在當(dāng)今“速度經(jīng)濟(jì)”時(shí)代，迫切要求制造業(yè)實(shí)現(xiàn)研制手段、生產(chǎn)過(guò)程和管理方法的信息化，具備快速響應(yīng)、柔性生產(chǎn)、精確制造、產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量保障和網(wǎng)絡(luò)化管理等多方面能力，建立基于數(shù)字化技術(shù)的生產(chǎn)系統(tǒng)及產(chǎn)品快速響應(yīng)研制體系已迫在眉睫。2008年，常熟紡織機(jī)械廠有限公司中標(biāo)承擔(dān)了江蘇省科技廳“面向紡織行業(yè)的設(shè)計(jì)數(shù)字化集成技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目的建設(shè)，重點(diǎn)解決制約企業(yè)信息化發(fā)展的瓶頸問(wèn)題——制造過(guò)程的信息化，目前數(shù)字化制造體系已初見(jiàn)成效。

1 企業(yè)對(duì)數(shù)字化制造的管理需求

    現(xiàn)代制造業(yè)除面臨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、節(jié)奏變化快、多品種小批量、多樣化個(gè)性化、定制生產(chǎn)成為主流等問(wèn)題挑戰(zhàn)外，因技術(shù)創(chuàng)新引發(fā)企業(yè)很多管理難題：①文檔管理落后；②數(shù)據(jù)共享程度低，圖檔檢索、統(tǒng)計(jì)困難，無(wú)法進(jìn)行有效的版本控制；③信息傳遞速度慢；④協(xié)同工作環(huán)境差；⑤數(shù)據(jù)安全沒(méi)保障；⑥圖檔更改困難，容易造成版本不一致等歷史遺留問(wèn)題；⑦配置管理多且難；⑧傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，不符合現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要；⑨快速交貨和成本的壓力；⑩制造資源種類多不易找，對(duì)制造設(shè)備要求高，隨著加工技術(shù)要求提高，企業(yè)主關(guān)鍵零件加工都采用數(shù)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)加工制造等。另外，企業(yè)中使用系統(tǒng)存在信息孤島現(xiàn)象，ERP系統(tǒng)建設(shè)遭遇了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確采集的瓶頸，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理越來(lái)越困難。建立一套完善的數(shù)字化制造體系是解決以上所有問(wèn)題的唯一出路。

2 數(shù)字化制造技術(shù)可以解決的問(wèn)題

    數(shù)字化制造技術(shù)主要：強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)制造過(guò)程；強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)制造知識(shí)的處理與應(yīng)用；強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的全生命周期；強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)制造；強(qiáng)調(diào)基于網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)制造服務(wù)；強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的數(shù)字化等。

    數(shù)字化制造可以解決的問(wèn)題如下：①圖文檔分散放置，產(chǎn)品數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)有效的共享；解決方法：圖文檔集中管理，保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)有效的共享。②設(shè)計(jì)人員各自為政，開(kāi)發(fā)效率較低；解決方法：提供統(tǒng)一的工作流引擎推動(dòng)流程，全面優(yōu)化流程控制。③圖文檔使用和變更管理缺乏統(tǒng)一的流程和過(guò)程控制；解決方法：通過(guò)工作流管理和版本控制實(shí)現(xiàn)相關(guān)圖文檔使用和變更的過(guò)程管控，減少誤差。④圖檔在個(gè)人手中，容易泄密，圖檔安全無(wú)法有效保障；解決方法：圖檔經(jīng)過(guò)壓縮加密集中存放并且提供多級(jí)多維的安全機(jī)制以保證圖檔安全。⑤產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本高；解建立可視化車間調(diào)度控制系統(tǒng)決方法：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置、工程項(xiàng)目管理、工作流管理；⑥工藝文件制作工作量大，不能實(shí)現(xiàn)與作業(yè)的快速銜接；解決方法：集成的工藝過(guò)程規(guī)劃管理，設(shè)備和工模具管理。⑦加工任務(wù)量多且品種數(shù)多，車間調(diào)度管理復(fù)雜；解決方法：PDM、CAD、ERP等集成一體，提高車間制造效率和速度。⑧生產(chǎn)能力難以評(píng)估，作業(yè)執(zhí)行及質(zhì)量控制精細(xì)化不夠；解決方法：自動(dòng)能力負(fù)荷平衡，車間作業(yè)計(jì)劃及作業(yè)執(zhí)行反饋可視化管理等等。

3 數(shù)字化制造系統(tǒng)的建設(shè)

    從紡機(jī)行業(yè)總體現(xiàn)狀出發(fā)，在現(xiàn)有的CAD、ERP的應(yīng)用基礎(chǔ)之上，引進(jìn)先進(jìn)的管理思想和設(shè)計(jì)制造方法，系統(tǒng)完整地規(guī)劃紡機(jī)行業(yè)的信息化應(yīng)用解決方案，建立基于產(chǎn)品全生命周期管理的協(xié)同設(shè)計(jì)和制造軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)字化制造管理技術(shù)的應(yīng)用。

    3.1 數(shù)字化制造系統(tǒng)總體目標(biāo)

    建立企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型；建立企業(yè)高效、合理設(shè)計(jì)過(guò)程；建立企業(yè)并行工作環(huán)境；建立集成工藝過(guò)程規(guī)劃管理；建立可視化車間調(diào)度控制系統(tǒng)。 

    3.2 數(shù)字化制造系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

    ①建立企業(yè)完整產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型：首先完成所有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)管理，建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)化管理模式，由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)組織起所有產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔的管理，支持產(chǎn)品明細(xì)數(shù)據(jù)從設(shè)計(jì)到工藝、生產(chǎn)管理、制造等部門的轉(zhuǎn)換和傳遞。②建立企業(yè)并行工作環(huán)境：推廣實(shí)施PDM系統(tǒng)，完成系統(tǒng)的環(huán)境設(shè)置工作，按照企業(yè)流程在各部門建立起支持產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享和并行協(xié)同工作的環(huán)境，完成企業(yè)級(jí)的電子化審批、更改控制、版本管理等。③建立企業(yè)高效合理設(shè)計(jì)過(guò)程：基礎(chǔ)是管理企業(yè)靜態(tài)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，更深層是管理動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)研發(fā)效率，同時(shí)引入項(xiàng)目管理思想，盡可能壓縮設(shè)計(jì)研發(fā)周期。④建立集成工藝過(guò)程規(guī)劃管理：集成的工藝資源管理，包括設(shè)備及工模具管理，方便的工藝文件制作和維護(hù)管理，材料和工時(shí)定額管理，目標(biāo)成本管理，工藝報(bào)表自動(dòng)生成及制造BOM管理。⑤建立可視化車間調(diào)度控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度管理軟件MES與ERP軟件、設(shè)計(jì)軟件CAD以及數(shù)控系統(tǒng)之間的良好集成，自動(dòng)化的車間作業(yè)計(jì)劃管理，可視化的車間調(diào)度管理，動(dòng)態(tài)的車間執(zhí)行信息反饋及過(guò)程控制，車間質(zhì)量信息采集及控制等。⑥實(shí)現(xiàn)與數(shù)控加工設(shè)備的連接，探索建立無(wú)紙化生產(chǎn)的途徑。

    3.3 數(shù)字化制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

    數(shù)字化制造業(yè)務(wù)框架圖如圖1所示。

圖1 數(shù)字化制造業(yè)務(wù)框架圖

    3.3.1 數(shù)字化制造系統(tǒng)主要模塊

    包括PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理；CAPP工藝過(guò)程規(guī)劃管理；設(shè)備、工模具管理；MES車間調(diào)度執(zhí)行管理；數(shù)據(jù)接口與集成管理。

    3.3.2 數(shù)字化制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

    1)PDM主要業(yè)務(wù)模塊有：零部件管理；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理；圖檔資料管理；工作流程管理；項(xiàng)目管理；安全管理等。如零部件管理：首先PDM提供了一個(gè)編碼工具，通過(guò)混合編碼幫助企業(yè)進(jìn)行復(fù)雜的編碼工作，從而達(dá)到企業(yè)基本信息的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。然后，對(duì)于零部件進(jìn)行分類管理，通過(guò)分類管理使得零部件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，此外為后面產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)提供檢索。最后通過(guò)屬性管理，建立零件的特性表，便于進(jìn)行產(chǎn)品的快速配置。增強(qiáng)的圖文檔瀏覽器，采用主副文檔存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（主文檔為CAD設(shè)計(jì)文件，副文檔供瀏覽），徹底解決了大多數(shù)PDM軟件不能瀏覽各種非常規(guī)CAD文件的問(wèn)題。

    2)CAPP工藝過(guò)程規(guī)劃管理：提供工藝過(guò)程卡片管理、工藝工序卡片管理、工藝資源管理、工藝工時(shí)定額計(jì)算匯總、NC程序管理等功能。通過(guò)對(duì)零部件加工工藝及相關(guān)數(shù)據(jù)的管理，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)零部件工藝標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化管理。

    3)MES車間調(diào)度執(zhí)行管理：首先，將ERP的生產(chǎn)計(jì)劃單導(dǎo)入到MES系統(tǒng)，然后通過(guò)MES系統(tǒng)的根據(jù)生產(chǎn)能力進(jìn)行車間作業(yè)排產(chǎn)；其次，車間調(diào)度員根據(jù)作業(yè)排產(chǎn)結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況進(jìn)行可視化作業(yè)調(diào)度，對(duì)零件加工進(jìn)行作業(yè)安排和下達(dá)，然后根據(jù)下達(dá)作業(yè)計(jì)劃，自動(dòng)將相關(guān)CAPP中的NC程序輸出到NC控制臺(tái)便于調(diào)度設(shè)備指揮生產(chǎn)；最后，根據(jù)生產(chǎn)加工結(jié)果在MES上點(diǎn)擊完成狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)生成工票反饋結(jié)果，如果設(shè)備之間交接要登記工序轉(zhuǎn)移單，這樣可方便管理車間動(dòng)態(tài)在制品和作業(yè)動(dòng)態(tài)加工狀態(tài)�？蓪�(shí)現(xiàn)的管理改進(jìn)：加強(qiáng)對(duì)車間內(nèi)部在制品的管理，避免流失和浪費(fèi)的發(fā)生；減少了車間統(tǒng)計(jì)和上報(bào)各種報(bào)表的工作量；物料消耗、能耗、工時(shí)、產(chǎn)出等各項(xiàng)信息準(zhǔn)確、及時(shí)，方便了預(yù)算控制和成本核算；可以及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握生產(chǎn)狀況，從而使生產(chǎn)調(diào)度可以有的放矢，及時(shí)性提高；MES系統(tǒng)為車間提供了計(jì)劃和日常調(diào)度有力工具�？梢栽诰幹乒ば蜻M(jìn)度計(jì)劃和下達(dá)任務(wù)時(shí)，對(duì)物料進(jìn)行檢查；可以為即將開(kāi)工的車間任務(wù)預(yù)先分配庫(kù)存；可以對(duì)已下達(dá)和加工中的任務(wù)進(jìn)行修改；可以查詢生產(chǎn)任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)；可以管理車間在制品。

圖2 MES車間調(diào)度執(zhí)行管理

    4)數(shù)據(jù)接口與集成管理：常熟紡機(jī)已經(jīng)在使用ERP2.0，其他PDM、MES需要與ERP2.0進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，主要接口內(nèi)容為：物料信息接口、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息接口、工藝信息計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃信息接口。在PDM中提供與ERP2.0的雙向數(shù)據(jù)接口，用于集成物料信息、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息。

圖3 數(shù)字化制造數(shù)據(jù)接口管理

4 結(jié)束語(yǔ)

    常熟紡機(jī)目前數(shù)字化制造體系已初見(jiàn)成效，建立了支持?jǐn)?shù)字化制造系統(tǒng)集成運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境；建立了基于產(chǎn)品全生命周期管理的協(xié)同設(shè)計(jì)和制造軟件平臺(tái)；通過(guò)自定義可靈活配置的輔助編碼工具，建立了科學(xué)靈活的產(chǎn)品統(tǒng)一編碼體系，提高系統(tǒng)實(shí)用性；通過(guò)規(guī)范產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范圖檔管理流程，建立了合理的電子化圖檔管理機(jī)制，提高設(shè)計(jì)研發(fā)效率；建立了可視化MES車間調(diào)度執(zhí)行管理系統(tǒng)；提供了數(shù)字化制造系統(tǒng)的相關(guān)接口管理，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與ERP系統(tǒng)集成，探索建立無(wú)紙化生產(chǎn)的途徑，這些給企業(yè)在管理上帶來(lái)了全面提升。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.oesoe.com/

本文標(biāo)題：紡機(jī)企業(yè)數(shù)字化制造平臺(tái)建構(gòu)淺探

本文網(wǎng)址：http://www.oesoe.com/html/support/11121513901.html