精益生產線控制系統(tǒng)解決方案

1、精益生產線控制系統(tǒng)解決方案     概述工業(yè)自動化技術作為20世紀現代制造領域中最重要的技術之一，主要解決生產效率與一致性問題。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的應用。自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產過程起著明顯的提升作用：（1）提高生產過程的安全性；（2）提高生產效率；（3）提高產品質量；（4）減少生產過程的原材料、能源損耗。據國際權威咨詢機構統(tǒng)計，對自動化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產出比約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、生產管理級、過程控制級、設備控制

2、級和檢測驅動級。前兩級管理級涉及的高新技術主要是計算機技術、軟件技術、網絡技術和信息技術；過程控制級涉及的高新技術主要是智能控制技術和工程方法；設備控制級和檢測驅動級涉及的高新技術主要是三電一體化技術、現場總線技術和新器件交流數字調速技術。也可將上述5級分層歸納為：企業(yè)管理決策系統(tǒng)層（ERP）、生產執(zhí)行系統(tǒng)層（MES）、過程控制系統(tǒng)層（PCS）三層結構和計算機支撐系統(tǒng)（企業(yè)網絡、數據庫），并實現系統(tǒng)集成，從而實現企業(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）、生產執(zhí)行系統(tǒng)層（MES）必須建立在設備自動化和過程自動化基礎上。數控機床自動化管理系統(tǒng)目前，國內大多數機

3、床監(jiān)控系統(tǒng)屬于專用系統(tǒng)，其開放性較差，已不能滿足當今制造業(yè)的發(fā)展需求，屬于工廠內典型的 “自動化孤島”。而計算機軟件技術及工業(yè)控制網絡技術的發(fā)展，使得工廠自動化設備的互聯(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，已經廣泛應用于工業(yè)自動化的各個領域。組態(tài)監(jiān)控技術為實施數據采集、過程監(jiān)控、生產控制提供了基礎平臺，與檢測部件、控制部件構成復雜的應用系統(tǒng)，在節(jié)能、提高計量精度、改善產品質量、完成部門間精確傳遞生產信息等方面發(fā)揮核心作用，有利于企業(yè)消除信息孤島、降低運作成本、提高生產效率、加快市場反應速度。 基于對生產線數據的采集和產品質量跟蹤、追溯，需要一套高度精細

4、化和智能化的制造執(zhí)行系統(tǒng)（ MES ）來控制整個生產過程，以使企業(yè)向生產制造柔性化和管理精細化方向發(fā)展，提高市場應對的實時性和靈活性，降低不良品率，改善生產線的運行效率，加強生產現場數據采集和在制品管理、產品質量和售后服務能力，降低生產成本等。 數控機床加工的生產管理模式 數控機床的高柔性、高效率、穩(wěn)定的加工精度和加工復雜型面能力，能對用戶需求做出快速的反應，深獲制造業(yè)的青睞。在一些大中型制造企業(yè)，根據生產的需要和數控機床的特點，已形成多種生產組織管理模式的制造系統(tǒng)，主要包括： - 基于分布式數控（DNC）的車間（工段）信息管理系統(tǒng)-對車間（工段）內的數控機床群體

5、，通過其各自的數控系統(tǒng)與上位機的通訊，并傳達生產規(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、物料搬運和裝卸、刀具檢測、預調和傳送以及狀態(tài)監(jiān)控等硬件模塊和相應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）。 - 柔性機床組成的生產線-主要用于大批量生產的行業(yè)，如汽車、摩托車和家電等。盡管目前已投產的柔性生產線比重不大，但由于它適應

6、對同族零件的多品種混流批量生產，已成為當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控組合機床、三座標加工單元和順序物料輸送系統(tǒng)等組成的生產線；柔性加工生產線（FML），由高效、通用數控機床和柔性物料輸送系統(tǒng)等組成的生產線，其結構相當于多組FMC按工藝流程進行配置。 由上述4類數控機床組成的制造系統(tǒng)可知，DNC不僅需用面廣，更是其他制造系統(tǒng)的技術基礎。數控車間信息集成管理系統(tǒng) 數控車間集成管理系統(tǒng)對以數控機床群為主的加工車間實施車間管理和信息集成，由多種單元技術組合而成。主要內容如下 管理單元· 任務管理接受生

7、產任務，生成各機床加工任務清單，并發(fā)送到各機床· 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機床同時在線加工· 工藝管理工藝信息輸入、修改、更新和打印· 系統(tǒng)監(jiān)控統(tǒng)計圖形監(jiān)視機床狀態(tài)、運行統(tǒng)計、完成品統(tǒng)計； 通信單元完成管理單元與各機床集成器之間的信息傳遞；機床集成器完成各種CNC系統(tǒng)信息采集和任務雙向傳遞；CNC機床的集成改造 該系統(tǒng)有以下幾種應用組合  ·· 單元技術應用（如單機DNC服務、多機程序管理等）；· 數控工段的DNC系統(tǒng)（上/下傳送程

8、序和參數的文件集中管理；多臺CNC在線加工等）；· 數控工段（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)形成單元技術基礎和系統(tǒng)綜合能力，以企業(yè)現有的加工車間為對象，按系統(tǒng)工程規(guī)劃，解決對象對技術進步的要求為目的，以系統(tǒng)工程組合不同規(guī)模的信息集成和管理工程，實現制造環(huán)境的信息集成與管理。 數控工具磨床智能自動化生產線應用實例 數控工具磨床智能自動化生產線項目的設計功能主要分為兩部分：1. 智能自動化流水線實例·      

9、0;      整體智能自動化生產線控制系統(tǒng)結構圖整體分為五個部分。其中包括自動化數控生產設備通訊開發(fā)設計實現，生產線智能控制核心，人機交互，機器人控制與通訊，輔助控制與執(zhí)行單元。·通過自動化數控生產設備的通訊模塊，所有生產線上的設備實現通訊連接，生產的信息和機器狀態(tài)被生產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，跟據所得到的機器信息，以及系統(tǒng)設置信息，最優(yōu)化的自動安排生產過程。并通過機器人通訊模塊接口，對機器人發(fā)出控制命令，從而完成整個生產線流水線的生產控制。如果發(fā)生故障或者異常情況，控制中心可以向單臺生產

10、設備發(fā)送控制命令，完成停機，報警或者其他指令。· ·2.自動化生產線和數控機床的監(jiān)控管理系統(tǒng)·把每臺機器的產品加工情況、生產情況、維護情況、停機故障情況、值班情況等信息采集反饋到中控系統(tǒng)， 錄入中心數據庫， 進而進行綜合分析、對比計算與顯示， 從而達到監(jiān)測目的； 把機器的加工參數、優(yōu)化程序、維護計劃、生產指標、值班調度等控制指令和程序從綜控系統(tǒng)下載到各數控機器，從而達到分布式的優(yōu)化調度、協(xié)調與控制，以實現整個生產線的最優(yōu)化控制與運行。·具體可分為一下功能：·· 將所有XX新開發(fā)的開溝機數控系統(tǒng)連接在一起統(tǒng)一管理和監(jiān)

11、控；· 建立開溝機系統(tǒng)生產質量監(jiān)控數據庫；· 搜集/采樣每臺開溝機的生產過程數據 / 質量監(jiān)控數據 / 維護保養(yǎng)數據；· 分析生產過程數據 / 質量監(jiān)控數據 / 維護保養(yǎng)數據，產生直觀圖表/質量報表， 根據不同情況對生產/安全/質量情況進行評估分級；· 特別對停機/故障情況進行分類處理，機械故障/電氣故障/軟件故障/正常維護，對每一類進行更細的分類處理， 從而提高生產效率，降低故障情況；· 對操作人員進行統(tǒng)一管理，操作機器能力，故障分析能力等；· 統(tǒng)一對開溝機生產進行規(guī)劃，動態(tài)調整生產細節(jié)，優(yōu)化生產過程；· 對產品參數進行質

12、量跟蹤/分析，產生優(yōu)化方案；建立Web 管理網絡，公司管理人員可以在任何地方方便查看公司的機床運行情況/產品完成情況/客戶需求情況，并在線遠程提出質詢意見，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：·控制助手顯示實時數據 及時鑒別機器故障 顯示過程圖形趨勢和操作參數 計算生產力 定位廢品與效率··計劃助手圖形計劃板多級式計劃 更換和變更生產作業(yè) 顯示勞動力需求 顯示原材料供應情況 顯示庫存情況連接ERP系統(tǒng)· ··質量助手獲取并顯示工藝參數 分析顯示質量分布動態(tài)圖 分析廢品率、廢品種類以及廢品原因 產生制作QA 分析文檔 對比工藝和部件以及程序參數 及時處理或自修復質量問題 分析研究歷史質量關系··設置助手上傳或下載設置參數和加工程序（G代碼） 存儲和管理所有加工數據和程序 優(yōu)化與分析對比設置組合 自動網絡