生产过程智能监测.ppt

12主要内容和关键技术主要内容和关键技术项目设计方案项目设计方案概述概述研究成果研究成果 存在问题及改进建议存在问题及改进建议 3 1. 1. 概述概述建立离散制造过程信息智能测控系统，实现产品生产全建立离散制造过程信息智能测控系统，实现产品生产全过程质量监控过程质量监控浙江三花汽车控制系统有限公司热力膨胀阀装配生产线浙江三花汽车控制系统有限公司热力膨胀阀装配生产线的技术改造的技术改造项目目标项目目标应用平台应用平台设计以设计以“MES+无线网络无线网络+RFID/条码条码”为模式的企业信为模式的企业信息化智能测控系统息化智能测控系统 实现方案实现方案4 2.2 项目研究的关键技术项目研究的关键技术2.1 项目研究的主要内容项目研究的主要内容 2. 2. 主要内容与关键技术主要内容与关键技术52.1 2.1 项目研究的主要内容项目研究的主要内容 研究离散制造业生产管理系统模型研究离散制造业生产管理系统模型 研究生产现场的数据采集系统研究生产现场的数据采集系统 建立建立MES数据库系统，信息安全和身份认证系统数据库系统，信息安全和身份认证系统6生产过程信息化系统模型生产过程信息化系统模型 决策层使用的管理工具，决策层使用的管理工具，主要应用系统是主要应用系统是ERPERP（企业资源计划）、（企业资源计划）、 CRMCRM（客户关系管理）、（客户关系管理）、SCMSCM（供应链管理）、（供应链管理）、 BPMBPM（企业绩效管理）等（企业绩效管理）等 企业中层使用的工具企业中层使用的工具: :MESMES（制造执行系统）（制造执行系统） 一线操作人员使用的生产过程一线操作人员使用的生产过程监控工具监控工具: :SCADASCADA（数据采集与监视）（数据采集与监视）HMI(HHMI(Human Machine uman Machine Interface)Interface) 2.1 2.1 项目研究的主要内容项目研究的主要内容7系统设计的相关内容系统设计的相关内容计划层计划层执行层（执行层（MES）控制层（控制层（SFC）客户管理（客户管理（CRM）供应链管理（供应链管理（SCM）企业资源计划（企业资源计划（ERP） 企业绩效管理（企业绩效管理（BPM）运输与后勤（运输与后勤（T&L）协同制造商产品数据管理协同制造商产品数据管理(CMC/PDM）工序详细调度工序详细调度数数 据据 采采 集集SCADAHMI维维 护护 管管 理理过过 程程 管管 理理质质 量量 管管 理理生产单元分配生产单元分配文文 档档 管管 理理2.1 2.1 项目研究的主要内容项目研究的主要内容8 MES与与ERP、SFC集成接口集成接口 短途无线网络短途无线网络的设计的设计 产品标识及产品标识及自动识别技术自动识别技术 具有嵌入式控制器的自动测控设备具有嵌入式控制器的自动测控设备 MES MES相关组件及其数据库的研究相关组件及其数据库的研究 OPCOPC等的有关技术等的有关技术开发并应用基于嵌入式操作系统开发并应用基于嵌入式操作系统的实时控制器，改造现有设备，的实时控制器，改造现有设备，提高测控设备的智能性、实时性提高测控设备的智能性、实时性和可靠性；和可靠性； 开发面向工业控制的嵌入式无开发面向工业控制的嵌入式无线智能仪表线智能仪表/ /传感器。传感器。 研究无线网络现场设备的组态方研究无线网络现场设备的组态方 法，开发组态软件；法，开发组态软件； 嵌入式无线网络模块的设计：嵌入式无线网络模块的设计： 实现无线网络模块的模块化，实现无线网络模块的模块化， 标准化；标准化； 适于工业控制的无线网格网络适于工业控制的无线网格网络 通讯协议的优化设计：通过冗通讯协议的优化设计：通过冗 余通道、路径优化等技术防堵余通道、路径优化等技术防堵 塞设计，保证数据实时性，新塞设计，保证数据实时性，新 增节点即插即用。增节点即插即用。解决产品在生产环节可识别解决产品在生产环节可识别技术；技术；RFID、条码（一维、二维、条码（一维、二维）的设计及代码定义：保证）的设计及代码定义：保证包含更多有用生产信息和防包含更多有用生产信息和防止差错功能，如时间、类型止差错功能，如时间、类型、批次号、需装配零件号、批次号、需装配零件号、流水线编号等。流水线编号等。解决如何在小尺寸或不规则解决如何在小尺寸或不规则产品上印制、粘贴、识别产品上印制、粘贴、识别RFID/条码的技术条码的技术2.2.2 2 项目研究的关键技术项目研究的关键技术93.2 具体实施方案具体实施方案3.1 系统设计方案系统设计方案 3. 3. 项目设计方案项目设计方案10控控制制层层 膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统 工作台工作台1 1工作台工作台2 2工作台工作台N N成品确认成品确认OPC XML-DA服务器服务器Zigbee无线网无线网络络无线调度主机无线调度主机控制台控制台数据库服务器数据库服务器现场以太网现场以太网数据库服务器数据库服务器车间控制车间控制计算机计算机车间局域网车间局域网计计划划层层执执行行层层路由器路由器INTERNET路由器路由器公司局域网公司局域网ERPSCMBPM3.1 3.1 系统设计方案系统设计方案11控制台控制台数据库服务器数据库服务器现场以太网现场以太网控控制制层层 膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统 工作台工作台1 1工作台工作台2 2工作台工作台N N成品确认成品确认OPC XML-DA服务器服务器Zigbee无线网无线网络络无线调度主机无线调度主机数据库服务器数据库服务器车间控制车间控制计算机计算机车间局域网车间局域网计计划划层层执执行行层层路由器路由器INTERNET路由器路由器公司局域网公司局域网ERPSCMBPM在控制层完成的主要内容：在控制层完成的主要内容：1.1.开发基于开发基于RFID/RFID/条码、工控机、条码、工控机、PLCPLC、单片机的自动测控设备和仪表；、单片机的自动测控设备和仪表；AAAAAAAA AAAAAAAA 2.2.开发了基于开发了基于ZigbeeZigbee的无线网络系统，实现数据的实时上下传输；的无线网络系统，实现数据的实时上下传输；AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA3.3.上传数据：产品编号、工序代码、工位代码、员工代码、测控数据、设备状态（如上传数据：产品编号、工序代码、工位代码、员工代码、测控数据、设备状态（如设备的操作记录信息，设备故障信息）等设备的操作记录信息，设备故障信息）等 4.4.下传数据：产品规格、装配下传数据：产品规格、装配/ /测试参数，测试参数，生产连锁，操作指令，设备或者产品的预生产连锁，操作指令，设备或者产品的预警信息等警信息等 AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA5.5.现场显示：生产状态、生产总数、不合格数、工艺路线等；现场显示：生产状态、生产总数、不合格数、工艺路线等；AAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAA 6.6.基于实时数据库管理，实现工序间产品生产闭环控制，从而保证产品质量基于实时数据库管理，实现工序间产品生产闭环控制，从而保证产品质量 。 7.7.JIJI3.1 3.1 系统设计方案系统设计方案12控制台控制台数据库服务器数据库服务器现场以太网现场以太网控控制制层层 膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统 工作台工作台1 1工作台工作台2 2工作台工作台N N成品确认成品确认OPC XML-DA服务器服务器Zigbee无线网无线网络络无线调度主机无线调度主机数据库服务器数据库服务器车间控制车间控制计算机计算机车间局域网车间局域网计计划划层层执执行行层层路由器路由器INTERNET路由器路由器公司局域网公司局域网ERPSCMBPM在执行层完成的主要内容：在执行层完成的主要内容：1.1.通过实时数据库实现与控制层的接口；通过关系数据库实现与计划层的接口通过实时数据库实现与控制层的接口；通过关系数据库实现与计划层的接口AAAA 2.2.控制主机的数据采集模块实现现场数据的实时上传与下传；控制主机的数据采集模块实现现场数据的实时上传与下传； ；3.3.控制主机的质量控制模块实现加工质量的统计、分析和预测；控制主机的质量控制模块实现加工质量的统计、分析和预测； ；4.4.控制主机的过程控制模块实现生产过程可视化控制主机的过程控制模块实现生产过程可视化监控监控，自动修正生产中的错误；自动修正生产中的错误；5.控制主机的维护管理模块实现生产现场设备的状态监测、分析统计设备的使用情况控制主机的维护管理模块实现生产现场设备的状态监测、分析统计设备的使用情况、生产能力、运行和停工时间，并注明停工的原因；、生产能力、运行和停工时间，并注明停工的原因； 。6.控制主机的生产单元分配通过生产现场的实时数据和工作单，实现生产单元间控制主机的生产单元分配通过生产现场的实时数据和工作单，实现生产单元间 的工作流，提供调度信息并以此完成实时在线调整车间已指定的生产进度，对返修的工作流，提供调度信息并以此完成实时在线调整车间已指定的生产进度，对返修品和废品进行处理等等；品和废品进行处理等等； ；3.1 3.1 系统设计方案系统设计方案13 MES制造执行系统制造执行系统 短程无线网络短程无线网络-Zigbee技术技术 OPC技术技术产品标识产品标识-条码技术条码技术自动测试设备的先进检测技术和控制技术自动测试设备的先进检测技术和控制技术ZigbeeZigbee技术组成的无线网络结构简单、技术组成的无线网络结构简单、体积小、成本低、抗干扰能力强、组网体积小、成本低、抗干扰能力强、组网灵活；实现了一点对多点及多点对多点灵活；实现了一点对多点及多点对多点之间的设备间数据的透明传输；特别适之间的设备间数据的透明传输；特别适合工业现场数据传输量不大的场所。合工业现场数据传输量不大的场所。另外，网络采用开放式结构，根据不同另外，网络采用开放式结构，根据不同需要场合，还可将令牌式短途无线网络需要场合，还可将令牌式短途无线网络、工业无线以太网等嵌入网络系统中。、工业无线以太网等嵌入网络系统中。 OPCOPC服务器实现了服务器实现了OPC XML-DAOPC XML-DA规规范。通过该服务器，任何支持范。通过该服务器，任何支持XMLXML的系统都可通过标准的的系统都可通过标准的OPC OPC XML-DAXML-DA接口获取系统服务器的接口获取系统服务器的数据。这大大提高了系统信息共数据。这大大提高了系统信息共享和互操作能力。通过享和互操作能力。通过XMLXML和简和简单对象访问协议，为单对象访问协议，为MES/ERPMES/ERP等等提供跨平台的数据信息。提供跨平台的数据信息。 采用条码，实现了每只产品的身份标识，采用条码，实现了每只产品的身份标识，科学编码实现了代码信息集成：科学编码实现了代码信息集成：如产品生如产品生产时间、类型、批次号、需装配零件号、产时间、类型、批次号、需装配零件号、流水线编号等。流水线编号等。通过条码和通过条码和RFIDRFID的自动读写，节省了大量的自动读写，节省了大量人工成本，提高作业精确性，加快处理速人工成本，提高作业精确性，加快处理速度，有效跟踪物流动态。度，有效跟踪物流动态。自动检测设备采用各种检测技术实现压自动检测设备采用各种检测技术实现压力、流量、长度、应力、泄露、形状等力、流量、长度、应力、泄露、形状等指标的测量。指标的测量。 设计开发了以设计开发了以ARMARM为核心自动检测控为核心自动检测控制器，该控制器能够实现多种规格的输制器，该控制器能够实现多种规格的输入参数的检测，直接输出控制多种现场入参数的检测，直接输出控制多种现场设备，同时具有标准的设备，同时具有标准的RS232RS232、PS/2PS/2、RS485RS485、RFID/RFID/条码