把機(jī)器的加工參數(shù)、優(yōu)化程序、維護(hù)計(jì)劃、生產(chǎn)指標(biāo)、值班調(diào)度等控制指令和程序從綜控系統(tǒng)下載到各數(shù)控機(jī)器，從而達(dá)到分布式的優(yōu)化調(diào)度、協(xié)調(diào)與控制，以實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)線的最優(yōu)化控制與運(yùn)行。具體可分為一下功能： 將所有XX新開發(fā)的開溝機(jī)數(shù)控系統(tǒng)連接在一起統(tǒng)一管理和監(jiān)控； 建立開

10、溝機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫； 搜集/采樣每臺開溝機(jī)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù) / 質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù) / 維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)； 分析生產(chǎn)過程數(shù)據(jù) / 質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù) / 維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生直觀圖表/質(zhì)量報(bào)表， 根據(jù)不同情況對生產(chǎn)/安全/質(zhì)量情況進(jìn)行評估分級； 特別對停機(jī)/故障情況進(jìn)行分類處理，機(jī)械故障/電氣故障/軟件故障/正常維護(hù)，對每一類進(jìn)行更細(xì)的分類處理， 從而提高生產(chǎn)效率，降低故障情況； 對操作人員進(jìn)行統(tǒng)一管理，操作機(jī)器能力，故障分析能力等； 統(tǒng)一對開溝機(jī)生產(chǎn)進(jìn)行規(guī)劃，動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)細(xì)節(jié)，優(yōu)化生產(chǎn)過程； 對產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行質(zhì)量跟蹤/分析，產(chǎn)生優(yōu)化方案；建立Web 管理網(wǎng)絡(luò)，公司管理人員可以在任何地方方便查看公司的機(jī)床運(yùn)行情況/產(chǎn)品完成情況/客戶需求情況，并在線遠(yuǎn)程提出質(zhì)詢意見，發(fā)出管理命令；若把這些功能模塊化， 可以分為一下幾個模塊：控制助手顯示實(shí)時數(shù)據(jù)及時鑒別機(jī)器故障顯示過程圖形趨勢和操作參數(shù)計(jì)算生產(chǎn)力定位廢品與效率計(jì)劃助手圖形計(jì)劃板多級式計(jì)劃更換和變更生產(chǎn)作業(yè)顯示勞動力需求顯示原材料供應(yīng)情況顯示庫存情況連接ERP系統(tǒng)質(zhì)量助手獲取并顯示工藝參數(shù)分析顯示質(zhì)量分布動態(tài)圖分析廢品率、廢品種類以及廢品原因產(chǎn)生制作QA 分析文檔對比工藝和