數(shù)控機(jī)床任務(wù)調(diào)度與刀具分配網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)

麻阿妍

摘要：對(duì)數(shù)控機(jī)床任務(wù)調(diào)度與刀具分配網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析，為網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)的架構(gòu)提供了參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 任務(wù)調(diào)度 刀具分配 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

引言

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在制造行業(yè)中應(yīng)用范圍的不斷拓展，當(dāng)前制造行業(yè)正逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、信息化。隨著數(shù)控車床在制造過(guò)程中的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控設(shè)備的合理管理及維護(hù)，提高設(shè)備的應(yīng)用效率。其中，以現(xiàn)代通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的技術(shù)將數(shù)控設(shè)備與管理系統(tǒng)集成起來(lái)，提高制造加工企業(yè)對(duì)上層設(shè)備以及生產(chǎn)資源的管理、調(diào)配。

一、數(shù)控機(jī)床任務(wù)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

為了提高對(duì)整個(gè)車間數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)任務(wù)的合理分配，任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)管理人員應(yīng)該根據(jù)機(jī)床的具體負(fù)荷、基于負(fù)荷平衡原則，將生產(chǎn)任務(wù)合理的分配到各個(gè)機(jī)床上，并將數(shù)控加工數(shù)據(jù)上傳至各個(gè)機(jī)床中。由于部分機(jī)床在加工過(guò)程中存在著相關(guān)的約束因素，諸如刀具加工限制因素等，所以需要在這些生產(chǎn)因素作用下，對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工任務(wù)進(jìn)行合理調(diào)度。

在調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以根據(jù)不同的算法（例如遺傳算法、模擬退火算法等）計(jì)算統(tǒng)計(jì)得到不同的調(diào)度方法，建設(shè)形成對(duì)應(yīng)的調(diào)度系統(tǒng)。所選用的算法應(yīng)該盡量保證其具有更加廣泛的全局搜索能力，確保整個(gè)加工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)都能夠合理的接駁。

在利用算法進(jìn)行結(jié)果求解時(shí)，應(yīng)該準(zhǔn)備相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)位調(diào)度工作做好前期準(zhǔn)備，包括加工機(jī)床、使用刀具、被加工零件編號(hào)、采用的加工工藝、交貨日期等。這些數(shù)據(jù)可以采用“人工輸入”與“網(wǎng)絡(luò)上傳”兩種方法相結(jié)合的方式進(jìn)行。

在利用算法的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)影響加工的若干約束條件進(jìn)行分析。例如，刀具數(shù)量條件，由于受到加工成本等方面因素的限制，加工過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)閿?shù)量不足而造成刀具分配緊張的問(wèn)題。因此，在加工過(guò)程中要考慮不同因素對(duì)加工任務(wù)的影響程度，保證系統(tǒng)能夠根據(jù)加工情況自動(dòng)將影響程度較小的相關(guān)因素予以剔除，保證整個(gè)加工流程得以順利進(jìn)行。同時(shí)，還可以根據(jù)刀具的實(shí)際情況，在對(duì)刀具優(yōu)先等級(jí)進(jìn)行設(shè)定的基礎(chǔ)上，選擇不同優(yōu)先等級(jí)的刀具對(duì)不同優(yōu)先等級(jí)的零件進(jìn)行加工，合理解決加工過(guò)程中的刀具分配問(wèn)題，從而更好的解決機(jī)床任務(wù)調(diào)度的問(wèn)題。

二、數(shù)控機(jī)床刀具網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)

（一）當(dāng)前存在的組要問(wèn)題

在數(shù)控機(jī)床任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，相關(guān)的管理程序涉及到數(shù)控機(jī)床刀具的管理和排序。作為一個(gè)相對(duì)完整的流程，刀具管理工作應(yīng)該能夠在相對(duì)完善的知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及信息協(xié)調(diào)機(jī)制的支持下實(shí)現(xiàn)對(duì)諸多業(yè)務(wù)的協(xié)同，保證機(jī)床的生產(chǎn)效率最高。但是，部分企業(yè)在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中依然存在一些問(wèn)題，主要包括：

1、刀具網(wǎng)絡(luò)化管理的實(shí)施缺乏數(shù)據(jù)積累，數(shù)據(jù)庫(kù)建立困難

刀具技術(shù)方案階段是整個(gè)工作的源頭，而且對(duì)數(shù)控刀具業(yè)務(wù)的影響程度也最大，而且在整個(gè)階段也最為薄弱，存在著諸多的影響因素：其一，當(dāng)前主要應(yīng)用的刀具技術(shù)方案、使用技術(shù)等依然停留在技術(shù)文件中，沒(méi)有及時(shí)的整理成可入庫(kù)的數(shù)據(jù)；其二，藝人采用翻閱紙質(zhì)刀具樣本、經(jīng)驗(yàn)交流、現(xiàn)場(chǎng)搜尋的方式進(jìn)行刀具選擇工作，難以保證工作的合理性；其三，主要看重對(duì)相關(guān)刀具的日常管理及維護(hù)，不能對(duì)刀具相關(guān)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述，使得刀具的具體加工應(yīng)用不能得以實(shí)施。

2、任務(wù)環(huán)節(jié)之間缺少協(xié)同、效率較低

各個(gè)子任務(wù)環(huán)節(jié)間缺少相關(guān)的業(yè)務(wù)協(xié)同管理，尤其是刀具各項(xiàng)業(yè)務(wù)之間缺少與其他業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的邏輯關(guān)聯(lián)，使得整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的刀具管理工作處于一個(gè)松散的管理模式中，企業(yè)的生產(chǎn)成本難以得到控制、成本優(yōu)化方式難以實(shí)施、生產(chǎn)效率低下。例如，在生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程中，因?yàn)榈毒哂?jì)劃、業(yè)務(wù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、生產(chǎn)計(jì)劃、任務(wù)安排等環(huán)節(jié)的脫節(jié)，導(dǎo)致刀具庫(kù)存長(zhǎng)期居高不下刀具準(zhǔn)備周期過(guò)長(zhǎng)。

二、數(shù)控刀具管理信息化處理系統(tǒng)

（一）不同信息系統(tǒng)中的刀具

深度應(yīng)用信息技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)控刀具的管理是刀具管理工作的一個(gè)重要手段。隨著企業(yè)信息化程度的不斷深入，CAD、CAM、CAPP、MRP、ERP鞥在制造行業(yè)中的應(yīng)用范圍不斷得到拓展。上述各個(gè)系統(tǒng)都從多個(gè)角度涉及到了刀具管理問(wèn)題，而且也達(dá)到了對(duì)應(yīng)的刀具管理目的。但是，正是由于上文中提到的各個(gè)加工環(huán)節(jié)之間由于管理信息割裂，導(dǎo)致刀具信息管理系統(tǒng)之間存在著“信息孤島”，充分發(fā)揮信息技術(shù)在刀具管理工作中的作用。

（二）數(shù)控刀具管理信息化平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

構(gòu)建的數(shù)控機(jī)床刀具管理信息化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過(guò)企業(yè)內(nèi)部、外部的刀具資源數(shù)據(jù)庫(kù)以及刀具應(yīng)用技術(shù)，形成了刀具管理信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源。該系統(tǒng)還在用戶的應(yīng)用層面構(gòu)建起了刀具搜索模塊、刀具臺(tái)賬模塊、刀具數(shù)據(jù)維護(hù)、業(yè)務(wù)管理模塊；而在業(yè)務(wù)邏輯層面則實(shí)現(xiàn)了刀具計(jì)劃、刀具備用、刀具存儲(chǔ)、刀具應(yīng)用等功能。另外，該系統(tǒng)還可以很好的與CAPP、CAM等自動(dòng)生成系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)控刀具生成計(jì)劃方案的業(yè)務(wù)協(xié)同；最后，該系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了與MRP、ERP系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控刀具準(zhǔn)備階段的業(yè)務(wù)協(xié)同；另外，還能夠和生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)控系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)刀具應(yīng)用的業(yè)務(wù)協(xié)同。

（三）系統(tǒng)性能

數(shù)控刀具分配與管理信息化系統(tǒng)需要達(dá)到的性能要求為：

1、具有與制造生產(chǎn)線統(tǒng)一的數(shù)據(jù)架構(gòu)，滿足不同類型刀具在加工參數(shù)、數(shù)據(jù)管理表達(dá)以及存儲(chǔ)等方面的要求。

2、擁有靈活的數(shù)控刀具分類、刀具屬性定義管理模塊，可以適應(yīng)多樣化的管理、查詢需求。

3、具有足夠的開放性，能夠與系統(tǒng)外部共享刀具數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)，甚至將之納入到管理系統(tǒng)當(dāng)中統(tǒng)一管理。

4、具有數(shù)據(jù)累積、更新的能力，可以及時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

5、能夠快速、方便的進(jìn)行刀具搜索。

參考文獻(xiàn)：

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