XX機電職業(yè)技術(shù)學院智能制造實訓室項目建設方案1、公司簡介 62、院校現(xiàn)場軟硬件情況 6 6 8 3數(shù)字化車間改造方案 3.1.2DNC3.1.3DNC設計原則3.2DNC3.3遠程監(jiān)控與加工信息采集部分3.4CAXA-DNC統(tǒng)計分析模塊3.5CAD/CAM、CAPP、MES與DNC系統(tǒng)的集成3.5.1DNC與CAD/CAM/CAPP/PDM3.5.2DNC與MES的集成3.6網(wǎng)絡DNC實施設備聯(lián)網(wǎng)采集清單：3.7DNC5中央控制室及數(shù)字化方針部分7、XXX2院校現(xiàn)場軟硬件情況車間一期已經(jīng)實現(xiàn)機床聯(lián)網(wǎng)與機床的基礎數(shù)據(jù)采集，并實現(xiàn)了車間的一體化使用與教學。車間機床清單如下表所示：數(shù)字化車間數(shù)控車床設備清單設備編號設備名稱生產(chǎn)廠家設備型號生產(chǎn)年月數(shù)控系統(tǒng)數(shù)量1數(shù)控車床XX數(shù)控機床有N-098/7502011年12月FANUC0iMate-TD12數(shù)控車床濟南第一機床廠CK6136i2007年FANUC0iMate-TC13數(shù)控車床云南機床廠CY-K3602008年8月FANUC0iMate-TD14數(shù)控車床南通機床廠CK6141/10002011年9月FANUC0iMate-TD15數(shù)控車床南通機床廠CK6141/10002011年9月FANUC0iMate-TD16數(shù)控車床南通機床廠CK6141/10002011年9月FANUC0iMate-TD17數(shù)控車床南通機床廠CK6141/10002011年9月FANUC0iMate-TD18數(shù)控車床南通機床廠CK6141/10002011年9月FANUC0iMate-TD19立式加工XX數(shù)控機床有VMC-8002011年12月FANUC0IMate-MD1數(shù)控車床云南機床廠CY-K3602008年6月FANUC0iMate-TC1數(shù)控車床云南機床廠CY-K3602008年6月FANUC0iMate-TC1數(shù)控車床云南機床廠CY-K3602008年6月FANUC0iMate-TC1數(shù)控車床云南機床廠CY-K3602008年6月FANUC0iMate-TC1數(shù)控車床云南機床廠CY-K3602008年6月FANUC0iMate-TC1智能制造單元機床設備清單設備編號設備名稱生產(chǎn)廠家設備型號生產(chǎn)年月數(shù)控系統(tǒng)數(shù)量1立式加工XX數(shù)控機床有VMC-8002011年12月SIEMENS828DBasicM12立式銑床XX數(shù)控機床有VM-8002011年12月SIEMENS828DBasicM13立式銑床XX數(shù)控機床有VM-8002011年12月SIEMENS828DBasicM1其中數(shù)字化車間由13臺數(shù)控車床與1臺加工中心組成，數(shù)控系統(tǒng)為08年-11年的FANUC數(shù)控系統(tǒng)，主要為FANUC0iMate-TC、FANUC0iMate-TD、FANUC0iMate-MD系統(tǒng)?，F(xiàn)場布局圖：數(shù)字化車間軟件為CAXA-DNC軟件，通過軟件實現(xiàn)了學生使用軟件進行機床程序的下發(fā)，初步實現(xiàn)對車間機床的數(shù)據(jù)采集與分析。序號產(chǎn)品名稱功能說明數(shù)量單位1控制室網(wǎng)絡DNC管理服務器端軟件底層數(shù)據(jù)使用MSSQLServer數(shù)據(jù)庫；文檔版本管理；具有用戶、角色、權(quán)限等安全管理機制；用戶任務欄，任務的按流程處理/提交/完成等功能；用戶任務負荷統(tǒng)計、項目進度統(tǒng)計；CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)集成平臺；文檔檢索、產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總表等功能；產(chǎn)品目錄管理；機床代碼、參數(shù)、刀具管理；各類文檔模板、流程、類型定義；機床通信管理等1節(jié)點服務器數(shù)據(jù)存儲1臺網(wǎng)絡DNC通信服務器端軟件機床通信進行授權(quán)管理1節(jié)點網(wǎng)絡DNC統(tǒng)計分析服務器端軟件能夠為網(wǎng)絡DNC統(tǒng)計分析模塊客戶端提供統(tǒng)計分析功能服務支持；實現(xiàn)統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)的訪問服務1節(jié)點網(wǎng)絡DNC高級采集服務端軟件能夠為網(wǎng)絡DNC高級采集模塊客戶端提供高級采集功能服務支持；實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的訪問服務1節(jié)點計算機安裝軟件用1臺交換機網(wǎng)絡通訊2臺網(wǎng)絡硬盤錄像機監(jiān)控視頻存儲1臺硬盤視頻存儲6個主控操作臺總控室內(nèi)擺放操作用計算機及顯示器等1套2數(shù)字化機房網(wǎng)絡DNC管理客戶端軟件1、安全管理包括的子功能模塊有用戶管理和數(shù)據(jù)加密。用戶管理中有人員管理、角色管理、相關(guān)用戶管理，權(quán)限設置管理；2、數(shù)據(jù)加密包括電子倉庫中文件格式的加密、電子倉庫所在目錄的60節(jié)點加密、作業(yè)和教案等文件輸出控制等；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)樹是面向離散制造業(yè)用戶的主視圖，系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)樹的方式組織零部件，圖紙和文檔圍繞零部件進行組織。結(jié)構(gòu)樹建立可以通過CAD圖紙信息提取和手工兩種方式建立；3、文檔管理包含對圖紙和文檔的管理，圖紙指的是CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的二維圖紙等各種電子圖型文件，文檔可以是各類電子文件。系統(tǒng)提供共享的文件夾對文檔進行分類管理；4、版本控制版本管理與文檔的生命周期相關(guān)聯(lián)，生命周期包含有新建、入庫、出庫、發(fā)布、重發(fā)布、歸檔等階段，對應的文檔有版本和工作版本之分。支持版本回滾和清除；5、數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)查詢在數(shù)據(jù)集中管理的基礎上，實現(xiàn)對企業(yè)設計數(shù)據(jù)和信息的查找。輸入查詢條件，服務器則把所有符合條件的結(jié)果返回給客戶端，對于查詢結(jié)果可以直接利用；6、數(shù)據(jù)重用為提高新產(chǎn)品的設計效率，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的應用，其中主要包括兩方面的內(nèi)容，一是借用現(xiàn)有零部件和圖紙；二是復制現(xiàn)有零部件和圖紙，在原有圖紙的基礎上進行修改；7、報表統(tǒng)計圖文檔提供的報表類型有：產(chǎn)品明細表、部件明細表、自制件明細表、外購件明細表、標準件明細表等，明細表報表格式由用戶定制；8、支持工具圖文檔提供的工具包括批量入庫、圖紙出庫、拼圖打印、表單定義、報表定義等。CAPP軟件1、工藝卡片的填寫與編輯：可以自己定義表格、填寫表格，也可以拷貝粘貼Word、Excel等軟件的數(shù)據(jù)；提供各種特殊工程圖形符號的直接填寫，如：公差偏差、形位公差等；可以對卡片中的文字字體、字號、顏色以及文字對齊方式進行編輯和修改；2、CAD圖形的重用和圖形繪制：可以充分利用現(xiàn)有CAD系統(tǒng)的圖形文件，如DXF、DWG、EXB等文件的輸入；并可在工藝環(huán)境下繪制工藝簡圖、工藝模板；并提供工藝簡圖中需要的定位夾緊符號庫等。并可以直接繪制任何CAD圖形，也可調(diào)用國家標準的各種圖庫標準件；3、卡片的智能雙向關(guān)聯(lián)填寫：工藝過程卡片上的內(nèi)容與相應工序卡片上的相關(guān)內(nèi)容可以雙向自動關(guān)聯(lián)，工序號自動生成和更新；可一次完成所有卡片公共項目的填寫，修改任意一張卡片的公共信息后，整套工藝規(guī)程的公共信息也會自動關(guān)聯(lián)更新；4、提供工藝知識庫：提供專業(yè)的工藝知識庫，可以幫助用戶快速填寫工藝卡片；系統(tǒng)開放的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，允許用戶自由擴充，定制自己的知識庫；用戶在填寫過程中，可以隨時將常用的詞語入庫，或者選取知識庫的內(nèi)容直接填寫；5、卡片模板定制功能：用戶既可以利用軟件提供的國標模板進行填寫，也可以利用卡片模板定義功能，定制出適合自己企業(yè)特點的工藝模板，并實現(xiàn)模板單元格與知識庫的關(guān)聯(lián)；6、查詢導航功能：對一套工藝的所有卡片按樹狀層次展示給用戶，用戶可輕松的在卡片間切換；在填寫卡片時，將單元格對應的知識以樹狀層次結(jié)構(gòu)展示?？稍诳ㄆ瑯渖线x取指定的卡片進行打印輸出；7、工藝信息統(tǒng)計等輔助功能。60節(jié)點二臺音箱及一套頭戴式無線麥克上課及播放視頻1套計算機（原有損壞的更換）酷睿四代i5處理器，4GBDDR3，500GBSATA串行，21.5英寸，1920臺安裝施工校企互動、遠程教學、可視化設備改造搬遷1套3一體化討論區(qū)教師機酷睿四代i5處理器，4GBDDR3，500GBSATA串行，21.5英寸，19201臺交換機網(wǎng)絡通訊1個講臺桌多媒體講臺1臺網(wǎng)絡DNC管理客戶端軟件1、安全管理包括的子功能模塊有用戶管理和數(shù)據(jù)加密。用戶管理中有人員管理、角色管理、相關(guān)用戶管理，權(quán)限設置管理；2、數(shù)據(jù)加密包括電子倉庫中文件格式的加密、電子倉庫所在目錄的加密、作業(yè)和教案等文件輸出控制等；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)樹是面向離散制造業(yè)用戶的主視圖，系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)樹的方式組織零部件，圖紙和文檔圍繞零部件進行組織。結(jié)構(gòu)樹建立可以通過CAD圖紙信息提取和手工兩種方式建立；3、文檔管理包含對圖紙和文檔的管理，圖紙指的是CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的二維圖紙等各種電子圖型文件，文檔可以是各類電子文件。系統(tǒng)提供共享的文件夾對文檔進行分類管理；4、版本控制版本管理與文檔的生命周期相關(guān)聯(lián)，生命周期包含有新建、入庫、出庫、發(fā)布、重發(fā)布、歸檔等階段，對應的文檔有版本和工作版本之分。支持版本回滾和清除；5、數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)查詢在數(shù)據(jù)集中管理的基礎上，實現(xiàn)對企業(yè)設計數(shù)據(jù)和信息的查找。輸入查詢條件，服務器則把所有符合條件的結(jié)果返回給客戶端，對于查詢結(jié)果可以直接利用；6、數(shù)據(jù)重用為提高新產(chǎn)品的設計效率，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的應用，其中主要包括兩方面的內(nèi)容，一是借用現(xiàn)有零部件和圖紙；二是復制現(xiàn)有零部件和圖紙，在原有圖紙的基礎上進行修改；7、報表統(tǒng)計圖文檔提供的報表類型有：產(chǎn)品明細表、部件明細表、自制件明細表、外購件明細表、標準件明細表等，明細表報表格式由用戶定制；8、支持工具圖文檔提供的工具包括批量入庫、圖紙出庫、拼圖打印、表單定義、報表定義等。1節(jié)點網(wǎng)絡DNC通信客戶端軟件1、能夠支持超過256臺機床的聯(lián)網(wǎng)，并可任意擴展機床數(shù)量，對于機床連接方式要求無線以太網(wǎng)連接上使用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，機床必須有獨立的IP地址；2、支持對FANUC，siemens，華中數(shù)控等國內(nèi)外控制系統(tǒng)機床聯(lián)網(wǎng)；3、對FANUC，siemens，華中數(shù)控的機床，CAD/CAM軟件只需要一次1節(jié)點編程，網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)能夠自動生成不同控制系統(tǒng)的NC文件；4、支持斷點續(xù)傳；5、支持機床的在線加工功能；6、智能文件比較功能：智能的文件比較功能，能輕松地標示出兩個文件(或不同版本)的數(shù)據(jù)差異、錯行、漏行；7、允許同一個程序并行發(fā)送給多臺機床，多個程序同時發(fā)送給不同8、計算機客戶端能夠顯示正在通信的機床數(shù)量及名稱，在傳輸過程中顯示傳輸?shù)拇a。網(wǎng)絡DNC高級采集客戶端軟件采集數(shù)控設備開機與關(guān)機，主軸轉(zhuǎn)與停、執(zhí)行程序名和起止時間、故障代碼等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并能生成或采集機床累計開機時間、主軸累計運轉(zhuǎn)時間、程序累計運行時間等數(shù)據(jù)。具體分以下三個方面：機床實時狀態(tài)監(jiān)測——開關(guān)機狀態(tài)、進給速度、轉(zhuǎn)速、位移、刀具；生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測——加工程序起始/終止時間、實際運行時間；維修監(jiān)測——報警信息。1節(jié)點網(wǎng)絡DNC統(tǒng)計分析客戶器端軟件DNC統(tǒng)計分析模塊可以通過采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計并計算相關(guān)于產(chǎn)品、設備、人員的一些數(shù)據(jù)，并以開放的各類統(tǒng)計匯總表來表示。開放的各類統(tǒng)計匯總表支持用戶自定義/編輯/刪除，及輸出MSExcel文檔。能夠統(tǒng)計產(chǎn)品各節(jié)點下的“自制件”、“標準件”、“外購件”等。DNC統(tǒng)計分析模塊按三類元素統(tǒng)計：產(chǎn)品—零件生產(chǎn)狀況；設備—日志及效率；人員—日志及工作曲線。1節(jié)點課桌椅可組合式梯形桌，優(yōu)質(zhì)鋼管直徑60mm壁厚1.2mm，桌面采用彩色25mm三聚氰胺面板，單桌尺寸120*60*60*60cm，梯形的高是52厘米，桌子高度是75厘米，組合圖片的形狀是2米4長，寬是2米08，一組6套4數(shù)字化車間聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡DNC管理客戶端軟件1、安全管理包括的子功能模塊有用戶管理和數(shù)據(jù)加密。用戶管理中有人員管理、角色管理、相關(guān)用戶管理，權(quán)限設置管理；2、數(shù)據(jù)加密包括電子倉庫中文件格式的加密、電子倉庫所在目錄的加密、作業(yè)和教案等文件輸出控制等；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)樹是面向離散制造業(yè)用戶的主視圖，系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)樹的方式組織零部件，圖紙和文檔圍繞零部件進行組織。結(jié)構(gòu)樹建立可以通過CAD圖紙信息提取和手工兩種方式建立；3、文檔管理包含對圖紙和文檔的管理，圖紙指的是CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的二維圖紙等各種電子圖型文件，文檔可以是各類電子文件。系統(tǒng)提供共享的文件夾對文檔進行分類管理；4、版本控制版本管理與文檔的生命周期相關(guān)聯(lián)，生命周期包含有新建、入庫、出庫、發(fā)布、重發(fā)布、歸檔等階段，對應的文檔有版本和工作版本之分。支持版本回滾和清除；5、數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)查詢在數(shù)據(jù)集中管理的基礎上，實現(xiàn)對企業(yè)設計數(shù)據(jù)和信息的查找。輸入查詢條件，服務器則把所有符合條件的結(jié)果返回給客戶端，對于查詢結(jié)果可以直接利用；6、數(shù)據(jù)重用為提高新產(chǎn)品的設計效率，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的應用，其中主節(jié)點要包括兩方面的內(nèi)容，一是借用現(xiàn)有零部件和圖紙；二是復制現(xiàn)有零部件和圖紙，在原有圖紙的基礎上進行修改；7、報表統(tǒng)計圖文檔提供的報表類型有：產(chǎn)品明細表、部件明細表、自制件明細表、外購件明細表、標準件明細表等，明細表報表格式由用戶定制；8、支持工具圖文檔提供的工具包括批量入庫、圖紙出庫、拼圖打印、表單定義、報表定義等。網(wǎng)絡DNC通信客戶端軟件1、能夠支持超過256臺機床的聯(lián)網(wǎng)，并可任意擴展機床數(shù)量，對于機床連接方式要求無線以太網(wǎng)連接上使用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，機床必須有獨立的IP地址；2、支持對FANUC，siemens，華中數(shù)控等國內(nèi)外控制系統(tǒng)機床聯(lián)網(wǎng)；3、對FANUC，siemens，華中數(shù)控的機床，CAD/CAM軟件只需要一次編程，網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)能夠自動生成不同控制系統(tǒng)的NC文件；4、支持斷點續(xù)傳；5、支持機床的在線加工功能；6、智能文件比較功能：智能的文件比較功能，能輕松地標示出兩個文件(或不同版本)的數(shù)據(jù)差異、錯行、漏行；7、允許同一個程序并行發(fā)送給多臺機床，多個程序同時發(fā)送給不同8、計算機客戶端能夠顯示正在通信的機床數(shù)量及名稱，在傳輸過程中顯示傳輸?shù)拇a。節(jié)點網(wǎng)絡DNC通信機床許可軟件機床通信授權(quán)許可；為計算機與機床之間提供通訊協(xié)議授權(quán)，實現(xiàn)通訊互換。20節(jié)點網(wǎng)絡DNC智能終端軟件智能終端軟件；為機床與計算機之間通訊代碼提供轉(zhuǎn)換，把串口信號換成網(wǎng)口信號。20節(jié)點網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)配套裝置智能終端（NCS6001A）2、1個RS232串口，DB9針接口，每個串口帶有15KVESD保護；3、直流12V供電；4、電源接口為接線端子；5、具備高性能的處理器，大容量內(nèi)存空間，友好的中文或英文菜單配置界面，操作模式豐富，滿足不同行業(yè)應用，并可用WEB瀏覽器進行參數(shù)配置。20個無線交換機網(wǎng)絡通訊4臺無線網(wǎng)橋數(shù)據(jù)傳輸20臺兵裝電源供電20個屏蔽線0.6MM銅芯屏蔽線米插線板20個網(wǎng)絡DNC高級采集客戶端軟件采集數(shù)控設備開機與關(guān)機，主軸轉(zhuǎn)與停、執(zhí)行程序名和起止時間、故障代碼等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并能生成或采集機床累計開機時間、主軸累計運轉(zhuǎn)時間、程序累計運行時間等數(shù)據(jù)。具體分以下三個方面：機床實時狀態(tài)監(jiān)測——開關(guān)機狀態(tài)、進給速度、轉(zhuǎn)速、位移、刀具；生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測——加工程序起始/終止時間、實際運行時間；維修監(jiān)測——報警信息。節(jié)點網(wǎng)絡DNC高級采集機床授權(quán)許可提供高級采集的功能許可；為采集到的數(shù)據(jù)提供交換訪問許可。20節(jié)點網(wǎng)絡DNC統(tǒng)計分析客戶器端軟件DNC統(tǒng)計分析模塊可以通過采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計并計算相關(guān)于產(chǎn)品、設備、人員的一些數(shù)據(jù)，并以開放的各類統(tǒng)計匯總表來表示。開放的各類統(tǒng)計匯總表支持用戶自定義/編輯/刪除，及輸出MSExcel文檔。能夠統(tǒng)計產(chǎn)品各節(jié)點下的“自制件”、“標準件”、“外購件”等。DNC統(tǒng)計分析模塊按三類元素統(tǒng)計：產(chǎn)品—零件生產(chǎn)狀況；設備—日志及效率；人員—日志及工作曲線。節(jié)點采集控制器數(shù)據(jù)采集20臺電流傳感器電流采集20臺交換機網(wǎng)絡通訊20個高清一體化智能攝像機車間監(jiān)控視頻8臺高清紅外半球彩色攝像機機床監(jiān)控視頻20臺觸摸屏電腦（查詢一體機）車間查詢圖紙、工藝等塊但是從現(xiàn)場實施情況來看存在如下幾個問題：1、數(shù)字化機房學生機在使用NX6.0、CAXA3D、CAPP、CAXA-DNC等軟件時存在IP地址沖突的情況。2、數(shù)字化車間目前查詢機沒有使用；3、數(shù)控機床采集數(shù)據(jù)不具備實時性，采集上來的數(shù)據(jù)不全面、不準確；4、現(xiàn)場布線較亂，交換機為民用級，網(wǎng)線并非超五類雙絞屏蔽線；2.3智能制造單元硬件情況現(xiàn)場具備一臺立式加工中心、兩臺數(shù)控銑床、一臺數(shù)控車床、機器人地軌單智能制造實訓單元需要滿足以下幾點：1、滿足現(xiàn)場的參觀，領(lǐng)導可以在現(xiàn)場定制專屬自己的產(chǎn)品并帶走；2、滿足可視化、智能化；3、可以滿足七大專業(yè)的實訓教學；4、可以滿足每個班級40個學生的現(xiàn)場實訓教學；3數(shù)字化車間改造方案數(shù)字化車間在原有機床的基礎上增加兩臺AGV跟一臺檢測設備，學生加工完成零件之后呼叫AGV至當前工位，學生把零件放在AGV上之后再將AGV呼叫至檢測單元，AGV到達檢測單元之后人工將工件取下，釋放AGV。人工再進行加工件的檢測，并將檢測數(shù)據(jù)上傳至考核系統(tǒng)進行評分。隨著數(shù)控機床的普及應用，越來越多的生產(chǎn)設備在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)形成一定的生產(chǎn)能力，并創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟和社會效益。XX機電職業(yè)技術(shù)學院數(shù)字化車間數(shù)控機床現(xiàn)階段計劃實施20臺數(shù)控機床，在未來的幾年中還要不斷擴展。但這些生產(chǎn)設備的程序傳輸、編輯與仿真、數(shù)控程序的管理及設備狀態(tài)采集等方面還存在一些不足，制約著現(xiàn)場的教學，具體表現(xiàn)如下：隨著生產(chǎn)管理的不斷深入，迫切需要底層加工設備的各種實時的加工信息，以便及時掌控生產(chǎn)任務的實際執(zhí)行情況。無法獲得每道工序的加工狀態(tài)和加工時間。無法對生產(chǎn)現(xiàn)場所有機床（含普通設備）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準確采集和反饋。無法實現(xiàn)生產(chǎn)過程狀態(tài)的透明，達到生產(chǎn)過程監(jiān)控，為生產(chǎn)管理系統(tǒng)反饋精確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過匯總分析，了解到生產(chǎn)過程中那些環(huán)節(jié)還待改無法跟蹤作業(yè)時間、零件時間、機器狀態(tài)時間分布、預備時間、循環(huán)周期、停工時間、合格件、報廢件、操作者、機器、單元、部門、班組、零件組和更多的車間加工流程。對于每個機床的設備狀態(tài)，是否開機，是否在加工程序，每個零件的實際加工時間等數(shù)據(jù)進行采集，對于管理者要能了解現(xiàn)場的加工狀態(tài)，知道關(guān)鍵件的加工進度。生產(chǎn)設備不能進入企業(yè)網(wǎng)絡，獨立于企業(yè)網(wǎng)絡之外，形成事實上的信息孤島。隨著計算機技術(shù)的深入應用，數(shù)字化車間將要構(gòu)建幾種信息化管理系統(tǒng)，如CAPP、MES、PDM、ERP以及將要實施的DNC等目前基本都是一個個信息孤島，都需要完整的整合。其中對生產(chǎn)設備的運行時間、停機時間、運行效率需要底層生產(chǎn)設備實時、準確的基礎數(shù)據(jù)支持。由于數(shù)控機床數(shù)據(jù)采集是一個非常廣泛的概念，因此，應根據(jù)實際情況，現(xiàn)實地分析采集內(nèi)容的不同、數(shù)控系統(tǒng)類型的差異，分別采用不同的原理方式實現(xiàn)，且由于受成本、時間、技術(shù)的限制，不宜追求大而全、精而深，能夠滿足需求即可。新增設備：一、AGVAGV選用上海仙知AMB-50型號，選用激光SLAM的導航方式，無需貼磁條，無需安裝反光板，可以通過激光SLAM掃描并建立地圖，安裝及調(diào)試簡單可靠。具體參數(shù)如下二、機械零件智能測評系統(tǒng)1、系統(tǒng)硬件這是一套軟硬件結(jié)合的系統(tǒng)級解決方案，本系統(tǒng)可以大幅減輕教師對工件評分的工作量，本款產(chǎn)品選擇無線量具版本，無線量具版本采用常規(guī)數(shù)顯量具對工件評分，同時系統(tǒng)可兼容市場主流三坐標系統(tǒng)，可自動獲得三坐標測量數(shù)據(jù)文件。該系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢：測量效率提升-全自動測量，無線數(shù)據(jù)傳輸皆可答復提升檢測效率評分效率提升-可導入評分標準，實現(xiàn)邊測量邊自動評分評價效率提升-測量數(shù)據(jù)全記錄，多維度大數(shù)據(jù)分析結(jié)果客觀性保證-采用全自動化影響測量，過程中無人員干預，避免人為誤差個性化知識推送-找出問題，對癥下藥，根據(jù)薄弱點推送相關(guān)知識及視頻內(nèi)容。無線量具可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸，測量特性圖實時顯示，量具無線通信，不受電纜束縛，提高了測量的作業(yè)效率測量機臺使用精鋼打造測量專用0級精度大理石臺面，并集成形位公差輔助2、智能測評系統(tǒng)導入評分標準，構(gòu)建測量項目庫數(shù)據(jù)自動傳輸且自動智能評分（測量特性圖紙對應顯示，支持多種特性值測量工時自定義）數(shù)據(jù)分析-整體合格率分析數(shù)據(jù)分析-特性尺寸維度分析數(shù)據(jù)分析-階段趨勢分析（班級立式均分及學生排名趨勢）3.1.2DNC系統(tǒng)功能需求目前，數(shù)字化車間有20臺設備計劃實施DNC系統(tǒng)，主要需求為：NC程序的雙向傳輸，對NC程序嚴格管理，減少生產(chǎn)準備時間；需要對設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，并可將設備的運行狀況進行統(tǒng)計分析并得出報表，讓設備管理者在第一時間了解設備的利用情況，以便及時進行管理的調(diào)整。同時改善各部分生產(chǎn)狀況同步性差的狀況，根據(jù)檢測得到的結(jié)果可以分析出設備的使用情況，并可優(yōu)化使用時間從而提高設生產(chǎn)節(jié)拍。3.1.3DNC設計原則一、實用性以用戶需求為驅(qū)動的理念，不將一些無用的技術(shù)作為炫耀，也不能將未經(jīng)用戶驗證的功能作為宣傳造勢。DNC所有的功能，均是在用戶需求中提取，在用戶實踐中完善。實用性不僅表現(xiàn)在滿足現(xiàn)在的基本需求，更體現(xiàn)在為未來發(fā)展打下堅實的基礎。二、易操作性DNC面向操作工和工藝員所設計的標注方式的下載查詢，全面的信息反饋、各種嵌入式功能、符合PDM理念的管理，使得各種操作簡單易學。三、可靠性DNC系統(tǒng)不僅僅是一套軟件，它是集數(shù)十年為中國用戶服務所積累的最適合國情的管理模式，保證應用系統(tǒng)的可靠運行，除了統(tǒng)一系統(tǒng)的各種功能應用，DNC還必須提供規(guī)范的文檔資料和用戶手冊，同時在工程實施各階段均具備完善的管理制度，保證DNC系統(tǒng)的可靠性。四、安全性DNC系統(tǒng)在數(shù)據(jù)、系統(tǒng)安全方面必須重點保證，采用高質(zhì)量的硬件設備和額外的串口光隔離放大器對生產(chǎn)設備進行保護，軟件方面除具備與其它DNC軟件相同的字符級別的多重效驗機制外，更有著以下獨特的安全機制：嵌入式文件比較，DNC通訊安全的最高境界。嵌入式DNC在線加工，真正的分布式控制技術(shù)，設備在線加工過程與網(wǎng)絡無關(guān)，是DNC系統(tǒng)零風險的最佳結(jié)構(gòu)。雙機熱備，系統(tǒng)之間的自動切換，保證您的DNC網(wǎng)絡無宕機之憂。基于數(shù)據(jù)庫的文件管理的自動定期備份與恢復，最可靠的安全機制。完善的防病毒機制，杜絕病毒的侵入。五、適應性DNC在管理機制上充分考慮到企業(yè)現(xiàn)狀和未來的發(fā)展，在DNC系統(tǒng)設計中充分體現(xiàn)了“集中式管理，分布式控制”的管理理念。由于可以進行各種用戶的定制性開發(fā)，對用戶的各種特定的需求可以完全響應。六、擴展性隨著用戶實踐的深入、技術(shù)的進步，DNC在系統(tǒng)擴展應用方面更要考慮再用戶需求之前，各種嵌入式功能設計，基于以太網(wǎng)模式入網(wǎng)模式，各種參數(shù)化設計保證您的DNC系統(tǒng)，無論是規(guī)模的擴展、還是應用的擴展（與對刀儀的連接、與三座標測量機的連接等它都能應付自如。七、集成性統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫技術(shù)，消息平臺機制、接口函數(shù)使用，保證DNC系統(tǒng)與其它應用系統(tǒng)的集成可以實現(xiàn)。如：與PDM、CAPP、ERP、MES、工具管理系統(tǒng)、SPC等系統(tǒng)的集成。八、保密性基于涉密信息網(wǎng)絡，DNC需要建立安全可靠的應用系統(tǒng)運行環(huán)境，并根據(jù)數(shù)據(jù)的保密要求，采用以下措施，以保證數(shù)據(jù)不被他人非法訪問：數(shù)據(jù)庫的登陸驗證機制。DNC系統(tǒng)三級權(quán)限管理。三員管理數(shù)控程序所有者的密碼控制。數(shù)控端下載操作的口令失效時限。3.2DNC總體架構(gòu)根據(jù)數(shù)字化車間當前的網(wǎng)絡分布情況以及將來發(fā)展規(guī)劃的分析，我們建議貴方可以采納如下網(wǎng)絡建設方案，說明如下：將DNC應用服務器APPServer與DB數(shù)據(jù)庫服務器單獨分開，各廠房通過光纖聯(lián)成一個局域網(wǎng)，在各管理終端部署一些客戶端即可實時查詢、統(tǒng)計設備狀態(tài),進行NC程序管理等。服務器構(gòu)架如下圖所示：（1）數(shù)據(jù)庫分離技術(shù)：由于采用了應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器分離的技術(shù)，讓兩個服務器各自發(fā)揮自身的服務優(yōu)勢（應用服務器要求實時采集的速度，數(shù)據(jù)庫服務器要求數(shù)據(jù)的存儲容量和數(shù)據(jù)反饋響應時間為各自的服務對象提供最好的服務。應用服務器對實時采集的采集頻率可以參數(shù)化設置，從理論上來說，只要服務器性能足夠優(yōu)越，采集頻率可以達到毫秒級，但一般來說，對于本系統(tǒng)只需到底秒級即可。而數(shù)據(jù)庫服務器的存儲容量也可以說無窮大，只要操作系統(tǒng)可以尋址，數(shù)據(jù)庫可以分區(qū)即可，一般在說，對于本采集系統(tǒng)，有20TB都能滿足現(xiàn)場要求。數(shù)據(jù)庫、Web服務器都支持集群和負載均衡，能夠?qū)崿F(xiàn)高可用性，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)量過大導致服務性能下降的問題。（2）數(shù)據(jù)庫備份與恢復在所有信息都存入數(shù)據(jù)庫后，數(shù)據(jù)庫的安全就成為重中之重。本DNC系統(tǒng)充分利用ORACLE數(shù)據(jù)庫或SQLSERVER的完備的數(shù)據(jù)備份、恢復機制的應用特性，可設定幾種備份計劃，定時進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的按需要的頻率（可參數(shù)化定義）進行備份（為安全起見，備份的目標地址可在網(wǎng)絡中另外一臺機器上，也可以備份到網(wǎng)絡外的介質(zhì)中并提供數(shù)據(jù)庫的恢復機制。（3）總體數(shù)據(jù)安全架構(gòu)依據(jù)院校數(shù)字化車間的現(xiàn)場設備及一期實施情況，其DNC系統(tǒng)總體架構(gòu)設計如下：利用計算機網(wǎng)絡技術(shù)進行設備的聯(lián)網(wǎng)，并構(gòu)建一個車間現(xiàn)場綜合數(shù)據(jù)交換平臺。廣義設備網(wǎng)絡管理系統(tǒng)在傳統(tǒng)通訊的基礎上增加了設備狀態(tài)采集、車間工況數(shù)據(jù)采集和試驗數(shù)據(jù)交換功能。其數(shù)據(jù)采集軟件、工況數(shù)據(jù)采集器可以最大程度地采集滿足生產(chǎn)管理所需的工況數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)、管理所需的數(shù)據(jù)等資源信息的共享。在本系統(tǒng)中，將CAXA-DNC系統(tǒng)部署在DNC服務器端，在工藝管理處、編程處等配置若干PC應用終端，部署DNC客戶端，分別安裝CAXA-DNC客戶端管理軟件（NC程序管理系統(tǒng)）等，即可進行NC程序管理等。本系統(tǒng)的服務器、客戶端等設備通過以太網(wǎng)交換機連接，再通過工業(yè)以太網(wǎng)與上述自動化設備連接。通過對各分廠、工段設備配置詳細調(diào)研，我們得知其上的數(shù)控系統(tǒng)均為FANUC，SIEMENS等系統(tǒng)，全部配備了RS232通訊端口，大部分FANUC0iMate、SIEMENS828D系統(tǒng)配置了網(wǎng)卡系統(tǒng)（并未開通數(shù)采權(quán)限可以通過網(wǎng)卡進行快速程序通訊。有關(guān)FANUC、SIEMENS局域網(wǎng)系統(tǒng)所具備的程序通訊詳見下面的說明，完全可以滿足車間管理當前需求以及未來的擴展應用。將現(xiàn)有的DNC系統(tǒng)功能進行合理調(diào)整，劃分為DNC通訊服務與DNC數(shù)據(jù)管理服務兩部分，其中DNC通訊服務部署于工業(yè)控制現(xiàn)場網(wǎng)絡內(nèi)（包括數(shù)控設備網(wǎng)絡主要負責：NC程序、刀補文件、設備參數(shù)的上傳下送現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集服務現(xiàn)場編程調(diào)度：為了使用的方便，在現(xiàn)場也設置一些終端方便操作工現(xiàn)場編程，也可以對程序傳輸隊列進行調(diào)度控制。DNC數(shù)據(jù)管理服務部署于企業(yè)涉密信息系統(tǒng)內(nèi)，負責數(shù)控程序與采集數(shù)據(jù)管理功能，兩邊的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)交換隔離平臺進行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)總體框架如下圖所示：3.3遠程監(jiān)控與加工信息采集部分將生產(chǎn)設備作為一個信息的節(jié)點，將其納入到企業(yè)整體信息化的管理中，通過實時、準確、自動的設備信息采集來為整個信息系統(tǒng)提供及時、有效、真實的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)管理層與執(zhí)行層信息的交流和協(xié)同工作，為生產(chǎn)決策提供有力的支生產(chǎn)設備的信息采集方式有多種方式，根據(jù)貴方現(xiàn)場設備配置情況，在本項目中我們計劃采用以下幾種方式：（1）TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)模式隨著技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)設備配置以太網(wǎng)功能已是大勢所趨，而以太網(wǎng)方式的信息采集內(nèi)容更加豐富，甚至可以做到遠程控制（參見上節(jié)FANUC網(wǎng)卡功能描述是未來CNC的發(fā)展方向。目前各主要數(shù)控系統(tǒng)廠商，如FANUC，西門子，HEIDENHAIN，MAZAK，三菱，大偎，F(xiàn)IDIA等均配備了局域網(wǎng)口，并提供了大量與其它系統(tǒng)方便集成的接口，本系統(tǒng)對于這些類型的設備均具備了接口功能，在DNC項目中盡量采用此種方案。由于各家CNC系統(tǒng)提供的接口多種多樣，限于篇幅，下面以FANUC、SIEMENS系統(tǒng)為例簡要說明：（1）FANUC的FOCAS2上圖說明了通過FOCAS2如何建立取PC與CNC之間的SOCKET通訊通道，在此基礎上，F(xiàn)ANUC公司提供了上千個函數(shù)來對CNC系統(tǒng)信息進行監(jiān)視和控制調(diào)用，注意：這里確實包含了大量的控制功能，可以遠程對數(shù)控系統(tǒng)的運行直接進行控制。對與FANUC0I-MB以上的系統(tǒng)均可采用這種方式來采集通訊。（2）SIEMENS的OPC：OPC是工控領(lǐng)域的開放式通訊協(xié)議，西門子公司利用此協(xié)議的通用性，開發(fā)了大量的通訊應用，其原理就是：西門子公司在其CNC端發(fā)布了一個OPC服務端程序，其它客戶可以通過開發(fā)各種不同的OPC客戶端通過一個標準、開放的多供應商接口，與OPC服務端進行通訊，通過西門子OPC協(xié)議，目前可以提供如下服務：數(shù)據(jù)訪問接口2.05報警和事件接口經(jīng)過客戶機接口的高性能數(shù)據(jù)存取變量的成組化對于本項目中的SIEMENS828D系統(tǒng)可以采用這種方式來采集。其它類型的數(shù)控系統(tǒng)中也有支持OPC通訊協(xié)議的，我們都可以按照相類似的方式來進行信息采集。（3）OPCUAOPCUA基于OPC基金會提供的新一代技術(shù)，提供安全，可靠和獨立于廠商的，實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)和預處理的信息從制造層級到生產(chǎn)計劃或ERP層級的傳輸。通過OPCUA，所有需要的信息在任何時間，任何地點對每個授權(quán)的應用，每個授權(quán)的人員都可用。這種功能獨立于制造廠商的原始應用，編程語言和操作系統(tǒng)。OPCUA是目前已經(jīng)使用的OPC工業(yè)標準的補充，提供重要的一些特性，包括如平臺獨立性，擴展性，高可靠性和連接互聯(lián)網(wǎng)的能力。OPCUA不再依靠DCOM，而是基于面向服務的架構(gòu)(SOA),OPCUA的使用更簡便?，F(xiàn)在，OPCUA已經(jīng)成為獨立于微軟,UNIX或其他的操作系統(tǒng)企業(yè)層和嵌入式自動組建之間的橋其中，對于本項目中西門子的840DSL，828DSL等系統(tǒng)目前只能通過OPCUA協(xié)議來進行采集，其前提條件就是CNC系統(tǒng)必須開通OPCUA通訊協(xié)議（需要從西門子公司采購，用戶自備）。本項目中就有兩臺此類西門子828DSL系統(tǒng)。其它類型的數(shù)控系統(tǒng)中也有支持OPCUA通訊協(xié)議的，我們都可以按照相類似的方式來進行信息采集。設備加工信息實時采集：通過局域網(wǎng)卡式的DNC網(wǎng)絡，可以實時采集生產(chǎn)設備程序運行的開始/結(jié)束信息、設備運行狀態(tài)信息（斷電、開機、運行、空閑、報警等）、系統(tǒng)狀態(tài)信息（編輯、手動、運行、MDI等設備所有報警信息（設備錯誤、系統(tǒng)錯誤、操作提示等）、程序運行內(nèi)容（程序號信息、程序段信息、各種坐標值數(shù)據(jù)）、操作履歷數(shù)據(jù)、刀具/設備參數(shù)表、設備的實時坐標信息、主軸功率等。生產(chǎn)設備的加工限制：通過對生產(chǎn)設備的某些異常加工行為的及時限制，從事后檢查處理上升到事先預防，車間管理得到本質(zhì)提高，此功能對生產(chǎn)加工、設備安全、質(zhì)量控制有很大的幫助。生產(chǎn)設備的程序限制編輯通過DNC網(wǎng)絡，鎖定設備上的程序編輯功能，無論設備端的程序?qū)懕Ｗo是否啟用，DNC網(wǎng)絡實時監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)中的程序變化，發(fā)現(xiàn)非法修改情況，立刻鎖住設備，防止非法加工。生產(chǎn)設備的加工倍率限制隨意修改：通過DNC網(wǎng)絡，鎖定設備上的倍率開關(guān)，DNC網(wǎng)絡實時監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)的倍率開關(guān)的變化，發(fā)現(xiàn)非法修改情況（超出倍率變化范圍立刻鎖住設備，防止非法加工。生產(chǎn)設備的停機原因強制匯報：通過DNC網(wǎng)絡，實時監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)狀態(tài)的變化，發(fā)現(xiàn)有設備長時間待機但沒有上報待機原因情況時，立刻鎖住設備，強制要求操作工上報停機原因。生產(chǎn)設備的強制換刀：通過DNC網(wǎng)絡，可以限制刀具的超壽命使用，當DNC系統(tǒng)檢測到刀具的使用壽命超過系統(tǒng)的設置數(shù)值，而操作工沒有更換刀具，DNC系統(tǒng)立刻鎖住生產(chǎn)生產(chǎn)設備的限制加工：通過DNC系統(tǒng)，可以限制零件不良品的加工，將DNC與SPC（質(zhì)量管理系統(tǒng)）聯(lián)網(wǎng)（如三坐標測量機當DNC系統(tǒng)檢測到某一個尺寸超過了系統(tǒng)的設置值時或有不良趨勢時，DNC系統(tǒng)立刻鎖住生產(chǎn)設備，以防止批量不良。數(shù)據(jù)采集卡此方法與數(shù)控系統(tǒng)無關(guān)，只要能與生產(chǎn)設備的相關(guān)I/O點、對應的傳感器連接上，采用采集卡即可采集到相關(guān)加工信息，目前可以采集的內(nèi)容有：設備上電，設備斷電，程序加工開始，程序加工結(jié)束，設備故障，主軸功率，各種壓力、溫度等。開關(guān)量采集卡：主要采集設備的開關(guān)機，程序運行的開始、結(jié)束、報警等信息。模擬量采集卡：主要采集設備主軸功率、溫度、壓力等模擬量?；旌闲筒杉ǎ翰杉O備I/O點信息和各類模擬量信息等。目前我們可以支持多種類型的采集卡，如研華，MOXA，集智達等，做到完全硬件跨平臺，只要連接上相應的采集卡，進行簡單的配置即可馬上使用。4）組態(tài)軟件采集：對于非數(shù)控類的采用PLC控制類的設備可以采用組態(tài)軟件（比如:組態(tài)王,力控組態(tài)均可）來直接讀取PLC中的相關(guān)信息，包括PLC中保存的各種狀態(tài)的I/O點信息和模擬量信息（如溫度，壓力等，只要PLC中保存了即可只要將讀取的這些I/O點信息和模擬量信息存入我們設計好的數(shù)據(jù)庫中即可。如下圖所組態(tài)軟件是在工業(yè)自動化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開發(fā)工具，開發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)（硬件配置）、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應用軟件的開發(fā)工作。組態(tài)軟件通過串口或網(wǎng)口與需要采集設備的PLC相連，采用計算機采集、處理數(shù)據(jù)，可實時輸出各種曲線，從而提高了設備的監(jiān)控效果。各個生產(chǎn)設備的數(shù)據(jù)均可集中到一個統(tǒng)一的工藝流程圖中顯示，從而極大的方便了設備管理，另外組態(tài)系統(tǒng)集成了豐富的工藝設備圖庫，可以方便開發(fā)出形象逼真的工藝流程圖，畫面支持3D方式動態(tài)顯示各個設備的狀態(tài)，實時值等，顯示效果十分理想，如下圖所示。組態(tài)顯示流程圖綜合考慮，組態(tài)方式采集具有投入硬件少，連接方便，穩(wěn)定可靠，以及適應性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點，針對工控應用來說是性價比最高的。根據(jù)自動采集方式的差異，分別實現(xiàn)如下功能：通訊采集方式功能要求業(yè)務描述備注組態(tài)軟件設備狀態(tài)關(guān)機、空閑、加工、故障所有帶PLC的工控設備均可采用此方式，前提條件是明白PLC中各位置的含義。運行參數(shù)只要PLC中有此信息即可采集。各類開關(guān)量信息：如開關(guān)切削液，換刀，開關(guān)門等。各類模擬量信息：如溫度，壓力，主軸負載（通過主軸負載最大值判斷超負荷運轉(zhuǎn)）等。報警信息報警：故障號，故障信息采集模塊設備狀態(tài)關(guān)機、空閑、加工、故障適合特殊的無串口和局域網(wǎng)系統(tǒng)，如焊機、機器人、切割機運行參數(shù)各類開關(guān)量信息：如開關(guān)切削液，換刀，開關(guān)門等。各類模擬量信息：如溫度，壓力，主軸負載（通過主軸負載最大值判斷超負荷運轉(zhuǎn)）等。報警信息報警（無報警號）串口(非宏B)設備狀態(tài)關(guān)機、空閑、加工、故障適合特殊系統(tǒng)和不支持宏功能的系如SIEMENS802D運行參數(shù)各類開關(guān)量信息：如開關(guān)切削液，換刀，開關(guān)門等。各類模擬量信息：如溫度，壓力，主軸負載（通過主軸負載最大值判斷超負荷運轉(zhuǎn)）等。報警信息報警（無報警號）NC代碼在線加工、強制上傳NC程序、刀補文件、設備參數(shù)的上傳、下載、文件完整性比較串口(宏B)設備狀態(tài)關(guān)機、空閑、加工、故障適合支持宏B功能Fanuc，MAZAK，大偎，三菱等運行參數(shù)加工件數(shù)、XYZ值、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、進給倍率、刀具號、NC程序名（如果需要一些模擬量信息，如溫度壓力，主軸功率等則還需要采集卡）報警信息報警（無報警號）NC代碼在線加工、強制上傳NC程序、刀補文件、設備參數(shù)的上傳、下載、文件完整性比較網(wǎng)絡采集設備狀態(tài)關(guān)機、空閑、加工、故障適合采用網(wǎng)絡支持的設備，該方案采集到的數(shù)據(jù)最為齊全，如FANUC0IHEIDENHAINI530FIDIA西門子840DMAZAK三菱OKUMA加工狀態(tài)加工件數(shù)、位置坐標值、主軸負載、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、倍率、刀具號、NC程序名、當前加工程序段……CNC狀態(tài)EDIT、MDI、MEM、HANDLE、FREE……報警信息報警（有報警號）遠程監(jiān)控遠程讀取、設置設備的各類配置參數(shù)異常狀態(tài)時智能鎖機（如編輯鎖機，參數(shù)鎖機，倍率過大鎖機，質(zhì)量不良鎖機，異常待機鎖機等）NC代碼在線加工、強制上傳NC程序、刀補文件、設備參數(shù)的上傳、下載、文件完整性比較主要采用手工填表、條碼掃描儀、手持終端等人工輔助采集模式。對于很多非自動化設備或某些自動化設備不具備自動信息采集功能的條件下，可以采用的手工填表、條碼掃描儀、手持終端等模式實現(xiàn)，填表設備既可以使用專用的設備，也可以使用普通PC＋軟件的方式實現(xiàn)。人工輔助方式采集雖然由于人工的介入，不可避免會帶入了人為的誤差，還會影響數(shù)據(jù)的客觀性，在數(shù)據(jù)的實時性和準確性上均有缺陷，但它非常靈活方便，這種方式在數(shù)據(jù)的豐富性、適應性上是自動采集所無法比擬的，彌補了自動采集的相關(guān)不足，是自動采集必要的補充，二者相輔相成。手工填表填表設備既可以使用專用的設備，也可以使用普通PC＋軟件的方式（即常說的HMI方式）實現(xiàn)，此時需要在車間放置若干采集終端，可以一臺設備放置一個終端（簡稱MES終端也可以幾臺設備共用一臺，建議此時計算機的配置可以不是很高，但建議采用工控機，防塵、防干擾、抗高溫等。手持終端上報也可以采用移動手持終端或手機APP來采集上報，目前可以支持安卓和MOBIL兩種系統(tǒng)。手機APP將結(jié)合移動應用和掃碼功能成為未來市場的主流。條碼掃描采用條碼掃描儀時，我們可以將常用采集信息打印在一個條碼模版上，條碼掃描儀掃描的信息通過串口輸出到DNC服務端。如下圖是條碼掃描模板樣例：應該說，采用手動上報的方式，上報的內(nèi)容可以是多種多樣的，對于所有生產(chǎn)過程化信息均可上報，如：操作工編號待機原因合格品數(shù)量不良品原因和數(shù)量故障原因各類支持請求（如：維修請求，上料請求，搬運請求，檢驗請求，程序下載等）各類支持開始和結(jié)束（如：維修開始、結(jié)束；調(diào)機開始、結(jié)束；檢驗開始、結(jié)束；上料開始、結(jié)束）3.4CAXA-DNC統(tǒng)計分析模塊設備監(jiān)控用于查看設備實時狀態(tài)，可以顯示每臺設備的三色燈狀態(tài)，統(tǒng)計工廠內(nèi)的開機、待機、報警、關(guān)機設備數(shù)量，并計算統(tǒng)計設備開動率（(加工+支持設置工廠背景圖片，可以在監(jiān)控范圍內(nèi)添加工廠設備，可以在布局圖上拖動設備，改變設備位置。選中一臺設備，可以查看設備實時數(shù)據(jù)及當天的工作曲線，包括轉(zhuǎn)速、負載和進給參數(shù)（2）設備日志查看設備日志提供設備生產(chǎn)日志和報警日志查詢功能，在設備樹上選中設備后（雙擊查詢當天之前任意日期的設備運行日志，以帶狀圖和數(shù)據(jù)網(wǎng)格的形式顯示。帶狀圖以時間作為坐標軸，綠色表示設備處于加工狀態(tài)，黃色表示設備處于待機狀態(tài)，白色表示設備處于關(guān)機狀態(tài)。數(shù)據(jù)網(wǎng)格按時間順序顯示設備開機、關(guān)機、加工開始、加工結(jié)束事件發(fā)生的時間點。系統(tǒng)支持提供查詢設備歷史工作曲線（點擊“工作曲線”圖標可以查詢當天之前任意日期的設備負載、轉(zhuǎn)速和進給參數(shù)。系統(tǒng)以折線圖的方式顯示查詢結(jié)果。系統(tǒng)支持按時間段查詢設備運行日志（點擊“歷史記錄”圖標以帶狀圖顯示設備利用情況。系統(tǒng)支持按時間段統(tǒng)計設備開機率和利用率。在設備樹上選中設備，設定開始時間和結(jié)束時間，可查詢設備在該時間段內(nèi)的開機時間、待機時間，系統(tǒng)同時計算開機率、利用率，并以餅圖形式顯示。系統(tǒng)支持按天對比顯示設備開機率、利用率、開機時間、加工時間和待機時間。并以不同顏色表示設備利用率情況，綠色表示利用率大于40%，黃色表示利用率在1040%，紅色表示小于10%。系統(tǒng)支持按設備組或設備類型，對比對應設備在指定時間段內(nèi)的開機率、利用率、開機時間、加工時間和待機時間，以數(shù)據(jù)網(wǎng)格的形式顯示對比結(jié)果，支持將對比結(jié)果輸出到Excel?？梢园窜囬g或分廠查看設備利用率分布情況。CAPPPDM設計數(shù)據(jù)入庫設計圖樣、EBOM工藝路線/工藝卡/材料定額圖號申請材料定額信息BOM，工藝物料等信息排產(chǎn)計劃執(zhí)行情況反饋工時反饋 質(zhì)量信息反饋任務交檢、首件交檢QS質(zhì)量信息反饋NC程序CAPPPDM設計數(shù)據(jù)入庫設計圖樣、EBOM工藝路線/工藝卡/材料定額圖號申請材料定額信息BOM，工藝物料等信息排產(chǎn)計劃執(zhí)行情況反饋工時反饋 質(zhì)量信息反饋任務交檢、首件交檢QS質(zhì)量信息反饋NC程序3.5CAD/CAM、CAPP、MES與DNC系統(tǒng)的集成為確保企業(yè)信息最大程度地實現(xiàn)共享，避免各管理系統(tǒng)間形成獨立的信息化孤島，所有這些信息化系統(tǒng)之間，如ERP，CAD/CAM，CAPP，PDM，MES，DNC等，均需要進行有機集成，為企業(yè)的信息化管理提供統(tǒng)一完整的數(shù)據(jù)支持，這將是真正實現(xiàn)企業(yè)信息高度靈活性、兼容性的一個重要技術(shù)基礎。總體集成示意圖：CAD/CAMCAD/CAM/CAE物資采購進度試制加工進度物料信息貨源信息調(diào)用工時定額物資采購進度試制加工進度物料信息貨源信息調(diào)用工時定額ERPERPMESMES工藝路線M工藝路線MBOM現(xiàn)場加工指令任務反饋DNCDNC3.5.1DNC與CAD/CAM/CAPP/PDM系統(tǒng)的集成一、集成目的CAD/CAM系統(tǒng)負責向DNC系統(tǒng)提供NC程序，CAPP/PDM系統(tǒng)負責向NC程序管理系統(tǒng)（DNC中的NCMS程序管理系統(tǒng)）提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息。DNC系統(tǒng)負責向CAPP/PDM系統(tǒng)提供NC代碼歸檔所需的信息。二、工作流程產(chǎn)品制造工藝信息在CAPP/PDM中設計定型后，通過集成接口，DNC中的NC數(shù)控管理系統(tǒng)可以讀取CAPP/PDM中的工藝設計信息，包括產(chǎn)品BOM、工藝BOM（簡稱EBOM）、制造BOM（簡稱MBOM）、三維圖形等，NC程序管理系統(tǒng)據(jù)此開始程序的編制、管理、調(diào)試等工作，在程序調(diào)試沒問題后，再由NC數(shù)控管理系統(tǒng)歸檔到CAPP/PDM系統(tǒng)。具體流程說明如下：程序在CAM系統(tǒng)中編制完成后，通過CAM/DNC系統(tǒng)間的集成，自動將生成的NC程序加載到DNC數(shù)據(jù)庫中。嚴格來說，由CAM生成的NC程序還只是初稿，還需要編輯較審，是不可向機床下載的。具有相關(guān)權(quán)限的人員登錄NCMS系統(tǒng)后，通知有相關(guān)權(quán)限的人員進行程序的編輯、校對。程序經(jīng)過編程員確認后方可向機床發(fā)送（此時NC程序處于試切狀態(tài)）?，F(xiàn)場操作員可以通過機床設備直接調(diào)用相關(guān)NC代碼進行試切加工，待首件加工合格后，操作員將調(diào)整后的程序從數(shù)控設備上發(fā)送回DNC數(shù)據(jù)庫，檢查員根據(jù)加工的首檢或者其它檢驗情況確認程序是否合格，程序直接進入待審核狀態(tài)，具有程序?qū)徍藱?quán)限的相關(guān)人員登錄系統(tǒng)后自動得到一個審核通知信息框，根據(jù)編制者、審核者和檢驗者的情況進行審核，審核后程序狀態(tài)改為發(fā)布狀態(tài)。程序發(fā)布的過程也是程序歸檔到CAPP/PDM的過程，程序自動根據(jù)零件號歸檔在CAPP/PDM的對應零件下，NC程序就作為產(chǎn)品零件的一個數(shù)據(jù)存放在CAPP、PDM相關(guān)數(shù)據(jù)庫中。另外，通過DNC與CAPP和刀具管理系統(tǒng)的集成，可以形成刀具準備清單，自動生成完整的刀補文件，并通過DNC系統(tǒng)下載刀CNC系統(tǒng)上，可完全實現(xiàn)刀補文件的無紙化管理。DNC系統(tǒng)MES系統(tǒng)瀏覽生產(chǎn)設備基本運行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計監(jiān)控設備運行狀DNC系統(tǒng)MES系統(tǒng)瀏覽生產(chǎn)設備基本運行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計監(jiān)控設備運行狀3.5.2DNC與MES的集成一、信息過程描述DNCDNC系統(tǒng)訪問MES系統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)計劃信息DNCDNC系統(tǒng)向MES系統(tǒng)發(fā)送設備實時狀態(tài)信息，加工進度，加工過程化信息等DNC/MES信息傳遞過程上圖表示了信息的在DNC和MES中的流動過程。DNC系統(tǒng)將采集加工設備的運行信息后實時添加到DNC相關(guān)數(shù)據(jù)庫，生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)共享DNC的相關(guān)庫表，提供對設備實時運行狀態(tài)和歷史運行數(shù)據(jù)的顯示，工藝人員可在生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)中對相關(guān)設備狀態(tài)、運行率、OEE等信息分時間段進行統(tǒng)計分析。DNC可以訪問生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)中生產(chǎn)作業(yè)計劃信息。初步確定DNC與MES系統(tǒng)通過Webservice進行集成，詳細的接口信息參見附件“DNC與MES集成接口”。二、應用模式DNC與MES系統(tǒng)的集成應用模式有如下幾種：生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)生產(chǎn)任務發(fā)布：生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)要進行任務發(fā)布之前必須檢查當前環(huán)境中各種資源的狀況，如設備的狀況、人員狀況、刀具狀況、NC程序狀況，而這些信息早就由信息采集系統(tǒng)匯報在共用表中，生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)只要在生產(chǎn)任務發(fā)布之前查詢這些信息就能一目了然，條件成熟時任務發(fā)布；條件不成熟時會跳出條件不成熟的原因，以協(xié)助車間管理者及時協(xié)調(diào)資源，盡快滿足車間生產(chǎn)的需求。由于在工藝管理系統(tǒng)中建立了零件與加工程序之間的關(guān)系，在掃描生產(chǎn)任務單時可以關(guān)聯(lián)到相關(guān)NC程序，故操作工人可以在掃描完任務工單后，DNC系統(tǒng)自動將對應的NC程序下載到對應機床中。加工成績匯報：信息采集系統(tǒng)會將設備加工開始、加工結(jié)束信息不斷采集上來，形成一條一條的加工記錄，通過這些單獨的加工記錄我們可以統(tǒng)計任意時間段內(nèi)的加工成績，也可以自動統(tǒng)計每天的加工成績，這樣，生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)將任務下達完成后可以不用人工再來匯報每天的加工成績，只需查詢采集系統(tǒng)統(tǒng)計的加工成績即可。生產(chǎn)進度報告：利用信息采集系統(tǒng)提供的加工記錄可以統(tǒng)計任意時間段內(nèi)的加工成績，生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)如果希望統(tǒng)計任務加工進度就可以利用此功能快速顯示各種任務的生產(chǎn)進度報告。3.6網(wǎng)絡DNC實施設備聯(lián)網(wǎng)采集清單數(shù)字化車間數(shù)控車床情況列表設備編號設備名稱生產(chǎn)廠家設備型號生產(chǎn)年月數(shù)控系統(tǒng)數(shù)量數(shù)據(jù)采集方式1數(shù)控車床XX數(shù)控機床有N-098/750FANUC0iMate-TD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限2數(shù)控車床濟南第一機床廠CK6136iFANUC0iMate-TC1需要外購以太網(wǎng)板卡通過DNC調(diào)用FANUC的FOCAS2函數(shù)來獲取機床數(shù)據(jù)，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限3數(shù)控車床云南機床廠CY-K360FANUC0iMate-TD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限4數(shù)控車床南通機床廠CK6141/1000FANUC0iMate-TD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限5數(shù)控車床南通機床廠CK6141/1000FANUC0iMate-TD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限6數(shù)控車床南通機床廠CK6141/1000FANUC0iMate-TD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限7數(shù)控車床南通機床廠CK6141/1000FANUC0iMate-TD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限8數(shù)控車床南通機床廠CK6141/1000FANUC0iMate-TD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限9立式加工XX數(shù)控機床有VMC-800FANUC0IMate-MD1具備以太網(wǎng)采集模塊，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限數(shù)控車床云南機床廠CY-K360FANUC0iMate-TC1需要外購以太網(wǎng)板卡通過DNC調(diào)用FANUC的FOCAS2函數(shù)來獲取機床數(shù)據(jù)，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限數(shù)控車床云南機床廠CY-K360FANUC0iMate-TC1需要外購以太網(wǎng)板卡通過DNC調(diào)用FANUC的FOCAS2函數(shù)來獲取機床數(shù)據(jù)，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限數(shù)控車床云南機床廠CY-K360FANUC0iMate-TC1需要外購以太網(wǎng)板卡通過DNC調(diào)用FANUC的FOCAS2函數(shù)來獲取機床數(shù)據(jù)，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限數(shù)控車床云南機床廠CY-K360FANUC0iMate-TC1需要外購以太網(wǎng)板卡通過DNC調(diào)用FANUC的FOCAS2函數(shù)來獲取機床數(shù)據(jù)，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限數(shù)控車床云南機床廠CY-K360FANUC0iMate-TC1需要外購以太網(wǎng)板卡通過DNC調(diào)用FANUC的FOCAS2函數(shù)來獲取機床數(shù)據(jù)，需要從FANUC公司購買FOCAS2權(quán)限智能制造單元機床情況列表設備名稱生產(chǎn)廠家設備型號生產(chǎn)年月數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式1立式加工XX數(shù)控機床有VMC-800月SIEMENS828DBasicM1OPC協(xié)議采集，需要從西門子公司購買OPCUA的通信協(xié)議權(quán)限2立式銑床XX數(shù)控機床有VM-800月SIEMENS828DBasicM1OPC協(xié)議采集，需要從西門子公司購買OPCUA的通信協(xié)議權(quán)限3立式銑床XX數(shù)控機床有VM-800月SIEMENS828DBasicM1OPC協(xié)議采集，需要從西門子公司購買OPCUA的通信協(xié)議權(quán)限3.7DNC網(wǎng)絡工程實施網(wǎng)絡布線是DNC網(wǎng)絡的基礎部分之一，由于DNC網(wǎng)絡的線路必須由生產(chǎn)設備的RS232接口或RJ45處連接，經(jīng)過車間現(xiàn)場再集中到某一位置上，因此車間復雜的電磁環(huán)境會產(chǎn)生強烈的干擾現(xiàn)象。未按規(guī)范設計和實施的網(wǎng)線布置會給消除干擾帶來嚴重的甚至無法消除的結(jié)果，從而影響DNC網(wǎng)絡的正常運行。符合工業(yè)級綜合布線系統(tǒng)設計以及國際、國家標準。滿足當前的各種通訊要求和未來的應用，如數(shù)據(jù)傳輸及視頻應用(IEEE、ITU-T、ANSI)等。工業(yè)級別設計同時考慮相關(guān)保密要求，利于防火、防水、防雷擊、防靜電、防破壞、防泄露和抗干擾等。設計原則遵循相關(guān)國家保密標準，滿足BMB17-2006《涉及國家秘密的信息系統(tǒng)分級保護技術(shù)要求》標準技術(shù)規(guī)格，使得建設后的系統(tǒng)符合國家涉密單位一級保密資格認證要求。使用材料：1.DNC網(wǎng)線使用至少超五類雙屏蔽雙絞線。2.RJ45接頭必須使用帶屏蔽的接頭。3.RJ45的接口制作嚴格按照EIA/TIA568A或568B布線標準制作4.盡量不使用無線傳輸，以防信息泄露。5.交換機選擇可管理式設備。6.每個設備到墻角的地面部分使用金屬蛇皮管進行固定保護。7.墻面部分使用PVC線槽或金屬線管對線路進行固定保護。8.穿越車間通道部分，開鑿地槽，鋪設金屬水管對線路進行固定保護。9.現(xiàn)場施工采用標準接口線和工程化裝配式連接，無需現(xiàn)場焊接。線路走向：1.設備端電纜入口部分應在電器柜下，設備端到墻面部分的線路走向均應與墻面垂直，以保持布局的美觀。3.布線位置應盡量遠離配電柜等強電設備，盡量避免與強電線路交叉布設。4.設備端與服務器端應有良好有效的接地點，盡量避免網(wǎng)線在室外布設，以防雷擊。5.網(wǎng)線的屏蔽接地可以有效地解決車間現(xiàn)場電磁環(huán)境對線路產(chǎn)生的干擾，每條網(wǎng)線的兩端（設備與Nport5110間）均線和避雷線接地電阻應小于0.5?。6.電纜線外露部分應使用金屬軟管或硬管進行保護。7.電纜線的布線不允許有打結(jié)、繞圈及硬彎。檢查及施工：1.質(zhì)量檢查：檢查整卷的電纜線，保證規(guī)格符合要求、包裝完好，放線前使用萬用表測量保證每卷電纜線的每一根都暢通。2.裁剪線纜：裁線方式本著保證長度，節(jié)約材料的原則進行配比方式的裁減。3.現(xiàn)場放線：現(xiàn)場放線時不得用力拉拽，盡量防止人員和車輛踩踏和碾壓電纜線，放線長度應在實際測量長度的基礎上增加6米，即兩端各多放3米長度。4.電纜兩端：數(shù)控端應進入電氣柜，計算機端應保證齊頭，兩端均應有合適的長度余量。5.線路捆扎：在測量線路無短路和斷路后，多條電纜線在位置固定后應使用扎帶進行整體捆扎，捆扎間距應合適，每條扎帶多余的長度應剪掉。點端到交換機的距離不能超過90M，如果中間距離確實過長需要中間加裝交換機，否則會產(chǎn)生傳輸丟包現(xiàn)象。7.電纜設備節(jié)點端到交換機之間不能再有任何其它接頭，以減少信號的衰減。8.線路布好后，必須使用專用測線儀測量，保證線路絕對暢通。9.整個網(wǎng)絡系統(tǒng)都連接通暢后，必須從總服務器處對各設備節(jié)點進行一段時間的PING命令測試，檢查是否有丟包現(xiàn)象，只有至少連續(xù)三頁沒有任何丟包現(xiàn)象方可達到要求。設備端RS-232接口與嵌入式模塊或局域網(wǎng)口的連接采用模塊化組件，裝配式連接。設備端嵌入式模塊全部安裝在生產(chǎn)設備的電氣柜內(nèi)，并做固定處理。設備端DNC網(wǎng)絡接口做編號標識、警示標識。生產(chǎn)設備電氣柜內(nèi)應安裝220V供電模塊（接線板此供電模塊應與生產(chǎn)設備的供電一起接通或斷開。系統(tǒng)軟件的安裝服務器端：SQL數(shù)據(jù)庫、INTEG-DNCSERVER軟件的安裝與配置?？蛻舳耍篒NTEG-NCMS、INTEG-STAT軟件的安裝與配置。系統(tǒng)功能綜合調(diào)試所有與設備之間的硬件連接與參數(shù)配置必須在甲方相關(guān)人員認可的情況下進行，對相關(guān)參數(shù)的改變必須做文字記錄，并做歸檔處理。4智能制造單元實訓基地方案實訓中心主要進行放大鏡的智能生產(chǎn)、智能裝配和檢測，產(chǎn)品如圖。鏡片手底座放大鏡組件由手柄、底座、鏡片、上蓋、螺釘?shù)冉M成。整體設計布局如圖1所示。3D效果圖如下手柄3D圖手柄加工為典型數(shù)控車中級工的加工零部件，形狀可以根據(jù)學生的喜好自行設計并生成加工程序，數(shù)控車床通過DNC系統(tǒng)去調(diào)取服務器中的加工程序進行加底座3D圖放大鏡底座的加工為數(shù)控加工中心進行臺階的銑削加工、螺紋孔的自動加工、倒角的加工等。鏡片3D圖鏡片為標準產(chǎn)品存放在線邊庫。上蓋3D圖上蓋加工分為一臺數(shù)控銑床加工螺栓孔，一臺數(shù)控銑床進行倒角加工。放大鏡的裝配如下圖所示：工藝流程如下圖所示4.4智能制造實訓單元詳細方案本單元主要功能是進行放大鏡的智能生產(chǎn)。主要包含原材料庫與成品庫單元、數(shù)控加工上下料單元、數(shù)控車床自動上下料單元、自動清洗單元、智能檢測單元、智能裝配單元、智能包裝單元、AGV等組成。智能制造產(chǎn)線至少可完成以下功能：放大鏡手柄、底座、上蓋、鏡片和標準料的料庫管理，AGV智能物流車運輸、各規(guī)格材料的機器人上下料、數(shù)控車削加工功能（手柄加工）、銑削加工功能（放大鏡底座加工）。所有生產(chǎn)過程可通過MES系統(tǒng)進行控制和管理、用數(shù)字化仿真軟件平臺進行產(chǎn)線生產(chǎn)加工仿真。產(chǎn)線可以同時生產(chǎn)多種不同規(guī)格的放大鏡加工。另外產(chǎn)線還可以加工其它在機床可加工范圍內(nèi)的任何零件，MES系統(tǒng)可進行擴展以滿足對這些零件進行智能制造的要求。機器人上下料單元由1臺六軸機器人、機器人地軌單元、AGV、機器人相關(guān)夾具等組成，機器人地軌單元帶動1臺六軸工業(yè)機器人移動，根據(jù)工藝和生產(chǎn)節(jié)拍需求，在MES系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度下，為1臺數(shù)控加工中心與兩臺立式銑床提供上下料服務，數(shù)控車床使用桁架機械手獨立上下料。AGV通過AGV對接平臺，完成原材料從智能料庫到加工單元之間、加工完成的半成品到中轉(zhuǎn)倉庫之間的智能物料輸送。數(shù)控加工單元由1臺數(shù)控加工中心、2臺三軸數(shù)控銑床和1臺數(shù)控車床組成，并進行自動化改造。加工單元接收到MES系統(tǒng)下達的訂單內(nèi)容，根據(jù)手柄與底座的工藝要求，對原材料毛坯進行加工，得到合格的半成品，在后續(xù)裝配線完成裝配。每個機床旁邊設備一個中轉(zhuǎn)料臺，可以暫存原材料和加工半成品。數(shù)控加工單元原料智能料庫分由立庫單元、上下料機械手、AGV對接平臺、RFID及傳感器和WMS軟件等組成，在MES系統(tǒng)的統(tǒng)一管控下，完成原材料的存儲、原材料庫出庫、物料狀態(tài)管理等物料管理功能。立庫單元整體采用快速型材拼接完成，整體尺寸約為：2600mmX350mmX1500mm（長X深X高設置12個儲料工位，并配置定位托盤，共可儲存12套放大鏡的所有原材料，每個儲料工位配一個托盤感應器，實時監(jiān)測托盤物料狀態(tài)，便于監(jiān)控和管理；上下料機械手單元由三軸機械手、相關(guān)夾爪、RFID及傳感器等組成；在MES系統(tǒng)的統(tǒng)一管控下，完成原材料的轉(zhuǎn)移功能。AGV對接平臺負責出庫的物料與AGV的對接，將原材料轉(zhuǎn)移到AGV上，進入后續(xù)工序，由兩個簡易叉車臂構(gòu)成，可伸縮，可上下滑動。智能料庫加工區(qū)控制系統(tǒng)使用已經(jīng)部署上的網(wǎng)絡數(shù)控系統(tǒng)DNC（使用原有DNC系統(tǒng)CAXA-DNC，一個具有強大功能的生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)交換平臺。CAXA-DNC產(chǎn)品可提供集程序通訊與管理、刀具參數(shù)管理、遠程監(jiān)控、加工信息采集、生產(chǎn)任務管理、產(chǎn)品質(zhì)量控制等全方位的解決方案，是構(gòu)建數(shù)字化車間，實現(xiàn)精益化生產(chǎn)的基礎平臺。為車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常運行提供反饋。CAXA-DNC是基于RS-232C串行通訊協(xié)議，TCP/IP協(xié)議開發(fā)的數(shù)控設備網(wǎng)絡通訊管理軟件，是專為數(shù)控車間進行數(shù)控機床通訊集成管理而設計的，在設計過程中采用了先進的軟件設計構(gòu)思，實際應用中經(jīng)過多次改版與升級，其系統(tǒng)功能、兼容性、穩(wěn)定性、可擴展性都得到了很大提高，是為成熟的高科技產(chǎn)品。利用它可以為數(shù)控機群構(gòu)建了一個以服務器為中心的通訊網(wǎng)絡，所有數(shù)控機床在這個網(wǎng)絡中都可以對服務器內(nèi)預存NC程序進行調(diào)用、加工，利用服務器完成大程序量上傳、存儲，進行DNC在線加工及共享網(wǎng)絡中所有的NC加工程序，并可對機床系統(tǒng)參數(shù)及刀具數(shù)據(jù)進行備份。CAXA-DNC管理系統(tǒng)同時也為企業(yè)局域網(wǎng)各管理工作站對數(shù)控機床的加工、生產(chǎn)進行全方位管理提供了一個網(wǎng)絡管理環(huán)境。各工作站可以將CAD/CAM生成的加工程序通過網(wǎng)絡服務器分發(fā)到各臺加工設備中，并可對服務器中所有的加工程序、機床數(shù)據(jù)進行有序的管理，該網(wǎng)絡平臺開放多種不同接口，支持客戶根據(jù)自己的需求，進行上層多種系統(tǒng)軟件的應用及開發(fā)，例如：對刀具管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、ERP等大型數(shù)據(jù)庫軟件及CAD/CAM/CAPP等系統(tǒng)軟件的應用。同時還可根據(jù)客戶的不同需求，提供多種機床狀態(tài)及生產(chǎn)狀態(tài)的動態(tài)反饋信息，有效地解決了多元需求的數(shù)控機床集成化管理，并使數(shù)控機床與CAD/CAM系統(tǒng)進行無縫連接，實現(xiàn)設計和工藝以及制造的有機、完美結(jié)合，是數(shù)控車間集成管理的最佳選擇，對于構(gòu)造一個完整的數(shù)字化車間具有十分現(xiàn)實的意義。系統(tǒng)主要特點：●采用全客戶/服務器模式，NC程序的上傳、下載、比較等均在數(shù)控機床端完成，相互之間互不干擾；服務器端根據(jù)數(shù)控機床端的請求提供所有通訊服務，實現(xiàn)無人值守，自動運行?！癫捎米钕冗M的通訊技術(shù)，每臺DNC服務器管理數(shù)控機床的數(shù)量和距離已不再受限?！裢耆С謬鴥?nèi)外各種串口類和網(wǎng)卡類數(shù)控系統(tǒng)，如FANUC,SIEMENS,三菱、海德漢、Mazak、Fagor、OKUMA、Agie、塞維、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、國產(chǎn)線切TCP/IP、無線通訊等，還可以定制特定的通訊協(xié)議?！癫捎么a效驗、字符串匹配、文件完整性檢驗、嵌入式文件比較、數(shù)據(jù)庫自動備份、DNC雙機熱備等多重安全機制，是DNC數(shù)據(jù)通訊安全的最高境界?！裰С侄鄼C同時在線加工、多級子程序嵌套調(diào)用、斷點續(xù)傳、程序重開，更可兼容串口和網(wǎng)口兩種在線加工模式，為業(yè)界之首創(chuàng)?！癫粌H可以傳輸NC程序、機床參數(shù)、刀補文件等內(nèi)容，還可以傳輸普通ASCII碼文本文件，更可以傳輸象DXF、DWG、BMP、WORD等二進制格式化代碼文完全將CNC的終端擴展為信息通訊和采集的平臺，大大豐富了DNC系統(tǒng)的功能應用?！馧C程序的下載方式多種多樣，既可以下冊子新改載機床庫的NC程序，也可以下載零件程序庫的NC程序；既可以采用直接方式下載，也可以采用查詢方式下載，還可以采用任務隊列的方式固定下載，應用靈活方便?！癫僮鞴た稍诒镜財?shù)控設備下載其它數(shù)控設備程序，方便零件的轉(zhuǎn)移加工?！裣到y(tǒng)實現(xiàn)全面的參數(shù)化配置，可以通過參數(shù)配置的方式滿足現(xiàn)場錯綜復雜的應用，而無須修改應用程序。同時，軟件具有通訊參數(shù)自動備份技術(shù)，客戶在移機或重裝系統(tǒng)時，系統(tǒng)智能恢復。●可采用條碼閱讀器請求NC程序以及加工過程化信息的上報。●可通過短信通向相關(guān)人員報告DNC故障或提醒相關(guān)人員進行交互；也可以通過短信通請求NC程序?！窨梢约善髽I(yè)內(nèi)部郵件系統(tǒng)，將一些生產(chǎn)相關(guān)內(nèi)容自動上報給相關(guān)人員，方便內(nèi)部信息的及時流轉(zhuǎn)。●真正做到DNC服務器與數(shù)據(jù)庫服務器的分離，同時考慮了網(wǎng)絡不通暢時的應急預案，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。●采用安全可靠的網(wǎng)絡安全全面解決方案，解除了機床網(wǎng)絡安全的后顧之●本系統(tǒng)可以方便地與CAD/CAM、CAPP、PDM、MES、SPC、TMS（工具管理系統(tǒng)）、ERP等進行無縫集成。工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領(lǐng)域信息化應用中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵。工業(yè)大數(shù)據(jù)是基于網(wǎng)絡互聯(lián)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，貫穿于工業(yè)的設計、工藝、生產(chǎn)、管理、服務等各個環(huán)節(jié)，使工業(yè)系統(tǒng)具備描述、診斷、預測、決策、控制等智能化功能的模式和結(jié)果。工業(yè)大數(shù)據(jù)從類型上主要分為現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場設備數(shù)據(jù)是來源于工業(yè)生產(chǎn)線設備、機器、產(chǎn)品等方面的數(shù)據(jù)，多由傳感器、設備儀器儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)進行采集產(chǎn)生，包括設備的運行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)是指傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如SCM.CRM,ERP.MES等。外部數(shù)據(jù)是指來源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括來自互聯(lián)網(wǎng)的市場、環(huán)境、客戶、政府、供應鏈等外部環(huán)境的信息和數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)具有五大特征。一是數(shù)據(jù)體量巨大，大量機器設備的高頻數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)持續(xù)涌入，大型工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)集將達到PB級甚至EB級別。二是數(shù)據(jù)分布廣泛，分布于機器設備、工業(yè)產(chǎn)品、管理系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等各個環(huán)節(jié)。三是結(jié)構(gòu)復雜，既有結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的傳感數(shù)據(jù)，也有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。四是數(shù)據(jù)處理速度需求多樣，生產(chǎn)現(xiàn)場級要求實現(xiàn)實時時間分析達到毫秒級，管理與決策應用需要支持交互式或批量數(shù)據(jù)分析。五是對數(shù)據(jù)分析的置信度要求較高，相關(guān)關(guān)系分析不足以支撐故障診斷、預測預警等工業(yè)應用，需要將物理模型與數(shù)據(jù)模型結(jié)合，追蹤挖掘因果關(guān)系。4.5.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用場景工業(yè)大數(shù)據(jù)的應用覆蓋工業(yè)生產(chǎn)的全流程和產(chǎn)品的全生命周期。工業(yè)大數(shù)據(jù)的作用主要表現(xiàn)為狀態(tài)描述、診斷分析、預測預警、輔助決策等方面，在智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制和服務化延伸四類場景下發(fā)揮著核心的驅(qū)動作（1）智能化生產(chǎn)中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應用虛擬設計與虛擬制造。虛擬設計與虛擬制造是指將大數(shù)據(jù)技術(shù)與CAD、CAE、CAM等設計工具相結(jié)合，深入了解歷史工藝流程數(shù)據(jù)，找出產(chǎn)品方案、工藝流程、工廠布局與投入之間的模式和關(guān)系，對過去彼此孤立的各類數(shù)據(jù)進行匯總和分析，建立設計資源模型庫、歷史經(jīng)驗模型庫，優(yōu)化產(chǎn)品設計、工藝規(guī)劃、工廠布局規(guī)劃方案，并縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化。生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化是指應用大數(shù)據(jù)分析功能，評估和改進當前操作工藝流程，對偏離標準工藝流程的情況進行報警，快速地發(fā)現(xiàn)錯誤或者瓶頸所在，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中工藝流程的快速優(yōu)化與調(diào)整。設備預測維護。設備預測性維護是指建立大數(shù)據(jù)平臺，從現(xiàn)場設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中獲取設備振動、溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)平臺對數(shù)據(jù)進行存儲管理，進一步通過構(gòu)建基于規(guī)則的故障診斷、基于案例的故障診斷、設備狀態(tài)劣化趨勢預測、部件剩余壽命預測等模型，通過數(shù)據(jù)分析進行設備故障預測與診斷。智能生產(chǎn)排程。智能生產(chǎn)排成是指收集客戶訂單、生產(chǎn)線、人員等數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)現(xiàn)歷史預測與實際的偏差概率，考慮產(chǎn)能約束、人員技能約束、物料可用約束、工裝模具約束，通過智能的優(yōu)化算法，制定預計劃排產(chǎn)，并監(jiān)控計劃與現(xiàn)場實際的偏差，動態(tài)的調(diào)整計劃排產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化。產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化是指通過收集生產(chǎn)線、產(chǎn)品等實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)以往經(jīng)驗建立大數(shù)據(jù)模型，對質(zhì)量缺陷產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程進行回溯，快速甄別原因，改進生產(chǎn)問題，優(yōu)化提升產(chǎn)品質(zhì)量。能源消耗管控。能源消耗管控是指對企業(yè)生產(chǎn)線各關(guān)鍵環(huán)節(jié)能耗排放和輔助傳動輸配環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，收集生產(chǎn)線、關(guān)鍵環(huán)節(jié)能耗等相關(guān)數(shù)據(jù)，建立能耗仿真模型，進行多維度能耗模型仿真預測分析，獲得生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的節(jié)能空間數(shù)據(jù)，協(xié)同操作智能優(yōu)化負荷與能耗平衡，從而實現(xiàn)整體生產(chǎn)線柔性節(jié)能降耗減排，及時發(fā)現(xiàn)能耗的異?；蚍逯登闆r，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的能源消耗實時優(yōu)化。（2）網(wǎng)絡化協(xié)同中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應用協(xié)同研發(fā)與制造。協(xié)同研發(fā)與制造主要是基于統(tǒng)一的設計平臺和制造資源信息平臺，集成設計工具庫、模型庫、知識庫及制造企業(yè)生產(chǎn)能力信息，不同地域的企業(yè)或分支機構(gòu)可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡訪問設計平臺獲取相同的設計數(shù)據(jù)，也可獲得同類制造企業(yè)閑置生產(chǎn)能力，實現(xiàn)多站點協(xié)同、多任務并行、多企業(yè)合作的異地協(xié)同設計與制造要求。供應鏈配送體系優(yōu)化。供應鏈配送體系優(yōu)化主要是通過RFID等產(chǎn)品電子標識技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得供應商、庫存、物流、生產(chǎn)、銷售等完整產(chǎn)品供應鏈的大數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)進行分析，確定采購物料數(shù)量、運送時間等，實現(xiàn)供應鏈優(yōu)化。（3）個性化定制中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應用用戶需求挖掘。用戶需求挖掘主要指建立用戶對商品需求的分析體系，挖掘用戶深層次的需求，并建立科學的商品生產(chǎn)方案分析系統(tǒng)，結(jié)合用戶需求與產(chǎn)品生產(chǎn)，形成滿足消費者預期的各品類生產(chǎn)方案等，實現(xiàn)對市場的預知性判斷。個性化定制生產(chǎn)。個性化定制生產(chǎn)主要指采集客戶個性化需求數(shù)據(jù)、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、外部環(huán)境數(shù)據(jù)等信息，建立個性化產(chǎn)品模型，將產(chǎn)品方案、物料清單、工藝方案通過制造執(zhí)行系統(tǒng)快速傳遞給生產(chǎn)現(xiàn)場，進行產(chǎn)線調(diào)整和物料準備，快速生產(chǎn)出符合個性化需求的定制化產(chǎn)品。（4）服務化延伸中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應用產(chǎn)品遠程服務。產(chǎn)品遠程服務是指通過搭建企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)平臺，圍繞智能裝備、智能家居、可穿戴設備、智能聯(lián)網(wǎng)汽車等多類智能產(chǎn)品，采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)，建立產(chǎn)品性能預測分析模型，提供智能產(chǎn)品的遠程監(jiān)測、診斷與運維服務，創(chuàng)造產(chǎn)品新的價值，實現(xiàn)制造企業(yè)的服務化轉(zhuǎn)型。4.5.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)功能架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)架構(gòu)，從功能視角看，主要由數(shù)據(jù)采集與交換、數(shù)據(jù)預處理與存儲、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動下的決策與控制應用四個層次五大部分組成，如圖所示。數(shù)據(jù)采集與交換層主要實現(xiàn)工業(yè)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集與交換，數(shù)據(jù)源既包含來自傳感器、SCADA,MES.ERP等內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，也包含來自企業(yè)外部的數(shù)據(jù)，主要包含對象感知、實時采集與批量采集、數(shù)據(jù)核查、數(shù)據(jù)路由等功能。數(shù)據(jù)預處理與存儲層的關(guān)鍵目標是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的初步清洗、集成，并將工業(yè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)對象進行關(guān)聯(lián)，主要包含數(shù)據(jù)預數(shù)據(jù)建模層