微締零部件MES生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

智能制造離不開車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)的支撐。在制造過程中，數(shù)控機床不僅是生產(chǎn)工具和設備，更是車間信息網(wǎng)絡的節(jié)點，通過機床數(shù)據(jù)的自動化采集、統(tǒng)計、分析和反饋，將結果用于改善制造過程，將大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性，從而提升產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質量和效率。

1.數(shù)據(jù)采集器在生產(chǎn)線上的應用

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，因此如何實現(xiàn)企業(yè)成本的有效控制，已成為現(xiàn)在企業(yè)最為關心的首要問題。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)在線，通過人工方式進行信息的采集、核對和處理，不僅時效性低，且出錯率和錯檢率都比較高，將條碼技術引生產(chǎn)現(xiàn)場管理，使用數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場采集生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)信息，使企業(yè)更輕松地管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)制程以及產(chǎn)品質量追溯。

2.生產(chǎn)線上為什么要用數(shù)據(jù)采集器？

2.1 時效性

生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場大量的有效數(shù)據(jù)，如排程優(yōu)先性、進度控管、生產(chǎn)質量控管、欠料管理、JIT 供料等重要數(shù)據(jù)，對于企業(yè)的決策是相當重要的；可以快速地作出相應市場需求的策略，有效拓展市場增加獲利；可以有效管理內(nèi)部作業(yè)流程，有效地控制物料、工時成本的浪費以及達到產(chǎn)品質量的一致性。

2.2準確性

生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)主要依靠生產(chǎn)現(xiàn)場的作業(yè)人員進行收集，若采用原始的人工收集方式，人員同時兼顧生產(chǎn)作業(yè)和數(shù)據(jù)采錄的結果，不僅輸入速度慢，而且出錯率高；透過采集器讀取條碼，可以確保數(shù)據(jù)的準確性。

2.3一致性

生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)分散在許多不同的工序環(huán)節(jié)，透過標準化的條碼，在重要的生產(chǎn)站點進行數(shù)據(jù)采集，可以方便將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息聯(lián)接起來，從而跟蹤產(chǎn)品生產(chǎn)過程的跟蹤。

2.4 空間效益

生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境一般都較苛刻，在有限的機臺、物料、生產(chǎn)設備下，無法在生產(chǎn)線上布置電腦，可以使用手持數(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，是將條碼掃描槍通過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，不需要針對每個掃描槍配置一部電腦，相當節(jié)省設備成本。

3.需求及設計原則

3.1需求

3.1.1記錄

記錄某一工單在某一工序或某一設備生產(chǎn)時間；

3.1.2過數(shù)

包含“報數(shù)”、“接受”兩個方面，按需要同時可采集管理所需的其它數(shù)據(jù)；

3.1.3參數(shù)

關鍵工序生產(chǎn)過程中設備的設置數(shù)值；

3.1.4報表

將相關管理信息以報表的形式供管理者查詢、調用；

3.2設計原則

采用專用的數(shù)據(jù)終端做數(shù)據(jù)采集的基礎數(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，結合企業(yè)ERP管理系統(tǒng)的強大數(shù)據(jù)資源，解決企業(yè)管理中的各項需求。

所有數(shù)據(jù)采集過程均采用實時數(shù)據(jù)傳輸，實時與企業(yè)ERP數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互、查詢、比對、更改或插入等操作，企業(yè)管理者可以實時查詢、調閱大量的數(shù)據(jù)信息，如可通過某個訂單號查詢生產(chǎn)日期、生產(chǎn)人員、生產(chǎn)設備、物料供應商、物料批次、關鍵設備生產(chǎn)參數(shù)等相關信息，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)某工單時需錄入相關數(shù)據(jù)，生產(chǎn)完成時還需錄入相關數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集終端遠離生產(chǎn)者時增加每次數(shù)據(jù)錄入往返時間，額外給生產(chǎn)者加大了勞動強度。數(shù)據(jù)采集終端的安裝地點要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場設備安裝的具體環(huán)境作出安排，在完成管理所需的基礎數(shù)據(jù)采集的同時盡量少的增加生產(chǎn)者非生產(chǎn)性的時間支出。

4.技術設計方案

需求主要分四個方面：記錄、過數(shù)、參數(shù)、報表，而這四個需求有存在著緊密的關聯(lián)性，利用其之間的關聯(lián)設計數(shù)據(jù)采集步驟（人機對話界面），自動判斷記錄或過數(shù)狀態(tài)，盡量減少生產(chǎn)人員的干預，對生產(chǎn)人員而言只需要以數(shù)據(jù)終端顯示屏所顯示的人機對話進行操作。 

5. 功能特點

5.1建立數(shù)據(jù)采集基礎數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫

制造業(yè)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)因考慮其性價比，杜絕使用盜版軟件，管理系統(tǒng)不帶數(shù)據(jù)庫。第一步即需建立數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫，采用將表單放置于企業(yè)服務器中，制造業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時與企業(yè)服務器進行訪問，給管理者提供相關報表。

表單（數(shù)據(jù)庫存）用來存放數(shù)據(jù)采集過程所有的相關信息，所有保存的基礎數(shù)據(jù)均必須與企業(yè)ERP進行關聯(lián)，確保每條數(shù)據(jù)的正確性。

數(shù)據(jù)采集過程中的基礎數(shù)據(jù)完整保存于數(shù)據(jù)采集服務器從相關目錄中，不與數(shù)據(jù)服務發(fā)生任何關系，減少不必要的數(shù)據(jù)處理。

5.2記錄

生產(chǎn)人員生產(chǎn)某工單時錄入相關信息，工單、生產(chǎn)人員、設備代碼等，數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)自動與企業(yè)ERP數(shù)據(jù)庫進行比對、查詢、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)庫中，為管理報表提供正確有效的基礎數(shù)據(jù)。

生產(chǎn)人員錄入相關數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)自動判斷目前相關信息所處的狀態(tài)，如生產(chǎn)者同時操作數(shù)臺設備，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不對生產(chǎn)人員能否操作該設備進行判斷，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)自動判斷生產(chǎn)設備目前所處的狀態(tài)，錄入一個生產(chǎn)中的生產(chǎn)設備系統(tǒng)自動提示，所錄入數(shù)據(jù)均需與企業(yè)ERP比對，杜絕操作員工數(shù)據(jù)錄入時的隨意性。

采集“記錄”數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)終端安裝應盡量貼近生產(chǎn)人員，即就進安裝原則，如圖所示，因安裝過遠時生產(chǎn)人員需花費大量的時間往返于生產(chǎn)設備與數(shù)據(jù)采集終端之間，增加非生產(chǎn)性時間，采用就進安裝的原則，方便生產(chǎn)及時快快捷的完成數(shù)據(jù)錄入工作。

“生產(chǎn)設備”錄入過程，采用就近安裝原則時下發(fā)生生產(chǎn)設備信息供生產(chǎn)人員選擇生產(chǎn)設備錄入數(shù)據(jù)較方便，系統(tǒng)可設置就近生產(chǎn)設備并下發(fā)給生產(chǎn)人員選擇。

保存完成后系統(tǒng)自動記錄生產(chǎn)人員、工單號碼、生產(chǎn)設備、某工單的生產(chǎn)開始時間及結束時間、工序所使用的物料名稱及批次。以上數(shù)據(jù)采集的相關數(shù)據(jù)除時間外，企業(yè)管理系統(tǒng)ERP需包含，生產(chǎn)人員、工單號碼、生產(chǎn)設備、物料等信息均需告知其數(shù)據(jù)所存放的數(shù)據(jù)庫名稱及字段，如以上數(shù)據(jù)信息部完整時可進行補充更新，以確定數(shù)據(jù)采集過程的每條信息數(shù)據(jù)都準確無誤。 

5.3過數(shù)

過數(shù)分“接受”和“報數(shù)”兩個步驟，當上道工序生產(chǎn)完成后工單按流程進入到下一個工序，下道工序及時向ERP告知此工單到達本工序，稱之為“接受”或“過數(shù)”

5.4參數(shù)

參數(shù)主要用于報表，關鍵生產(chǎn)設備的數(shù)據(jù)參數(shù)主要來源兩個方面，一是企業(yè)管理系統(tǒng)ERP數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，另一個是保存于生產(chǎn)設備中的某個文件夾里的文件，這部分相對比較難，如何讀取保存于生產(chǎn)設備中的數(shù)據(jù)信息，需與生產(chǎn)設備供應商協(xié)商解決。

根據(jù)以往經(jīng)驗，生產(chǎn)設備所能提供的接口方式及生產(chǎn)參數(shù)的存儲形式均決定了參數(shù)數(shù)據(jù)采集方式，目前許多生產(chǎn)設備都具備了COM口、網(wǎng)絡接口，帶有網(wǎng)絡接口生產(chǎn)設備相對簡單方便，通過網(wǎng)絡通訊的方式直接訪問生產(chǎn)設備參數(shù)數(shù)據(jù)。

    只有COM口的生產(chǎn)設備可外接一個COM轉網(wǎng)路轉換器，此時生產(chǎn)設備原COM口已轉換成網(wǎng)絡接口，同時在生產(chǎn)設備中安裝一個小程序，將生產(chǎn)設備中的相關數(shù)據(jù)發(fā)送到COM口，通過轉換器即可將參數(shù)數(shù)據(jù)傳至制造業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這方法是最簡便的，采用數(shù)據(jù)共享的方式同時可將數(shù)據(jù)提供能給企業(yè)ERP使用。

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