基于物聯(lián)網(wǎng)的離散制造車間制造數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)分析

劉三平 龔偉

摘? 要：離散制造車間的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以為整個(gè)車間的制造提供數(shù)據(jù)支撐，降低信息設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中的不兼容現(xiàn)象，提高遠(yuǎn)程指導(dǎo)的控制效率。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的背景下，對(duì)這種信息采集方式進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，可以全面提升信息維護(hù)的系統(tǒng)性，對(duì)各個(gè)離散車間的生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化安排，提高生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益?；诖耍撐闹饕獜碾x散制造車間數(shù)據(jù)管理的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容入手，分析物聯(lián)網(wǎng)體系在目前離散制造車間當(dāng)中的具體應(yīng)用，從而提高數(shù)據(jù)管理的效能。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);離散車間;制造數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)管理

中圖分類號(hào)：TP274? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，大大提高了離散車間生產(chǎn)效率與管理效率，尤其是我國進(jìn)入21世紀(jì)以來，國家和政府大力支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在離散制造車間的具體應(yīng)用，很多企業(yè)在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)行了自主研發(fā)，基本上建成了制造管理數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

1 數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)在離散車間制造體系中應(yīng)用的重要性

目前國內(nèi)外主要應(yīng)用RFID技術(shù)進(jìn)行離散車間數(shù)據(jù)管理，該種技術(shù)可以在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)離散車間的制造特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并分析整個(gè)離散車間現(xiàn)場制造數(shù)據(jù)的多元化、海量化需求，建立一個(gè)離散模型。通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中不同智能化設(shè)備的高度連接，進(jìn)行相關(guān)的體系構(gòu)建，完成系統(tǒng)的功能模塊建立與運(yùn)行模塊定義。主要包括以下3個(gè)方面。1）離散制造車間可以參照STEP標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)，應(yīng)用EXPRESS-G對(duì)離散車間數(shù)據(jù)管理的模型，進(jìn)行重新劃分，并應(yīng)用這種數(shù)據(jù)化的模塊表達(dá)方式，對(duì)數(shù)據(jù)映射集合進(jìn)行多元化掌握。2）運(yùn)用RFID制造系統(tǒng)，對(duì)于整個(gè)車間的智能化制造模塊進(jìn)行優(yōu)化分析，并通過有限元分析方法，對(duì)于不同的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)把握。3）這種多元化的形式定義可以真實(shí)地反映出離散車間目前的工序狀態(tài)、制造狀態(tài)、制造方案和設(shè)計(jì)方案等，并且通過優(yōu)化職能設(shè)計(jì)對(duì)象的方式，對(duì)于agent系統(tǒng)進(jìn)行操作方式上的優(yōu)化，避免中間技術(shù)過于復(fù)雜，影響整個(gè)企業(yè)離散制造的效率。

2 離散制造車間數(shù)據(jù)管理中存在的問題

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是基于智能傳感技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而成的一種集合技術(shù)。在未來，基于物聯(lián)網(wǎng)的離散制造車間，數(shù)據(jù)管理效能將會(huì)不斷提升，但是，目前很多企業(yè)在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的過程中，存在4個(gè)問題。1）很多企業(yè)已經(jīng)開始廣泛使用ERP/MES/PDM 體系進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的管理，但是這些數(shù)據(jù)當(dāng)中，有一些底層數(shù)據(jù)高度依賴現(xiàn)場工人的手工填寫，這就影響了數(shù)據(jù)獲取的全面性、真實(shí)性和實(shí)時(shí)性。還有一些工作人員由于工作態(tài)度問題，工作能力問題和操作手段問題，在填寫數(shù)據(jù)的過程當(dāng)中，無法保障數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確性，這就影響了數(shù)據(jù)管理的效能。2）一些離散制造車間在進(jìn)行信息管理的過程當(dāng)中，由于缺乏相應(yīng)的監(jiān)督與管理機(jī)制，導(dǎo)致車間的實(shí)際管理人員很難通過傳統(tǒng)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，掌握離散制造車間的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營情況。這些車間由于缺乏現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集體系，整個(gè)車間猶如一個(gè)黑箱作業(yè)，導(dǎo)致管理部門無法按照相關(guān)的時(shí)間計(jì)劃，進(jìn)行執(zhí)行計(jì)劃的監(jiān)督，現(xiàn)場存在生產(chǎn)流程混亂、物料浪費(fèi)嚴(yán)重和質(zhì)量檢查松弛等現(xiàn)象。3）在進(jìn)行生產(chǎn)的過程當(dāng)中，車間工人往往不能在第一時(shí)間，獲得自己需要的一些加工數(shù)據(jù)。企業(yè)的加工流程不透明，工人無法根據(jù)自己目前從事的位置和從事的工作，了解到所有的加工工藝文件和零件圖紙，因此，在進(jìn)行操作的過程當(dāng)中，無法按照完整的操作流程進(jìn)行系統(tǒng)的加工，這也嚴(yán)重地影響了離散制造車間數(shù)據(jù)管理的效率。4）在現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)管理過程中，工作人員往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)整理與數(shù)據(jù)歸類工作，這也導(dǎo)致了數(shù)據(jù)分析的有效性不足，人員配合如果不當(dāng)，就可能會(huì)增加設(shè)備的空閑時(shí)間，造成比較嚴(yán)重的人員浪費(fèi)與物質(zhì)浪費(fèi)。

3 在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下提高數(shù)據(jù)管理效率的路徑

3.1 數(shù)據(jù)庫分析系統(tǒng)建設(shè)

3.1.1 檢具數(shù)據(jù)表

檢具數(shù)據(jù)表主要包括檢具名稱、檢具狀態(tài)、檢具分類、檢具類型、檢具規(guī)格、校驗(yàn)時(shí)間、檢具成本和折舊率。

3.1.2 夾具數(shù)據(jù)表

夾具數(shù)據(jù)表主要包括夾具名稱、夾具狀態(tài)、夾具分類、夾具類型、夾具規(guī)格、夾具成本、夾具折舊率和夾具維修時(shí)間。

3.1.3 機(jī)床數(shù)據(jù)表

機(jī)床數(shù)據(jù)表包括機(jī)床名稱、機(jī)床狀態(tài)、機(jī)床型號(hào)、機(jī)床規(guī)格、最大走刀量、最小走刀量、最大轉(zhuǎn)速、加工精度、維修時(shí)間和車間編碼。

3.1.4 工藝文件表

工藝文件表主要包括工藝文件名稱、工序編碼、工序名稱、編寫人員、編寫日期、校對(duì)人員、校對(duì)日期、審核人員和審核日期。

3.1.5 工序數(shù)據(jù)表

工序數(shù)據(jù)表主要包括工序文件編碼、工序描述、車間編碼、加工工時(shí)、等待時(shí)間、工序圖路徑、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、夾具編碼、檢具編碼和工序編碼。

3.1.6 在制品數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)

在制品數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)主要包括在制品圖號(hào)、工藝文件編號(hào)、物料牌號(hào)、物料類型、物料尺寸、零件圖路徑、工序編碼、下道工序產(chǎn)品編碼、生產(chǎn)計(jì)劃編碼和質(zhì)檢文件編碼。

3.1.7 制造數(shù)據(jù)源表

制造數(shù)據(jù)源表主要包括機(jī)床編碼、人員編碼、工序狀態(tài)和當(dāng)前時(shí)間。

3.1.8 人員數(shù)據(jù)表

人員數(shù)據(jù)表包括人員狀態(tài)、工作崗位、人員、職稱、性別、家庭住址、聯(lián)系方式、系統(tǒng)權(quán)限、私人編碼、所屬部門、車間編碼和工位編碼。

3.1.9 工位編碼

工位編碼主要包括工位名稱、綁定機(jī)床和工位性質(zhì)。

3.1.10 產(chǎn)品編碼

產(chǎn)品編碼主要包括產(chǎn)品型號(hào)、產(chǎn)品批號(hào)、產(chǎn)品數(shù)量、零件編號(hào)、零件名稱、產(chǎn)品圖路徑、產(chǎn)品進(jìn)度、產(chǎn)品功能和產(chǎn)品規(guī)格。

3.1.11 質(zhì)檢數(shù)據(jù)源表

質(zhì)檢數(shù)據(jù)源表主要包括工位編碼、人員編碼、質(zhì)檢狀態(tài)、質(zhì)檢結(jié)果和質(zhì)檢時(shí)間。

3.1.12 車間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

車間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括車間名稱、車間溫度、車間濕度和車間粉塵。通過建設(shè)這樣的數(shù)據(jù)庫，可以保證所有的工人在進(jìn)入車間進(jìn)行生產(chǎn)的過程當(dāng)中，只要通過掃描相關(guān)的編碼，就可以獲得完整的工人數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

3.2 自動(dòng)信息獲取

這種自動(dòng)化的信息錄入方式與信息獲取方式，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)完成整個(gè)數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計(jì)和分析。管理層獲得的這些數(shù)據(jù)是真實(shí)、實(shí)時(shí)的，消除了滯后性對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)造成的負(fù)面影響。工人在完成加工時(shí)，不需要填寫各種表單，可以顯著提高工作效率和信息獲取的真實(shí)性。

3.3 自動(dòng)流程查詢

在離散制造車間的相關(guān)管理網(wǎng)站上，不同人員可以根據(jù)自己的管理權(quán)限，進(jìn)行流程的查詢，這樣管理人員就可以明顯地了解車間計(jì)劃的執(zhí)行情況、在制品情況、物料到位情況、質(zhì)量檢驗(yàn)情況、破除原本的暗箱操作，對(duì)于企業(yè)造成的負(fù)面影響，同時(shí)，車間的管理人員可以按照數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的自動(dòng)交貨期、施工進(jìn)度等，上傳一些施工處理的細(xì)節(jié)，大大提高事務(wù)處理的實(shí)時(shí)性和敏捷性。

3.4 自動(dòng)加工信息安排

工人只有在獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)允許之后，了解自己目前所從事的加工任務(wù)，并獲取相關(guān)的加工工藝文件，零件圖紙以及質(zhì)檢文件，才能夠進(jìn)行相應(yīng)的加工施工，這就可以使施工人員可以充分了解自己施工的相關(guān)目標(biāo)要求，大大提高工程的實(shí)際效率。這就可以有效解決工人對(duì)生產(chǎn)信息了解不全面，從而造成的生產(chǎn)工藝不達(dá)標(biāo)、生產(chǎn)質(zhì)量不滿足計(jì)劃的問題，有利于全面提升產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)論

綜上所述，建設(shè)這種信息管理數(shù)據(jù)模型，有利于全面提高離散制造車間的數(shù)據(jù)管理效果。從該文的分析可知，研究數(shù)據(jù)管理的關(guān)鍵技術(shù)，有利于我們分析目前數(shù)據(jù)管理當(dāng)中存在的不足，因而我們要加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，通過完整、實(shí)時(shí)、全面的數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)分類，提高數(shù)據(jù)管理的一體化程度。

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