离散制造过程信息智能测控系统研发与应用课件

*,离散制造过程信息智能测控系统研发与应用,主要内容和关键技术,项目设计方案,概述,研究成果,1,2,3,4,目 录,5,存在问题及改进建议,1.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的技术改造,项目目标,应用平台,设计以“,MES+,无线网络,+RFID/,条码”为模式的企业信息化智能测控系统,实现方案,2.2,项目研究的关键技术,2.1,项目研究的主要内容,2.,主要内容与关键技术,2.1,项目研究的主要内容,研究离散制造业生产管理系统模型,研究生产现场的数据采集系统,建立,MES,数据库系统，信息安全和身份认证系统,生产过程信息化系统模型,计 划 层,执 行 层,控 制 层,决策层使用的管理工具，主要应用系统是,ERP,（企业资源计划）、,CRM,（客户关系管理）、,SCM,（供应链管理）、,BPM,（企业绩效管理）等,企业中层使用的工具,:,MES,（制造执行系统）,一线操作人员使用的生产过程监控工具,:,SCADA,（数据采集与监视）,HMI(H,uman Machine Interface),2.1 项目研究的主要内容,系统设计的相关内容,计划层,执行层（,MES,）,控制层（,SFC,）,客户管理（,CRM,）,供应链管理（,SCM,）,企业资源计划（,ERP,）,企业绩效管理（,BPM,）,运输与后勤（,T&L,）,协同制造商产品数据管理,(CMC/PDM,）,工序详细调度,数 据 采 集,SCADA,HMI,维 护 管 理,过 程 管 理,质 量 管 理,生产单元分配,文 档 管 理,2.1 项目研究的主要内容,MES,与,ERP,、,SFC,集成接口,短途无线网络,的设计,产品标识及,自动识别技术,具有嵌入式控制器的自动测控设备,MES,相关组件及其数据库的研究,OPC,等的有关技术,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，提高测控设备的智能性、实时性和可靠性；,开发面向工业控制的嵌入式无线智能仪表,/,传感器。,研究无线网络现场设备的组态方,法，开发组态软件；,嵌入式无线网络模块的设计：,实现无线网络模块的模块化，,标准化；,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,余通道、路径优化等技术防堵,塞设计，保证数据实时性，新,增节点即插即用。,解决产品在生产环节可识别技术；,RFID,、条码（一维、二维）的设计及代码定义：保证包含更多有用生产信息和防止差错功能，如时间、类型、批次号、需装配零件号、流水线编号等。,解决如何在小尺寸或不规则产品上印制、粘贴、识别,RFID/,条码的技术,2.,2,项目研究的关键技术,3.2,具体实施方案,3.1,系统设计方案,3.,项目设计方案,控,制,层,膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统,工作台,1,工作台,2,工作台,N,成品确认,OPC XML-DA,服务器,Zigbee,无线网络,无线调度主机,控制台,数据库服务器,现场以太网,数据库服务器,车间控制,计算机,车间局域网,计,划,层,执,行,层,路由器,INTERNET,路由器,公司局域网,ERP,SCM,BPM,3.1,系统设计方案,控制台,数据库服务器,现场以太网,控,制,层,膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统,工作台,1,工作台,2,工作台,N,成品确认,OPC XML-DA,服务器,Zigbee,无线网络,无线调度主机,数据库服务器,车间控制,计算机,车间局域网,计,划,层,执,行,层,路由器,INTERNET,路由器,公司局域网,ERP,SCM,BPM,在控制层完成的主要内容：,开发基于,RFID/,条码,、,工控机,、,PLC,、,单片机,的,自动测控设备,和,仪表,；,AAAAAAAA,开发了基于,Zigbee,的,无线网络系统,，实现数据的实时上下传输；,AAAAAAAAAAAA,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,下传数据,：产品规格、装配,/,测试参数，,生产连锁，操作指令，设备或者产品的预警信息等,AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA,现场显示,：生产状态、生产总数、不合格数、工艺路线等；,AAAAAAAAAAAAA,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。,JI,3.1,系统设计方案,控制台,数据库服务器,现场以太网,控,制,层,膨胀阀装配生产线过程信息智能测控系统,工作台,1,工作台,2,工作台,N,成品确认,OPC XML-DA,服务器,Zigbee,无线网络,无线调度主机,数据库服务器,车间控制,计算机,车间局域网,计,划,层,执,行,层,路由器,INTERNET,路由器,公司局域网,ERP,SCM,BPM,在执行层完成的主要内容：,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,AA,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,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,过程控制模块,实现生产过程可视化,监控,，,自动修正生产中的错误；,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；,。,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，对返修品和废品进行处理等等；,；,3.1,系统设计方案,MES,制造执行系统,短程无线网络,-Zigbee,技术,OPC,技术,产品标识,-,条码技术,自动测试设备的先进检测技术和控制技术,Zigbee,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。,OPC,服务器实现了,OPC XML-DA,规范。通过该服务器，任何支持,XML,的系统都可通过标准的,OPC XML-DA,接口获取系统服务器的数据。这大大提高了系统信息共享和互操作能力。通过,XML,和简单对象访问协议，为,MES/ERP,等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，,科学编码实现了代码信息集成：,如产品生,产时间、类型、批次号、需装配零件号、,流水线编号等。,通过条码和,RFID,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,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力、流量、长度、应力、泄露、形状等指标的测量。,设计开发了以,ARM,为核心自动检测控制器，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设备，同时具有标准的,RS232,、,PS/2,、,RS485,、,RFID/,条码读写器接口，人机接口通过液晶屏，可以自动显示各种工作状态和上层的指令和文档。,MES,：,以,ERP/MES/SFC,为核心的企业信息集成已成为国内外企业研究、应用的主要技术之一,。,3.2,具体实施方案,4.2,成果转化、产业化情况,4.1,主要创新点,4.,研究成果,将国外先进的生产过程信息化理论应用到我国离散制造业的生,产过程，实现了离散生产过程多级防差错要求,(,如工位防差错、,工序防差错、流水线防差错、仓储生产防差错等），彻底改变,了现在离散生产容易操作失误的缺点，解决了,MES,系统与我国,企业实际情况的对接，降低投入成本，特别适应中小型企业的,需求。,采用先进的、开放的体系结构，高效的操作系统、数据库，先,进的网络结构，以及网络整体安全体系，保证了系统的平台无,关性。,4.1,主要创新点,将短途无线、条码（二维）,/RFID,、测控技术集成为一体，通,过生产环节识别技术，实现了离散生产物联网，并投入使用，,为物联网的应用推广开辟新领域。,4.1,主要创新点,系统具备多种通信接口，保证了多种无线网络的兼容性,。,建立,以生产为中心的无线网络应用层协议：实现了,-,的分级地址结构，快速组网，轻量计算的高可靠,性算法：校验、确认回码、错误重发、停机待发、数据合理性判断等。,AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA,ZIGBEE,网络协议中，在,CSMA/CA,协议基础上，结合令牌网络优势，实现定时采集、保证实时性。,AAAAAAAAAAAA,4.2,成果转化、产业化情况,MES,制造执行系统,4.2,成果转化、产业化情况,MES,制造执行系统,4.2,成果转化、产业化情况,MES,制造执行系统,4.2,成果转化、产业化情况,MES,制造执行系统,4.2,成果转化、产业化情况,MES,制造执行系统,4.2,成果转化、产业化情况,MES,制造执行系统,4.2,成果转化、产业化情况,MES,制造执行系统,4.2,成果转化、产业化情况,无线通讯模块,4.2,成果转化、产业化情况,条码的应用,4.2,成果转化、产业化情况,生产现场,4.2,成果转化、产业化情况,车间控制室,4.2,成果转化、产业化情况,部分自动化测控设备,4.2,成果转化、产业化情况,部分自动化测控设备,4.2,成果转化、产业化情况,部分自动化测控设备,4.2,成果转化、产业化情况,部分自动化测控设备,4.2,成果转化、产业化情况,部分自动化测控设备,4.2,成果转化、产业化情况,部分自动化测控设备,4.2,成果转化、产业化情况,部分自动化测控设备,