智能工廠的基石-DNC
2015/9/15 19:32:40 點(diǎn)擊：
智能工廠的基石-DNC
DNC系統(tǒng)不僅是數(shù)控程序傳輸?shù)墓ぞ�，同時(shí)也是企業(yè)數(shù)控程序管理方式的革新技術(shù)，通過(guò)DNC系統(tǒng)的應(yīng)用，使數(shù)控程序傳輸和管理變?yōu)橛行虻墓ぷ�。DNC系統(tǒng)是整個(gè)企業(yè)信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為以后企業(yè)信息化觸角延伸到車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)提供了基本的保障。
一、企業(yè)存在的問(wèn)題
當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在下面兩個(gè)方面。
1.對(duì)于數(shù)控設(shè)備來(lái)說(shuō)，數(shù)控程序就是數(shù)控設(shè)備的靈魂，但是數(shù)控程序的輸入手段過(guò)于落后，因此數(shù)控程序輸入數(shù)控設(shè)備需要大量的時(shí)間。同時(shí)，因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或操作失誤造成的數(shù)控設(shè)備故障或程序輸入錯(cuò)誤，不僅占用了大量的設(shè)備有效加工時(shí)間，而且也使得產(chǎn)品加工質(zhì)量不能得到保障。
2. 數(shù)控程序的管理過(guò)于混亂。目前數(shù)控程序分別存儲(chǔ)在機(jī)床端或工藝員個(gè)人的電腦上，沒(méi)有進(jìn)行集中管理，因此造成數(shù)控程序無(wú)法重復(fù)利用。加上程序沒(méi)有經(jīng)過(guò)流程管理，程序水平參差不齊，加工同一零件也會(huì)因?yàn)椴捎貌煌绦蚣庸ざ斐僧a(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，程序版本混亂，存在因?yàn)檎{(diào)錯(cuò)版本而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的可能。
二、解決方案
通過(guò)對(duì)問(wèn)題的總結(jié)與分析，并對(duì)市場(chǎng)的充分了解后，公司最終選擇DNC數(shù)控設(shè)備及工位智能化聯(lián)網(wǎng)解決方案，解決車(chē)間現(xiàn)有的數(shù)控程序傳輸及管理問(wèn)題。該解決方案的核心思想是將企業(yè)的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化連接，利用成熟的以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將數(shù)控機(jī)床的通信接口進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化接入。同時(shí)，在上端配備數(shù)據(jù)庫(kù)和NC程序管理軟件平臺(tái)，對(duì)數(shù)控程序及附屬文檔進(jìn)行集中管理。
1.方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
整個(gè)網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)在信息中心設(shè)立總服務(wù)器，該服務(wù)器擔(dān)任的是整個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)的管理及備份的任務(wù)，同時(shí)，在廠房?jī)?nèi)布置通信服務(wù)器用于程序傳輸。
通信服務(wù)器端作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄海袚?dān)著加工數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)。通常各車(chē)間管理客戶端查詢和調(diào)用的數(shù)據(jù)均來(lái)源于總服務(wù)器，由總服務(wù)器將程序傳送至各車(chē)間通信服務(wù)器，如果車(chē)間級(jí)服務(wù)器發(fā)現(xiàn)故障也可以切換至總服務(wù)器進(jìn)行傳輸。這樣，整個(gè)DNC系統(tǒng)既依靠又不依賴于園區(qū)網(wǎng)，園區(qū)網(wǎng)的好壞不會(huì)影響數(shù)控車(chē)間的代碼傳輸及生產(chǎn)加工。
2.方案的應(yīng)用策略
（1）如何解決數(shù)控程序的傳輸?通過(guò)網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)的搭建，車(chē)間的數(shù)控設(shè)備操作工從復(fù)雜而繁瑣的機(jī)床端編程中解脫出來(lái)，將更多的精力投入到零件的裝夾與質(zhì)量的控制上。而工藝人員則從中抽出部分擅長(zhǎng)編程的人員，來(lái)進(jìn)行數(shù)控程序的編制和試加工。工藝人員編制完數(shù)控程序后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)DNC的程序管理功能將程序?qū)敕⻊?wù)器中，再指派至具體的設(shè)備進(jìn)行傳輸，整個(gè)操作都在同一個(gè)界面內(nèi)完成，簡(jiǎn)單快捷。
數(shù)控機(jī)床操作工可以利用網(wǎng)絡(luò)DNC的特殊指令系統(tǒng)，在機(jī)床端發(fā)送查詢列表的指令至服務(wù)器，服務(wù)器就會(huì)將可以加工的程序通過(guò)列表的形式呈現(xiàn)給操作工。操作工的查看列表、下載數(shù)控程序和上傳數(shù)控程序等操作均可直接在機(jī)床端完成，無(wú)需任何人為的干預(yù)和額外操作。
（2）如何解決數(shù)控程序的管理問(wèn)題?傳統(tǒng)的文檔管理依托于Windows的文件夾操作，文檔的屬性定義復(fù)雜，文件本身的可靠性也較差。企業(yè)之前實(shí)施的PDM系統(tǒng)也具備文檔的管理功能，但是其龐雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)對(duì)于機(jī)加車(chē)間來(lái)說(shuō)實(shí)在過(guò)于繁瑣，無(wú)用的數(shù)據(jù)過(guò)多，從而導(dǎo)致每次添加程序和檢索程序的速度都非常慢。因此，慢慢地，工藝人員又回歸到數(shù)控文檔各自管理的局面。
應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)DNC的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)功能以后，車(chē)間自建了一套適用于機(jī)加車(chē)間的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，結(jié)構(gòu)樹(shù)的枝節(jié)沒(méi)有PDM系統(tǒng)那么龐大，以便于車(chē)間的管理和應(yīng)用。同時(shí)，還按照車(chē)間的班組情況建立了設(shè)備結(jié)構(gòu)樹(shù)。利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)樹(shù)，就可以將原先的數(shù)控程序進(jìn)行分類(lèi)管理和導(dǎo)入，無(wú)論是新添程序還是檢索已有的程序，都比之前的速度快了很多。另外，車(chē)間還利用網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)管理模塊的版本管理和流程管理功能，對(duì)NC程序不同批次的版本進(jìn)行了有效管理，也進(jìn)一步約束了NC文檔管理過(guò)程中的流程規(guī)范性問(wèn)題，從而可以保證每一個(gè)定型的數(shù)控程序最少經(jīng)過(guò)3步流程的審驗(yàn)，對(duì)于關(guān)鍵工序的數(shù)控程序，還要進(jìn)行5～8步的流程確認(rèn)才能定型。
正是由于應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)DNC的傳輸和管理這兩個(gè)功能，之前車(chē)間存在的問(wèn)題得到了妥善解決，下一步，準(zhǔn)備實(shí)施設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能，以便于深入地分析設(shè)備的實(shí)際產(chǎn)能和綜合效率，為完全的數(shù)字化制造做好鋪墊，打好基礎(chǔ)。
3.方案的應(yīng)用成效
（1）數(shù)控設(shè)備通訊方面的成效。
①操作者只需要在數(shù)控設(shè)備的控制面板上輸入調(diào)用指令，即可完成程序的發(fā)送、接收和列表查詢。
②可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)床的并行在線加工，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手工和斷電斷點(diǎn)續(xù)傳，確保傳輸?shù)綑C(jī)床的程序準(zhǔn)確無(wú)誤。
③可將不同的設(shè)備類(lèi)型、不同的控制系統(tǒng)以不同的接入方式同時(shí)接入統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。
④上傳程序時(shí)，服務(wù)器能夠自動(dòng)接收、自動(dòng)保存數(shù)控程序，服務(wù)器端無(wú)需專人職守。
⑤實(shí)現(xiàn)加工程序遠(yuǎn)程列表瀏覽，操作者在機(jī)床端就可以瀏覽服務(wù)器上對(duì)應(yīng)的文件列表，并可在列表中選擇程序進(jìn)行調(diào)用。
⑥具有強(qiáng)大的日志管理功能，可以記錄整個(gè)系統(tǒng)的所有事件，提供復(fù)合查詢檢索，方便問(wèn)題的查找。同時(shí)可查看數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜掌凇r(shí)間、文件名以及上傳或下載等內(nèi)容，用以記錄操作者的操作過(guò)程及出錯(cuò)信息。
（2）NC程序管理方面的成效。
①由于將所有的加工程序都交給服務(wù)器進(jìn)行管理，從而解決了加工程序統(tǒng)一管理的問(wèn)題。同時(shí)還可根據(jù)不同的人員、不同的產(chǎn)品賦予角色權(quán)限，并做到數(shù)據(jù)的安全管理。
②實(shí)現(xiàn)加工程序編制、校對(duì)、審簽和加工的流程定義，使得加工程序的調(diào)用實(shí)現(xiàn)流程化，并實(shí)現(xiàn)其全生命周期管理。
③所有操作都被DNC系統(tǒng)記錄在案，提供日志管理和最新版信息，解決了數(shù)控機(jī)床加工程序版本管理問(wèn)題。
④網(wǎng)絡(luò)DNC管理模塊提供了加工程序的目錄式管理功能，可以對(duì)零件相應(yīng)的圖號(hào)、零件代號(hào)、對(duì)應(yīng)的機(jī)床、用戶名稱和更改日期等信息進(jìn)行管理。
此外，數(shù)據(jù)庫(kù)中的程序可以關(guān)聯(lián)注釋、工藝要求、刀具清單和相關(guān)圖片等，因此操作者對(duì)每個(gè)程序都可以一目了然，從而為推行標(biāo)準(zhǔn)工藝和可視化工藝提供便利條件，也為單位數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)的積累提供條件。
三項(xiàng)目總結(jié)
通過(guò)DNC系統(tǒng)的建設(shè)，解決了車(chē)間數(shù)控程序傳輸難、傳輸方式不規(guī)范等問(wèn)題。由于系統(tǒng)將所有的程序集中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的方式管理起來(lái)，使得所有程序都實(shí)現(xiàn)了可控、正確的使用要求，從而進(jìn)一步提升了最終產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量。
通過(guò)應(yīng)用該系統(tǒng)，企業(yè)的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間及換型準(zhǔn)備時(shí)間平均縮短了15%～18%；在程序管理方面，由于程序經(jīng)驗(yàn)得以充分保存，企業(yè)數(shù)控程序可重復(fù)利用率提高了30%，工藝人員程序查找時(shí)間縮短了20%～25%，因程序版本錯(cuò)誤而造成加工損失的情況降低了15%～20%，生產(chǎn)文檔準(zhǔn)備時(shí)間縮短了12%～15%……
這些改變都將為企業(yè)帶來(lái)了實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，也堅(jiān)定了企業(yè)的管理層完善整個(gè)DNC解決方案的決心，公司下一步也將逐步應(yīng)用新的模塊，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)分析等功能，幫助管理層提供完善的決策輔助。
企業(yè)的未來(lái)發(fā)展和變革離不開(kāi)信息技術(shù)的應(yīng)用，生產(chǎn)制造的變革也不能完全只依靠工藝或加工技術(shù)的變革，同樣需要管理手段的變革。因此，堅(jiān)定信息化管理的理念，堅(jiān)定真實(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)向的管理思維，將幫助我們?cè)谖磥?lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得更有力的位置，獲得市場(chǎng)和客戶的認(rèn)同。
網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)是企業(yè)智能工廠的基石，企業(yè)應(yīng)利用好這塊基石，為智能制造的高速發(fā)展鋪路，為企業(yè)的高速發(fā)展鋪路。
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