【正文】 ..................... 29 軟件調試 ........................................................................................................................... 33 零件加工流程優(yōu)化 ........................................................................................................... 34 本章小結 ........................................................................................................................... 35 5 結論 ................................................................................................................................... 36 對本次畢業(yè)設計工作的總結 ........................................................................................... 36 展望 ................................................................................................................................... 36 謝辭 ....................................................................................................................................... 37 參考文獻 .............................................................................................................................. 38 附錄 ....................................................................................................................................... 39 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 52 頁 引言 保留住了數(shù)據(jù)就相當于保留了一座金礦，想要得到金子還要對這座礦藏不斷的挖掘。不對零件加工流程中產生的信息進行采集分析也是一種浪費，這些信息中往往包含改善加工流程的信息。在目前的零件加工現(xiàn)場來看，這種信息資源正在大量的流失。對這些這些信息進行分析、篩選和保存就是為改善生產保留了依據(jù)。依靠物連網獲取數(shù)據(jù)的實時性，傳遞信息的準確性，本身具有智能處理能力這些特點，零件加工流程信息的獲取有了保障。數(shù)據(jù) 挖掘技術就是挖掘金子的有力工具。計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力讓這些技術可以緊密的結合起來。 結合各個相關學科，本畢業(yè)設計以一個軸零件加工過程產生的部分信息作為主要分析對象，說明“零件加工流程信息獲取軟件”的方案、程序流程和軟件的各項功能。并且結合相關學科的理論知識設計相關算法完成零件加工流程優(yōu)化處理。 零件加工流程軟件運行于 Windows 操作系統(tǒng)上，通過 RS232 串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送。數(shù)據(jù)的理想來源是綁定于零件上和綁定于機床上以及工人佩戴的 RFID 卡，但是本次的畢設主要方向在上位機軟件的設計，所以只通過串 口線把運行零件加工流程軟件的計算機連接到另一臺計算上，后者做為數(shù)據(jù)的來源，模擬加工現(xiàn)場的信息。 軟件包含 5 個主要的顯示窗口，他們分別是主窗口、加工現(xiàn)場狀態(tài)窗口、人員管理窗口、零件加工流程編輯窗口和優(yōu)化管理窗口。 零件加工流程軟件的運行流程： 。 。如果有需要可以在打開串口后設置串口的波特率等相關參數(shù)。 ，加工現(xiàn)場狀態(tài)窗口、人員管理窗口、零件加工流程編輯窗口和優(yōu)化管理窗口這四個子窗口只能同時顯示其中一個 ， 這時可以點擊主窗口上相應的按鈕查看需要查看的頁面 。 ，點擊可激發(fā)相應的功能。 。 1 零件加工流程信息獲取軟件概況 設計零件加工流程信息獲取軟件的意義 機械制造業(yè)為整個國民經濟提供技術裝備，其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標志之一。隨著經濟全球化、信息化進程日益深入，機械制造裝備行業(yè)市場競爭日益激烈， 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 52 頁 客戶需求日趨個性化，國內市場國際化的趨勢加劇，國際資本加速進入中國機械制造業(yè)，無數(shù)企業(yè)仍在“制造之觴”中逶迤前行，這些因素共同促使中國機械制造企業(yè)更應該關注信息化建設，借助信息化提升企業(yè)的創(chuàng)新 能力，實現(xiàn)精益化生產與管理。 傳感網 /物聯(lián)網技術是信息化技術中最前沿、最核心的技術之一。物聯(lián)網把所有物品通過射頻識別（ Radio Frequency Identification： RFID）、無線傳感器網絡（ Wireless Sensor Networks： WSN）等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。物聯(lián)網是一個全球性的網絡基礎設施，它通過數(shù)據(jù)采集和通信能力將實際和虛擬的物體連接起來，并能提供特定的對象識別、傳感器和連接作為發(fā)展自主聯(lián)合服務和應用的基礎，這些特點將體現(xiàn)在自動化數(shù)據(jù)采集，事 件傳輸，網絡連接和互用性的發(fā)展程度之中。傳感器網絡、射頻識別等作為物聯(lián)網感知物理世界信息的載體，擔負著從物理世界獲取信息和傳遞信息的任務。 由于無線傳感器網絡具有體積小、低功耗、自適應組網能力強等優(yōu)點，在機床零部件件加工流程監(jiān)控、物料管理及機床設備的健康狀態(tài)監(jiān)控等領域，具有傳統(tǒng)技術無可比擬的優(yōu)勢，基于無線傳感器網絡的制造過程的監(jiān)控管理技術在國外已經引起高度重視，而我國在這方面的研究基本屬于空白。因此，迫切需要具有高技術含量和擁有多種前沿學科交叉所形成核心技術。就機械制造工程領域而言，發(fā)展基于無線傳感器的機 械制造物流監(jiān)控、物料管理、流程優(yōu)化技術，是目前制造業(yè)信息化的一個發(fā)展前沿，如果這方面技術獲得突破并實用化，將大大地改觀現(xiàn)行的機械制造行業(yè)舉步維艱的狀況。在學術上將會對傳統(tǒng)制造業(yè)管理思想及方法產生重要的影響；在實用技術方法上，將為制造行業(yè)的生產及管理提供有效的手段。 生于信息時代的我們面臨這樣的挑戰(zhàn)： ① “及時”捕獲、存儲數(shù)據(jù)和信息，并將其轉化成有用的知識； ② 在任何地點、任何時刻需要時，用戶能用熟悉的語言和格式及時得到該有用的知識。所以如何能把信息保 存下來，如何挖掘其中有利于生產的信息并把這些信息轉化為人們可以利用的知識將變得十分重要。零件加工現(xiàn)場生產的安排，資源的調配都會影響生產的效率和成本。合理的安排生產和調配資源是除了花費大量的資金運用更先進的設備或提高制造工藝技術之外低成本的提高生產力的途徑。加工現(xiàn)場產生的大量信息中往往包含有有利于更合理的安排生產和調配資源的信息。這就要求我們能把這些信息保留下來，便于分析利用。物連網的發(fā)展正直面這些問題。它即可以及時的捕獲這些信息，又可以根據(jù)人的需要，選擇和轉化這些信息然后傳遞給人。 許多零件加工廠的生產車間 還是十分老舊，生產所用的機器也大多是普通的。像這樣的加工廠直接淘汰舊的機床負擔將會十分大，提高生產效率的途徑大多是通過合理的生產管理。若利用計算機配合對應的軟件來進行生產的輔助管理效率就得到更大的提高。軟件及時的把信息反映給管理者，管理者就能從中發(fā)現(xiàn)問題，從而根具實際情況對生產現(xiàn)場進行合理的調控。零件加工流程信息獲取軟件設計的目的就是迎合這樣的需要。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 52 頁 加工現(xiàn)場中，需要管理者合理的安排零件的加工流程。要達到各個工位間運行流暢，即要沒有產品積壓也沒有下一工位等待上一工位。現(xiàn)場的機器、人員都能充分發(fā)揮自身的能力， 沒有資源的浪費，但在繁忙的工作中，人員和機器又能得到充分休息，保存持續(xù)高效的生產的能力。在這樣的要求下，傳統(tǒng)的經驗生產已經很難達到如此精細的時間、物質、人力的管理。這就需要生產管理者在生產現(xiàn)場挖掘相關的信息，尋找到提升生產效率的空隙。從而做大量的數(shù)據(jù)采集和分析就在所難免了。 本軟件的功能要求就是在作者模擬的一個生產現(xiàn)場中，能代替人員在現(xiàn)場觀察并手動的輸入要采集的數(shù)據(jù)，把零件加工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)按照便于人閱讀分析的形式表現(xiàn)在計算機的屏幕上，并保存下來。為了在出現(xiàn)問題需要及時的對加工現(xiàn)場進行調整，軟件也具備了向現(xiàn)場廣 播信息，或者對特定的人員發(fā)布信息的功能。這樣就提高了時效，減少了人力。同時為管理者遠程的管理加工現(xiàn)場提供了便捷。此外，為了讓軟件的設計更貼近現(xiàn)實，作者還針對一個軸類零件的加工流程做出詳細的分析。分析包括每個流程的時間、流程的順序、加工人員的安排。在此之后，根據(jù)分析的結果設計算法，完成軟件優(yōu)化零件加工流程功能。此功能可以為生產管理者提供一些零件加工流程編排的建議。 總而言之，本畢業(yè)設計就是結合了計算機軟件、生產管理、物連網、數(shù)據(jù)挖掘等方面的技術，以提高零件加工效率而做出的具體實踐。本項目的研究可推動無線傳感器 網絡在機械制造流程監(jiān)控、物料管理問題的發(fā)展，具有重要的科學意義和工程價值。另外，研究成果還可以拓展到制造業(yè)的其他領域。 生產管理類軟件的發(fā)展歷程 在十八世紀工業(yè)革命后，人類 開始 進入工業(yè)經濟時代，社會經濟的主體是制造業(yè)。工業(yè)經濟時代競爭的特點就是產品生產成本上的競爭，規(guī)?；笊a是降低生產成本的有效方式。由于生產的發(fā)展和技術的進步，大生產給制造業(yè)帶來了許多困難，主要表現(xiàn)在：生產所需的原材料不能準時供應或供應不足；零部件生產不配套，且積壓嚴重；產品生產周期過長和難以控制，勞動生產率下降；資金積壓嚴重，周 轉期長，資金使用效率降低；市場和客戶需求的變化，使得企業(yè)經營計劃難以適應?？傊?，降低成本的主要矛盾就是要解決庫存積壓與短缺問題。 為了解決這個關鍵問題， 1957 年，美國生產與庫存控制協(xié)會（ APICS）成立，開始進行生產與庫存控制方面的研究與理論傳播。隨著六十年代計算機的商業(yè)化應用開始，第一套物料需求計劃 MRP（ Material Requirements Planning）軟件面世并應用于企業(yè)物料管理工作中。在七十年代，人們在此基礎上，一方面把生產能力作業(yè)計劃，車間作業(yè)計劃和采購作業(yè)計劃納入 MRP中 ，同時在計劃執(zhí)行過程中，加入來自車間，供應商和計劃人員的反饋信息，并利用這些信息進行計劃的平衡調整，從而圍繞著物料需求計劃，使生產的全過程形成一個統(tǒng)一的閉環(huán)系統(tǒng)，這就是由早期的 MRP發(fā)展而來的閉環(huán)式 MRP， 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 4 頁 共 52 頁 閉環(huán)式 MRP 將物料需求按周甚至按天進行分解，使得 MRP 成為一個實際的計劃系統(tǒng)和工具，而不僅僅是一個訂貨系統(tǒng)，這是企業(yè)物流管理重大發(fā)展。 閉環(huán) MRP 系統(tǒng)的出現(xiàn)，使生產計劃方面的各種子系統(tǒng)得到了統(tǒng)一。只要主生產計劃真正制訂好，那么閉環(huán) MRP 系統(tǒng)就能夠很好運行。但這還不夠，因為在企業(yè)的管理中，生產管理只是一個 方面，它所涉及的是物流，而與物流密切相關的還有資金流。這在許多企業(yè)中是由財會人員另行管理的，這就造成了數(shù)據(jù)的重復錄入與存貯，甚至造成數(shù)據(jù)的不一致性。降低了效率，浪費了資源。于是人們想到，應該建立一個一體化的管理系統(tǒng)，去掉不必要的重復性工作，減少數(shù)據(jù)間的不一致性現(xiàn)象和提高工作效率。實現(xiàn)資金流與物流的統(tǒng)一管理，要求把財務子系統(tǒng)與生產子系統(tǒng)結合到一起，形成一個系統(tǒng)整體，這使得閉環(huán) MRP向 MRP II 前進了一大步。最終，在八十年代，人們把制造、財務、銷售、采購、工程技術等各個子系統(tǒng)集成為一個一體化的系統(tǒng)，并稱為制造 資源計劃（ Manufacturing Resource Planning）系統(tǒng)，英文縮寫還是 MRP，為了區(qū)別物料需求計劃系統(tǒng)（亦縮寫為 MRP）而記為 MRP II。 MRP II 可在周密的計劃下有效地利用各種制造資源、控制資金占用、縮短生產周期、降低成本，但它僅僅局限于企業(yè)內部物流、資金流和信息流的管理。它最顯著的效果是減少庫存量和減少物料短缺現(xiàn)象。 到 90 年代中后期，現(xiàn)實社會開始發(fā)生革命性變化，即從工業(yè)經濟時代開始步入知識經濟時代，企業(yè)所處的時代背景與競爭環(huán)境發(fā)生了很大變化，企業(yè)資源計劃 ERP 系統(tǒng)就 是在這種時代背景下面世的。在 ERP系統(tǒng)設計中考慮到僅靠自己企業(yè)的資源不可能有效地參與市場競爭，還必須把經營過程中的有關各方如供應商、制造工廠、分銷網絡、客戶等納入一個緊密的供應鏈中，才能有效地安排企業(yè)的產、供、銷活動，滿足企業(yè)利用一切市場資源快速高效地進行生產經營的需求，以期進一步提高效率和在市場上獲得競爭優(yōu)勢；同時也考慮了企業(yè)為了適應市場需求變化，不僅組織 “ 大批量生產 ” ，還要組織 “ 多品種小批量生產 ” 。在這兩種情況并存時，需要用不同的方法來制定計劃。 國內外研究現(xiàn)狀 本畢業(yè)設計所設計的軟件僅僅是生產 管理類軟件的一部分。國內外對這類軟件的