關(guān)于工廠自動化中的生產(chǎn)點信息管理系統(tǒng)的研討

張凱

摘 要：眾所周知，隨著我國經(jīng)濟(jì)實力和國家地位的不斷提升，我國目前正朝著世界化、全球化方向發(fā)展，尤其是近幾年來隨著自動化設(shè)備的引入，成功解決了工業(yè)行生產(chǎn)效率低下、生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)靈活度不夠、產(chǎn)量質(zhì)量檢測不準(zhǔn)確、設(shè)備故障問題反應(yīng)不及時等諸多問題，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，實現(xiàn)了工廠產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)，但與此同時，利用自動化生產(chǎn)設(shè)備完成加工產(chǎn)品的生產(chǎn)，對其設(shè)備和管理人員都提出了更高的要求，本文就工廠自動化生產(chǎn)的要求來具體探討下自動化生產(chǎn)點信息管理系統(tǒng)，以期通過自動化生產(chǎn)點信息系統(tǒng)的相關(guān)闡述能為我國工業(yè)行業(yè)的自動化發(fā)展提供些許參考。

關(guān)鍵詞：自動化生產(chǎn)；信息管理系統(tǒng)；生產(chǎn)點

所謂自動化生產(chǎn)，就是集自動控制原理、儀表設(shè)備、計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)信息為一體的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、控制系統(tǒng)，通過相關(guān)信息的控制、傳輸和分析從而優(yōu)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品效率，此優(yōu)勢在于可實現(xiàn)晝夜的連續(xù)生產(chǎn)，成功打破了生產(chǎn)時間限制且生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，效率極高并實現(xiàn)了成本的有效控制，本文就現(xiàn)目前我國工廠實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的相關(guān)要求來具體分析生產(chǎn)點信息管理系統(tǒng)，以期能為我國工廠的自動化生產(chǎn)提供些許幫助。

一、工廠生產(chǎn)現(xiàn)場要求

1.自動化要求

現(xiàn)目前的自動化發(fā)展目標(biāo)是FMS（柔性制造系統(tǒng)）加工的系列化和裝配的流水線化，以通過相關(guān)指令的控制能讓其能滿足多個品種產(chǎn)品的交替不間斷生產(chǎn)并保證產(chǎn)品質(zhì)量，從而實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)加工的自動化，但要實現(xiàn)這一目標(biāo)，工廠生產(chǎn)車間除了要細(xì)化產(chǎn)品加工流程外，還要保證在交替生產(chǎn)之時流水生產(chǎn)線能及時作出調(diào)整，從而促進(jìn)技術(shù)的高效協(xié)調(diào)，滿足生產(chǎn)的靈活自動化需求，但就實際情況而言，目前的自動化生產(chǎn)同樣需要人為進(jìn)行控制，換而言之，自動化生產(chǎn)只實現(xiàn)了生產(chǎn)線的自動化，而非產(chǎn)品整體生產(chǎn)的全部自動化。

2.管理人員要求

對小批量多品種的產(chǎn)品而言，其生產(chǎn)周期較短，生產(chǎn)時間較少，因此就需要不停的進(jìn)行新產(chǎn)品的更換生產(chǎn)，更換新產(chǎn)品就要不斷對自動化機械設(shè)備尤其是流水線設(shè)備進(jìn)行調(diào)試銜接，調(diào)試過于頻繁，故障發(fā)生的頻率就更高，所以現(xiàn)場管理人員必須具備相應(yīng)的自動化生產(chǎn)技術(shù)，能有效解決生產(chǎn)過程中所遇到的一系列故障問題，及時排除故障，保證生產(chǎn)效率；對大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品而言，不需要多次進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試銜接，從某種程度來講降低了自動化生產(chǎn)的難度，但若調(diào)試不當(dāng)或產(chǎn)品配料不完全，也會影響自動化產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，比如說在生產(chǎn)過程中某一種材料不足，使得機械不得不處于加工待料狀態(tài)，不僅影響產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，也增加了庫存壓力并增加了產(chǎn)品生產(chǎn)成本，在此情況下，除了要求現(xiàn)場管理人員在操作之前要進(jìn)行原料的檢查外，操作管理人員在操作過程中也要時刻關(guān)注原料消耗情況，并根據(jù)消耗及時作出調(diào)整，從而保證產(chǎn)品的正常高效率生產(chǎn)。現(xiàn)目前而言，我國的產(chǎn)品自動化生產(chǎn)是從傳統(tǒng)的手工作業(yè)研發(fā)而來的，所以自動化生產(chǎn)的現(xiàn)場不可避免的會出現(xiàn)傳統(tǒng)手工作業(yè)的痕跡，傳統(tǒng)作業(yè)同現(xiàn)代自動化作業(yè)相碰撞，會對自動化生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響，致使自動化生產(chǎn)無法得以充分發(fā)揮，所以現(xiàn)場管理人員必須充分掌握生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)情況，并制定相應(yīng)的生產(chǎn)計劃，同時還要細(xì)致分析機器在生產(chǎn)過程中的負(fù)荷情況并根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，以讓生產(chǎn)計劃能得以順利進(jìn)行，除此之外，現(xiàn)場管理人員還要細(xì)致分析自動化生產(chǎn)過程中影響生產(chǎn)效率的因素并提供相應(yīng)的優(yōu)化方案并進(jìn)行計算機模擬，待模擬成功之后再投入到具體的生產(chǎn)過程中，由此來實現(xiàn)自動化生產(chǎn)效率的提升，最后，信息自動化管理人員還要不定期對自動化系統(tǒng)進(jìn)行檢測，細(xì)致查看自動化生產(chǎn)設(shè)備和指令控制設(shè)備，看其信息傳遞是否及時、準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)是否能完成精確控制等等，已通過相關(guān)系統(tǒng)的檢測和優(yōu)化，來進(jìn)一步保證控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定，從而實現(xiàn)高效率生產(chǎn)。

二、生產(chǎn)點信息管理系統(tǒng)分析

傳統(tǒng)的生產(chǎn)點信息系統(tǒng)即POP系統(tǒng)，是通過采集工廠現(xiàn)場的信息數(shù)據(jù)后將其傳輸給CIM處理系統(tǒng)，CIM處理系統(tǒng)進(jìn)行信息的綜合分析后再給現(xiàn)場管理人員提供相應(yīng)的指令，POP系統(tǒng)需要傳遞的信息極多，因此除了要保證其擁有較強的存儲功能外，通信設(shè)備也一定要好，近幾年來隨著采集信息的逐步增加，為了保證其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確及時性，現(xiàn)目前的POP系統(tǒng)已升級為單獨的系統(tǒng)，能自行完成數(shù)據(jù)的傳遞、分析和相應(yīng)信息的處理，具體如下：

（一）信息發(fā)生源層

信息發(fā)生源層就是工廠生產(chǎn)現(xiàn)場所發(fā)生的信息，這些信息的發(fā)生源包括機械、設(shè)備、生產(chǎn)品以及現(xiàn)場操作者等多處，這里分別闡述：

1.機械的信息

機械信息是指在生產(chǎn)點的信息系統(tǒng)中有控制整個裝置的各種微小部件，比如微處理機、IC電路、繼電器、光敏期間以及限位開關(guān)等等，主要用于分析控制材料投入的長度和生產(chǎn)產(chǎn)品的個數(shù)、良品個數(shù)以及殘次品個數(shù)，同時還能區(qū)分生產(chǎn)加工時間是否為正常工作時間并記錄故障內(nèi)容和故障時間等信息。

2.設(shè)備的信息

設(shè)備的信息獲取主要來自于傳感器控制裝置，比如說設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中的流量、溫度、壓力等，異常運轉(zhuǎn)之時的壓力、電流、溫度等，并記錄設(shè)備的運轉(zhuǎn)周期，原材料的使用情況以及能源的消耗等信息。

3.生產(chǎn)加工品的信息

加工品信息的獲取主要通過可識別每個產(chǎn)品的條形碼、磁卡或者其他數(shù)據(jù)載體獲得，能有效了解產(chǎn)品的形狀、性能、特征、原料、配比等各方面的信息。

4.現(xiàn)場操作管理者的信息

現(xiàn)場操作管理者的信息主要是從各種人機接口控制器獲得，人工操作之后相應(yīng)的數(shù)據(jù)就會被記錄，比如說產(chǎn)品的制作編號、內(nèi)容、作業(yè)的開始時間和結(jié)束時間、機械設(shè)備不工作之時的的原因以及生產(chǎn)出的成品、良品、次品、廢品的個數(shù)等內(nèi)容。

（二）網(wǎng)絡(luò)層

POP網(wǎng)絡(luò)層是將從工廠現(xiàn)場微機上采集到的數(shù)據(jù)信息和現(xiàn)場工作人員的相關(guān)指示信息傳輸?shù)轿C工作站的過程，主要功能即為傳輸，因其POP系統(tǒng)終端發(fā)生源的信息數(shù)據(jù)極多，所以為了保證信息的準(zhǔn)確及時傳送，網(wǎng)絡(luò)層的信號一定要好，以避免信息丟失而影響其正常生產(chǎn)。

（三）工作站層

微機工作站是現(xiàn)場管理人員的信息專用機，信息數(shù)據(jù)、指令的輸入輸出都通過此工作站完成，此設(shè)備擁有專門的打印功能，能為現(xiàn)場管理人員提供相應(yīng)的指令報告和信息輸入報告，是信息數(shù)據(jù)的再加工。

（四）上層網(wǎng)絡(luò)

上層網(wǎng)絡(luò)是POP系統(tǒng)和主機的縱向連接，主要用于傳輸生產(chǎn)車間各生產(chǎn)點所處理后的信息，即將信息數(shù)據(jù)庫中的信息、工廠內(nèi)的管理信息等分批處理后的信息通過上層網(wǎng)絡(luò)層傳遞給主機。

（五）主機層

主機層將營業(yè)、生產(chǎn)加工以及研究開發(fā)等相關(guān)信息進(jìn)行綜合處理后，再將綜合處理后的信息傳輸給相關(guān)的工作人員，以為相關(guān)工作人員提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)參考，幫助相關(guān)工作人員完成產(chǎn)品的分析、生產(chǎn)和銷售，從而實現(xiàn)產(chǎn)品效率和質(zhì)量的雙重控制。

三、結(jié)語

POP系統(tǒng)，是利用簡單的信息采集裝置、檢測開關(guān)、限位開關(guān)和控制系統(tǒng)來完成整個工廠車間相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集、傳送和分析，以通過相關(guān)信息的處理和反饋來完成生產(chǎn)點自動化水平的提升，從而為FMS（柔性制造系統(tǒng)）提供強有力的數(shù)據(jù)支持，注意，在利用POP系統(tǒng)為FMS提供數(shù)據(jù)之前，需先進(jìn)行計算機的生產(chǎn)模擬，做到實時掌控數(shù)據(jù)，優(yōu)化分析結(jié)果，以為實現(xiàn)高效率高質(zhì)量生產(chǎn)提供更多的保障。

參考文獻(xiàn)

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