微締零部件MES生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
智能制造離不開(kāi)車(chē)間生產(chǎn)數(shù)據(jù)的支撐。在制造過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床不僅是生產(chǎn)工具和設(shè)備，更是車(chē)間信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)機(jī)床數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、統(tǒng)計(jì)、分析和反饋，將結(jié)果用于改善制造過(guò)程，將大大提高制造過(guò)程的柔性和加工過(guò)程的集成性，從而提升產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量和效率。
1.數(shù)據(jù)采集器在生產(chǎn)線上的應(yīng)用
在生產(chǎn)制造型的企業(yè)中，有效的成本控制將有助于提高企業(yè)利潤(rùn)，因此如何實(shí)現(xiàn)企業(yè)成本的有效控制，已成為現(xiàn)在企業(yè)最為關(guān)心的首要問(wèn)題。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)在線，通過(guò)人工方式進(jìn)行信息的采集、核對(duì)和處理，不僅時(shí)效性低，且出錯(cuò)率和錯(cuò)檢率都比較高，將條碼技術(shù)引生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理，使用數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場(chǎng)采集生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)信息，使企業(yè)更輕松地管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)制程以及產(chǎn)品質(zhì)量追溯。
2.生產(chǎn)線上為什么要用數(shù)據(jù)采集器？
2.1 時(shí)效性
生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)大量的有效數(shù)據(jù)，如排程優(yōu)先性、進(jìn)度控管、生產(chǎn)質(zhì)量控管、欠料管理、JIT 供料等重要數(shù)據(jù)，對(duì)于企業(yè)的決策是相當(dāng)重要的；可以快速地作出相應(yīng)市場(chǎng)需求的策略，有效拓展市場(chǎng)增加獲利；可以有效管理內(nèi)部作業(yè)流程，有效地控制物料、工時(shí)成本的浪費(fèi)以及達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
2.2準(zhǔn)確性
生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)主要依靠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)人員進(jìn)行收集，若采用原始的人工收集方式，人員同時(shí)兼顧生產(chǎn)作業(yè)和數(shù)據(jù)采錄的結(jié)果，不僅輸入速度慢，而且出錯(cuò)率高；透過(guò)采集器讀取條碼，可以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
2.3一致性
生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)分散在許多不同的工序環(huán)節(jié)，透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的條碼，在重要的生產(chǎn)站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以方便將各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息聯(lián)接起來(lái)，從而跟蹤產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的跟蹤。
2.4 空間效益
生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境一般都較苛刻，在有限的機(jī)臺(tái)、物料、生產(chǎn)設(shè)備下，無(wú)法在生產(chǎn)線上布置電腦，可以使用手持?jǐn)?shù)據(jù)終端先分散采集，后集中批量處理。
2.5成本效益
一般掃描條碼時(shí)，是將條碼掃描槍通過(guò)連線將條碼信息收到電腦中，采用數(shù)據(jù)采集器批量處理，不需要針對(duì)每個(gè)掃描槍配置一部電腦，相當(dāng)節(jié)省設(shè)備成本。
3.需求及設(shè)計(jì)原則
3.1需求
3.1.1記錄
記錄某一工單在某一工序或某一設(shè)備生產(chǎn)時(shí)間；
3.1.2過(guò)數(shù)
包含“報(bào)數(shù)”、“接受”兩個(gè)方面，按需要同時(shí)可采集管理所需的其它數(shù)據(jù)；
3.1.3參數(shù)
關(guān)鍵工序生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備的設(shè)置數(shù)值；
3.1.4報(bào)表
將相關(guān)管理信息以報(bào)表的形式供管理者查詢(xún)、調(diào)用；
3.2設(shè)計(jì)原則
采用專(zhuān)用的數(shù)據(jù)終端做數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入端口，以制造業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)做數(shù)據(jù)采集為依托，結(jié)合企業(yè)ERP管理系統(tǒng)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)資源，解決企業(yè)管理中的各項(xiàng)需求。
所有數(shù)據(jù)采集過(guò)程均采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)與企業(yè)ERP數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、查詢(xún)、比對(duì)、更改或插入等操作，企業(yè)管理者可以實(shí)時(shí)查詢(xún)、調(diào)閱大量的數(shù)據(jù)信息，如可通過(guò)某個(gè)訂單號(hào)查詢(xún)生產(chǎn)日期、生產(chǎn)人員、生產(chǎn)設(shè)備、物料供應(yīng)商、物料批次、關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)參數(shù)等相關(guān)信息，為批量生產(chǎn)提供了詳盡的數(shù)據(jù)信息。
數(shù)據(jù)采集須盡量貼近生產(chǎn)者的，特別需求“記錄”生產(chǎn)人員在生產(chǎn)某工單時(shí)需錄入相關(guān)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)完成時(shí)還需錄入相關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集終端遠(yuǎn)離生產(chǎn)者時(shí)增加每次數(shù)據(jù)錄入往返時(shí)間，額外給生產(chǎn)者加大了勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)據(jù)采集終端的安裝地點(diǎn)要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝的具體環(huán)境作出安排，在完成管理所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的同時(shí)盡量少的增加生產(chǎn)者非生產(chǎn)性的時(shí)間支出。
4.技術(shù)設(shè)計(jì)方案
需求主要分四個(gè)方面：記錄、過(guò)數(shù)、參數(shù)、報(bào)表，而這四個(gè)需求有存在著緊密的關(guān)聯(lián)性，利用其之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集步驟（人機(jī)對(duì)話界面），自動(dòng)判斷記錄或過(guò)數(shù)狀態(tài)，盡量減少生產(chǎn)人員的干預(yù)，對(duì)生產(chǎn)人員而言只需要以數(shù)據(jù)終端顯示屏所顯示的人機(jī)對(duì)話進(jìn)行操作。
5. 功能特點(diǎn)
5.1建立數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)
制造業(yè)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)因考慮其性?xún)r(jià)比，杜絕使用盜版軟件，管理系統(tǒng)不帶數(shù)據(jù)庫(kù)。第一步即需建立數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫(kù)，采用將表單放置于企業(yè)服務(wù)器中，制造業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)與企業(yè)服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)，給管理者提供相關(guān)報(bào)表。
表單（數(shù)據(jù)庫(kù)存）用來(lái)存放數(shù)據(jù)采集過(guò)程所有的相關(guān)信息，所有保存的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均必須與企業(yè)ERP進(jìn)行關(guān)聯(lián)，確保每條數(shù)據(jù)的正確性。
數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完整保存于數(shù)據(jù)采集服務(wù)器從相關(guān)目錄中，不與數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)生任何關(guān)系，減少不必要的數(shù)據(jù)處理。
5.2記錄
生產(chǎn)人員生產(chǎn)某工單時(shí)錄入相關(guān)信息，工單、生產(chǎn)人員、設(shè)備代碼等，數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)自動(dòng)與企業(yè)ERP數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)、查詢(xún)、確保每條數(shù)據(jù)的正確后保存于數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，為管理報(bào)表提供正確有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
生產(chǎn)人員錄入相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)判斷目前相關(guān)信息所處的狀態(tài)，如生產(chǎn)者同時(shí)操作數(shù)臺(tái)設(shè)備，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不對(duì)生產(chǎn)人員能否操作該設(shè)備進(jìn)行判斷，僅判斷該生產(chǎn)人員是否有效合法員工的身份；工單信息錄入后系統(tǒng)自動(dòng)判斷此工單的合法性、按流程是否在此工序生產(chǎn)；系統(tǒng)自動(dòng)判斷生產(chǎn)設(shè)備目前所處的狀態(tài)，錄入一個(gè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)提示，所錄入數(shù)據(jù)均需與企業(yè)ERP比對(duì)，杜絕操作員工數(shù)據(jù)錄入時(shí)的隨意性。
采集“記錄”數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)終端安裝應(yīng)盡量貼近生產(chǎn)人員，即就進(jìn)安裝原則，如圖所示，因安裝過(guò)遠(yuǎn)時(shí)生產(chǎn)人員需花費(fèi)大量的時(shí)間往返于生產(chǎn)設(shè)備與數(shù)據(jù)采集終端之間，增加非生產(chǎn)性時(shí)間，采用就進(jìn)安裝的原則，方便生產(chǎn)及時(shí)快快捷的完成數(shù)據(jù)錄入工作。
“生產(chǎn)設(shè)備”錄入過(guò)程，采用就近安裝原則時(shí)下發(fā)生生產(chǎn)設(shè)備信息供生產(chǎn)人員選擇生產(chǎn)設(shè)備錄入數(shù)據(jù)較方便，系統(tǒng)可設(shè)置就近生產(chǎn)設(shè)備并下發(fā)給生產(chǎn)人員選擇。
保存完成后系統(tǒng)自動(dòng)記錄生產(chǎn)人員、工單號(hào)碼、生產(chǎn)設(shè)備、某工單的生產(chǎn)開(kāi)始時(shí)間及結(jié)束時(shí)間、工序所使用的物料名稱(chēng)及批次。以上數(shù)據(jù)采集的相關(guān)數(shù)據(jù)除時(shí)間外，企業(yè)管理系統(tǒng)ERP需包含，生產(chǎn)人員、工單號(hào)碼、生產(chǎn)設(shè)備、物料等信息均需告知其數(shù)據(jù)所存放的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱(chēng)及字段，如以上數(shù)據(jù)信息部完整時(shí)可進(jìn)行補(bǔ)充更新，以確定數(shù)據(jù)采集過(guò)程的每條信息數(shù)據(jù)都準(zhǔn)確無(wú)誤。
5.3過(guò)數(shù)
過(guò)數(shù)分“接受”和“報(bào)數(shù)”兩個(gè)步驟，當(dāng)上道工序生產(chǎn)完成后工單按流程進(jìn)入到下一個(gè)工序，下道工序及時(shí)向ERP告知此工單到達(dá)本工序，稱(chēng)之為“接受”或“過(guò)數(shù)”
5.4參數(shù)
參數(shù)主要用于報(bào)表，關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)主要來(lái)源兩個(gè)方面，一是企業(yè)管理系統(tǒng)ERP數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，另一個(gè)是保存于生產(chǎn)設(shè)備中的某個(gè)文件夾里的文件，這部分相對(duì)比較難，如何讀取保存于生產(chǎn)設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，需與生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)商解決。
根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)設(shè)備所能提供的接口方式及生產(chǎn)參數(shù)的存儲(chǔ)形式均決定了參數(shù)數(shù)據(jù)采集方式，目前許多生產(chǎn)設(shè)備都具備了COM口、網(wǎng)絡(luò)接口，帶有網(wǎng)絡(luò)接口生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單方便，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊的方式直接訪問(wèn)生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)。
只有COM口的生產(chǎn)設(shè)備可外接一個(gè)COM轉(zhuǎn)網(wǎng)路轉(zhuǎn)換器，此時(shí)生產(chǎn)設(shè)備原COM口已轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)接口，同時(shí)在生產(chǎn)設(shè)備中安裝一個(gè)小程序，將生產(chǎn)設(shè)備中的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到COM口，通過(guò)轉(zhuǎn)換器即可將參數(shù)數(shù)據(jù)傳至制造業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這方法是最簡(jiǎn)便的，采用數(shù)據(jù)共享的方式同時(shí)可將數(shù)據(jù)提供能給企業(yè)ERP使用。
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