刀具管理系統(tǒng)是車間MES的重要組成部分。通過研究國(guó)內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)車間的現(xiàn)狀，建立了一個(gè)面向機(jī)械生產(chǎn)車間的刀具管理系統(tǒng)模型，適用于中等規(guī)模生產(chǎn)的機(jī)械加工車間。

刀具管理系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：刀具管理中心、中央刀具庫(kù)、機(jī)床刀具庫(kù)、工作地、刀具預(yù)調(diào)和刃磨間等。它們組成一個(gè)局域網(wǎng)，在制造執(zhí)行單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享，并且預(yù)留接口，可以連結(jié)到整個(gè)企業(yè)網(wǎng)和企業(yè)外部網(wǎng)。刀具管理系統(tǒng)的模型如圖1所示。

圖1. 刀具管理系統(tǒng)模型圖

(1)刀具管理中心的功能

由刀具管理系統(tǒng)的模型圖可以看出：刀具管理中心是刀具管理系統(tǒng)的一個(gè)核心。它主要具有以下作用：可以接受新購(gòu)刀具的信息、反映操作人員的刀具借還信息、實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具庫(kù)中的已有信息進(jìn)行修改和刪除、對(duì)刀具剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)、實(shí)施在線監(jiān)測(cè)信息處理，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)制造執(zhí)行單元的刀具狀況，滿足工作地人員、工藝設(shè)計(jì)人員、計(jì)劃調(diào)度人員、刀具供應(yīng)人員等對(duì)刀具信息的需求，優(yōu)化刀具的使用，避免重復(fù)購(gòu)置和丟失等現(xiàn)象的發(fā)生。

刀具管理中心包括刀具查詢模塊、刀具借還模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊、刀具壽命管理、刀具報(bào)表模塊。具有查詢刀具的各種詳細(xì)信息的功能;通過借還模塊使刀具使用者和庫(kù)管建立聯(lián)系，確定刀具的借還信息;數(shù)據(jù)維護(hù)功能包括三部分的內(nèi)容：刀具數(shù)據(jù)添加、刀具數(shù)據(jù)刪除和刀具數(shù)據(jù)修改，應(yīng)用該模塊來實(shí)現(xiàn)更新刀具數(shù)據(jù)庫(kù)的目的。壽命管理模塊利用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢功能對(duì)刀具的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)刀具的壽命優(yōu)化進(jìn)行管理，結(jié)合刀具壽命的預(yù)測(cè)機(jī)制和刀具的監(jiān)控技術(shù)可以較大程度上提高對(duì)刀具使用可靠性，對(duì)刀具的磨損以及非正常破損提供全面的監(jiān)控與預(yù)測(cè)。通過刀具報(bào)表模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具使用情況按不同的條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表，優(yōu)化刀具庫(kù)存管理，滿足連續(xù)生產(chǎn)對(duì)刀具的需求。

(2)中央刀庫(kù)

在車間存放等待機(jī)床調(diào)用備用刀具，通過對(duì)中央刀庫(kù)的查詢車間刀具的儲(chǔ)備情況提供詳細(xì)的信息，在刀具儲(chǔ)量不足時(shí)提出警告。

(3)機(jī)床刀具庫(kù)的功能

制造執(zhí)行單元內(nèi)具有刀庫(kù)的數(shù)控機(jī)床，其各刀位安裝的刀具信息存儲(chǔ)在機(jī)床數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過機(jī)床數(shù)據(jù)庫(kù)可以查詢到各刀位所安裝刀具的編號(hào)，進(jìn)而通過刀具管理中心查詢到刀具的所有信息。

(4)刀具預(yù)調(diào)和刃磨間功能

刀具預(yù)調(diào)和刃磨間主要是為生產(chǎn)和加工準(zhǔn)備所需的刀具。一方面，刀具磨損或破損后，在這里進(jìn)行重新刃磨;另一方面，刀具預(yù)調(diào)整或進(jìn)行組裝，也在這里進(jìn)行。因此，刀具由于預(yù)調(diào)或刃磨后，刀具的相應(yīng)信息必然發(fā)生改變，而刀具維修人員可以通過刀具數(shù)據(jù)修改模塊，更改刀具庫(kù)中的刀具信息。

(5)工作地的功能

工作地是生產(chǎn)的直接場(chǎng)所，在刀具管理系統(tǒng)中的的作用主要有以下兩個(gè)方面：操作者可以查詢刀具信息和對(duì)借用的刀具予以確認(rèn)。

刀具管理模塊與其它子模塊集成在一起，其中車間作業(yè)與調(diào)度作為MES的核心，通過接受任務(wù)，編排計(jì)劃，下達(dá)刀具需求信息，刀具管理中心提供可以使用的刀具信息。刀具管理中心同時(shí)與數(shù)控程序管理、CAPP、NC加工系統(tǒng)、質(zhì)量管理等模塊建立信息集成，提供刀具的信息，接受反饋信息，在車間構(gòu)成了一個(gè)線路最短的信息閉環(huán)回路，使刀具信息暢通、準(zhǔn)確、及時(shí)。

4 機(jī)械加工車間MES刀具管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

Web技術(shù)和對(duì)象技術(shù)的日益成熟是先進(jìn)制造方法與系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代制造系統(tǒng)的信息集成和應(yīng)用程序的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。采用Web技術(shù)開發(fā)Internet/Intranet應(yīng)用將成為現(xiàn)代制造系統(tǒng)信息集成的新趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)從原來的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向以交互式Web應(yīng)用為代表的瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器三層分布式體系結(jié)構(gòu)或增加相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器，使之成為適應(yīng)多種應(yīng)用需求的多層網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式——瀏覽器/web服務(wù)器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)務(wù)器，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。采用瀏覽器/服務(wù)器模式開發(fā)基于web的MES，其突出優(yōu)勢(shì)實(shí)際是便于系統(tǒng)地維護(hù)和升級(jí)，有利于系統(tǒng)的推廣。

為了實(shí)現(xiàn)基于web的應(yīng)用，保證數(shù)據(jù)傳輸、處理的正確性，系統(tǒng)服務(wù)器中的應(yīng)用程序應(yīng)該能夠訪問共享數(shù)據(jù)庫(kù)。ASP(Activex Server Page)是Microsoft公司的新一代動(dòng)態(tài)Web開發(fā)技術(shù)，它是一種Web服務(wù)器端腳本環(huán)境。通過AsP可以將HTML網(wǎng)頁、ASP指令和ActiveX組件結(jié)合在一起，建立動(dòng)態(tài)、交互和高效的Web服務(wù)器應(yīng)用程序。ASP文件通過ADO(Activex Data Object，Activex數(shù)據(jù)對(duì)象)可連接包括SQL seHer、Oracle、Access等支持ODBC的數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，采用ASP和ADO相結(jié)合的方法開發(fā)基于Web的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口。目前比較流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)皆為關(guān)系型，技術(shù)上也相當(dāng)成熟?？晒┻x擇的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有Oracle，Informix，與SQLServer等。SQL server是Microsoft windows平臺(tái)上最流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，也是最流行的Web數(shù)據(jù)庫(kù)。

它是目前大中型網(wǎng)絡(luò)常用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，其新版本以性能優(yōu)越，價(jià)格低廉而擁有越來越多的用戶。它是Windows平臺(tái)上解決復(fù)雜商業(yè)問題的優(yōu)選方案，速度快且具有高度的可縮放性;具有很高的可靠性和性價(jià)比高，在提供如此強(qiáng)大功能的同時(shí)，其價(jià)位遠(yuǎn)低于同類數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品?？紤]到目前企業(yè)操作系統(tǒng)一般為Windows而且考慮到sQL Server的功能完備及簡(jiǎn)單可靠，故選擇SQL Server作為本系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　在制造單元內(nèi)部建立局域網(wǎng)，配置瀏覽器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。web承擔(dān)信息發(fā)布和數(shù)據(jù)通信的任務(wù)，以作業(yè)和調(diào)度為核心。，完成MES所要求的功能，實(shí)施與MRP/ERP系統(tǒng)或其他制造單元通信，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的信息集成。

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