【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 協(xié)建了數(shù)字化生產(chǎn)管理實(shí)訓(xùn)中心，用于加深參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生對(duì)現(xiàn)代的生產(chǎn)管理模式的理解。武漢優(yōu)博?？萍加邢薰臼敲绹?guó) Predator 公司在中國(guó)的一家業(yè)務(wù)代理商，主要負(fù)責(zé) Predator MES 軟件系統(tǒng)的項(xiàng)目實(shí)施。目前已與國(guó)內(nèi)多家大型制造 企業(yè)存有合作關(guān)系。 數(shù)字化生產(chǎn)管理實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)，必須充分的利用現(xiàn)有的固定設(shè)備，這樣不僅可減少建設(shè)經(jīng)費(fèi)減少實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量，而且能在不影響原有設(shè)備正常使用的前提下充分利用設(shè)備資源。該實(shí)訓(xùn)中心在先進(jìn)設(shè)計(jì)制造實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行建設(shè)，目前僅進(jìn)行了八臺(tái)設(shè)備的連接，通過對(duì)這八臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)管理過程的演示，希望能使參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生能了解從數(shù)字化設(shè)計(jì)到數(shù)字化生產(chǎn)全過程的基本流程。 數(shù)字化生產(chǎn)管理實(shí)訓(xùn)中心 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)于南京工程學(xué)院工程實(shí)踐中心 7號(hào)樓，依托原有的數(shù)控設(shè)備搭建數(shù)字化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室中擁有八臺(tái)數(shù)控設(shè)備 ，分別可完成車削、銑削、測(cè)量、快速成形等等工作。實(shí)驗(yàn)室的整體平面布局圖以及 Predator MES 系統(tǒng)布線圖如圖 31 所示。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁(yè) 圖 31 實(shí)訓(xùn)中心整體平面布局圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁(yè) 目前實(shí)驗(yàn)室由 8臺(tái)數(shù)控設(shè)備組成，其詳細(xì)說明如下表 所示 : 表 序號(hào) 設(shè)備編號(hào) 設(shè)備名稱 控制系統(tǒng) 1 20203389 數(shù)控加工中心 FANUC 0iMD 2 20203387 數(shù)控車床（ FANUC） FANUC 0iMD 3 20203388 數(shù)控車床（西門子） SIEMENS 802D SL 4 20202024 數(shù)控銑床（西門子） SIEMENS 802D SL 5 20202022 單軸數(shù)控電火花成型機(jī) Windows 6 20202023 數(shù)控中走絲線切割機(jī)床 Windows 7 20201974 復(fù)合式三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x Windows 8 20200361 激光快速成型機(jī) Windows 實(shí)驗(yàn)室建成后，每臺(tái)設(shè)備都需要配備一臺(tái)液晶顯示屏和條碼掃描器，顯示屏用作生產(chǎn)看板，條碼掃描器用來進(jìn)行人工操作數(shù)據(jù)反饋。生產(chǎn)看板能夠指示出當(dāng)前所需進(jìn)行的工作，工人根據(jù)指示進(jìn)行機(jī)床操作，機(jī)床操作完成后，還需完成數(shù)據(jù)采集工作 。如：當(dāng)完成零件裝夾，操作人員使用條碼槍掃描相應(yīng)的條碼，使系統(tǒng)能夠接收到當(dāng)前的機(jī)床操作狀態(tài)信息。 CNC 設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖 32 所示： C N C 設(shè) 備D B 2 5條 碼 槍D I G I 單 串口 交 換 器8 口 工 業(yè) 交 換 機(jī)P r e d a t o r G r i z z l y C a b l e 網(wǎng) 線P r e d a t o r G r i z z l y C a b l e 網(wǎng) 線P r e d a t o r G r i z z l y C a b l e 網(wǎng) 線P r e d a t o r G r i z z l y C a b l e 網(wǎng) 線電 源電 源邏 輯 采 集 儀四 通工 位 生 產(chǎn) 數(shù) 據(jù)顯 示 和 輸 入 終 端 圖 32 數(shù)控設(shè)備接入 DNC 網(wǎng)絡(luò)連接示意圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁(yè) Predator MES概述 Predator Travelers 定義 Predator Travelers（電子化工藝工單管理子系統(tǒng)）是一個(gè)用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、組織發(fā)放和記錄詳細(xì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、過程和作業(yè)指導(dǎo)的應(yīng)用程序。其實(shí)現(xiàn)的主 要軟 件 應(yīng)用 技術(shù) 是基 于 Predator MES/SFCTravelers 模 塊， 通過 Predator MES/SFCTravelers 獲取從 CAPP 或 MRPⅡ /ERP 系統(tǒng) 過來的信息，可以被系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行有效的分類管理，由生產(chǎn)車間的管理人員和工程師互動(dòng)地創(chuàng)建或配置有效而合理的電子作業(yè)指導(dǎo)文件 ——“電子工單”，并迅速發(fā)放到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，可通過各類電子終端最終實(shí)現(xiàn)車間的無紙化生產(chǎn)和裝配。 Predator Travelers 與 PDM關(guān)系 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM（ Product Data Management）有效地將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從概念設(shè)計(jì)、計(jì)算分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、加工制造、銷售維護(hù)至產(chǎn)品消亡整個(gè)生命周期內(nèi)及其各階段的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照一定的數(shù)學(xué)模式加以定義、組織和管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)保持一致、最新、共享及安全，具體地說，PDM 技術(shù)是對(duì)工程數(shù)據(jù)管理、文檔管理、產(chǎn)品信息管理、技術(shù)數(shù)據(jù)管理、技術(shù)信息管理、圖像管理以及其它產(chǎn)品信息管理技術(shù)的一種概括與擴(kuò)展。 PDM 以軟件為基礎(chǔ)，是一門管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息（包括工程規(guī)范、電子文檔、掃描圖像、 CAD/CAE/CAM 文件、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn) 品定單、供應(yīng)商狀況等）和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程（包括作業(yè)流程、審批 /發(fā)放過程、工程更改單等）的技術(shù)。他提供產(chǎn)品全生命周期的信息管理，并在企業(yè)范圍內(nèi)，為企業(yè)的設(shè)計(jì)制造建立一個(gè)并行化的產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作環(huán)境。它將整個(gè)企業(yè)視為一體，能跨越整個(gè)工程技術(shù)群體，是促使產(chǎn)品快速開發(fā)和業(yè)務(wù)工程快速化的催化器，也是在分布式企業(yè)管理模式的基礎(chǔ)上，與其它應(yīng)用系統(tǒng)建立直接聯(lián)系的重要工具，它將很好地面向企業(yè)的生產(chǎn)組織，使企業(yè)提高其產(chǎn)品質(zhì)量，縮短研制周期，提高工作效率，加快產(chǎn)品投放市場(chǎng)速度，從而提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。 PDM 管理幾乎所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)， 但它運(yùn)用于企業(yè)的計(jì)劃層、管理層，無法將產(chǎn)品相關(guān)信息（產(chǎn)品二維圖、三維圖、刀工具清單、裝夾說明、作業(yè)流程、工程更改單等）發(fā)放到車間現(xiàn)場(chǎng)，無法指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行生產(chǎn)。 Predator Travelers南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁(yè) 系統(tǒng)面向于企業(yè)執(zhí)行層和控制層，利用 PDM 管理的幾乎所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)，整個(gè)關(guān)聯(lián)生產(chǎn)過程中的大量生產(chǎn)文件（派工單、工藝卡片、設(shè)計(jì)圖紙、刀工具清單、裝夾工藝文件、工程更改單等）并下發(fā)到車間現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)信息的共享，搭建無紙化生產(chǎn)管理平臺(tái)。 系統(tǒng)目標(biāo) 通過對(duì)圖紙及用戶進(jìn)行分級(jí)管理，有效控制非本 系統(tǒng)操作人員的非法操作；通過建立圖紙的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹（以建立工程的形式完成），使產(chǎn)品與圖紙相關(guān)聯(lián)，利于對(duì)產(chǎn)品的進(jìn)一步管理。 通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理各種圖庫(kù)，減少設(shè)計(jì)人員的檢索舊圖紙時(shí)間，提高部門的運(yùn)作效率；對(duì)各部門生產(chǎn)的文件統(tǒng)一管理，并提供給相關(guān)部門訪問，在更深層次上利用這些信息，提高整個(gè)企業(yè)的運(yùn)作效率。 數(shù)據(jù)文件的組織由應(yīng)用程序管理，有權(quán)限控制，源程序可由軟（硬）件加密。在文件系統(tǒng)和通用的商用數(shù)據(jù)庫(kù)上建立自己的數(shù)據(jù)文件管理方法，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)上建立一 層對(duì)象庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)和文檔的管理通過對(duì)象庫(kù)與文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行管理，確保數(shù)據(jù)和文件可靠。 、模塊化的管理 使信息化維護(hù)繁重為輕松，采用 Inter 技術(shù)，使管理員能夠從任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)來管理、配置整個(gè)系統(tǒng)，建立并維護(hù)用戶及其他系統(tǒng)資源；系統(tǒng)的主要應(yīng)用集中于少數(shù)服務(wù)器，很大程度上減少了系統(tǒng)維護(hù)的工作量。通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)使用者直接的協(xié)同工作。 整個(gè)車間信息資源，整個(gè)關(guān)聯(lián)生產(chǎn)過程大量的生產(chǎn)文件，保證生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)的完整、一致、安全及可追溯，實(shí)現(xiàn)共享，讓現(xiàn)場(chǎng)操作人員清楚知道零件制造需要的工藝過程和資源，需要的刀工具、量具、設(shè)備、材料、檢驗(yàn)等，同時(shí)車間人員能夠?qū)崟r(shí)互動(dòng)瀏覽最新作業(yè)流程、零件設(shè)計(jì)圖紙和、工藝訂單情況，搭建了一個(gè)無紙化生產(chǎn)管理平臺(tái)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁(yè) 系統(tǒng)功能 Predator Travelers 包括一個(gè)強(qiáng)大的基于目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)，支持無限多的零件、工藝要求、 NC 程序、材料、刀夾量具、設(shè)備、圖紙、檢驗(yàn)要求、工程變更通知（ ECN）等等，為生產(chǎn)車間提供電子化的派工單，指導(dǎo)生產(chǎn)人員現(xiàn)場(chǎng)操作。 Predator Travelers 允許用戶以附件的形式 添加和查看無限多本地的二維圖、三維圖、工藝卡片、刀具清單、裝夾說明、工藝說明、更改單、更改說明、仿真圖、視頻文件等。 Predator Travelers 通過向?qū)Э虿僮鲗?shí)現(xiàn)以下流程： 電子工藝工單的發(fā)放、不發(fā)放和召回 電子工藝工單的修改、復(fù)制和創(chuàng)建交替 電子工藝工單的刪除、恢復(fù)和清除 電子工藝工單、工序、零件等的 ECN 工程變更通知和版本控制 條碼槍可用于 Predator Travelers 每個(gè)操作界面，通過掃描工單號(hào)、零件號(hào)或工序號(hào)輕松方便快捷的查看電子工藝工單，利用現(xiàn)場(chǎng)的 PC 顯示終端顯示二維圖、三維圖、工藝說明、刀工具清單、工程更改說明等指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作人員生產(chǎn)。 詳細(xì)跟蹤每個(gè)電子工藝工單整個(gè)生命周期， Predator Travelers 系統(tǒng)自動(dòng)提供每個(gè)流程的歷史記錄、 9 種詳細(xì)的權(quán)限安全報(bào)告記錄用戶、用戶組及他們的操作。 6. 80 多種標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告、圖表 Predator Travelers 系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，提供 80 多種標(biāo)準(zhǔn)圖表、報(bào)告。報(bào)告能被打印、輸出成 PDF、 XLS、 HTML 文件。 API 和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu) （ 1） 提供超過 300 個(gè)方法的 API 文 件，集成你的 ERP、 MES 系統(tǒng)。 （ 2）支持 C、 C++、 、 VB script、 Delphi 等多種編程語(yǔ)言。 （ 3）基于一個(gè)開放的 CS 架構(gòu)，支持 Microsoft Access、 SQL Server、 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁(yè) 系統(tǒng)功能應(yīng)用介紹 Predator MES/SFCTravelers 是以企業(yè)的 CAPP/PDM/MRPⅡ 或者其他上層管理系統(tǒng)所發(fā)放的工藝規(guī)程，裝配，計(jì)劃等信息作為數(shù)據(jù)源，將各個(gè)部門（設(shè)備部門、采購(gòu)部門、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)部、刀具量具庫(kù)、設(shè)計(jì)部門、編程室等）所提供的基礎(chǔ)生產(chǎn)信息 組織起來，創(chuàng)建成具有完整豐富數(shù)據(jù)的電子文件，通過公司的內(nèi)部局域網(wǎng)，發(fā)放到各個(gè)部門的客戶端上，或者打印出紙質(zhì)文檔送交有關(guān)人員，讓相關(guān)人員能夠全面的了解生產(chǎn)計(jì)劃及其生產(chǎn)準(zhǔn)備信息，為按時(shí)而有效的做好生產(chǎn)準(zhǔn)備提供快速簡(jiǎn)易的查看平臺(tái)和科學(xué)依據(jù)；同時(shí)車間管理層也能實(shí)時(shí)地監(jiān)控到“電子工單”的整個(gè)過程。而到現(xiàn)場(chǎng)的電子工單或者系統(tǒng)生產(chǎn)的紙質(zhì)工單被跟蹤到車間現(xiàn)場(chǎng)所負(fù)責(zé)的每一個(gè)現(xiàn)成工作人員，現(xiàn)場(chǎng)工作者在工作的同時(shí)，計(jì)劃工單的每一個(gè)工序和質(zhì)量都能夠通過 Predator MES/SFC 生產(chǎn)車間信息集成管理系統(tǒng)中的另一個(gè)主要子系統(tǒng) ——生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和分析子系統(tǒng)（ MDC）進(jìn)行跟蹤和信息反饋，直接提供給 CAPP/MRPⅡ /ERP 等系統(tǒng)。 一旦計(jì)劃工單發(fā)放到現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)人員開始按照計(jì)劃進(jìn)行零部件加工、裝配時(shí)，與這個(gè)零組件相關(guān)的信息（人員、設(shè)備、工藝、材料、組件）都會(huì)被記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，就可對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工藝管理及工單管理實(shí)現(xiàn)跟蹤；而這些數(shù)據(jù)通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的采集（軟件采集、宏命令采集、條形碼采集等），可以在線客戶化統(tǒng)計(jì)和匯總現(xiàn)場(chǎng)信息和歷史信息，能夠以報(bào)告或者圖表的形式輸出，提供給網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)有可登陸查看權(quán)限的客戶端以便查閱，例如，一個(gè)在企 業(yè)網(wǎng)上的某位工程師可以看到在企業(yè)的某個(gè)生產(chǎn)車間的計(jì)劃工單，并能夠?qū)崟r(shí)看到某臺(tái)數(shù)控機(jī)床加工過程狀態(tài)或裝配工位的進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前加工或裝配所采用的方法，并設(shè)計(jì)出一種在 3 個(gè)月可以大量采用的改進(jìn)方法。 查詢可以是連續(xù)的，并且能和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，使得基于真實(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢開始變得關(guān)鍵?；谡鎸?shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)答案，能夠幫助制造商做出決策和提高生產(chǎn)率；而計(jì)劃工單的跟蹤則能夠提供查詢到當(dāng)前某車間的哪一臺(tái)機(jī)床，在加工某一零件的哪一個(gè)工序，用的是什么刀具、量具、物料，質(zhì)量檢驗(yàn)情況如何，裝配進(jìn)度如何，以上這些是否合理；也可查 詢?cè)谶^去的一段時(shí)間里，某一工序用時(shí)，合格率、廢品率是多少等等。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁(yè) Predator Travelers 系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用流程 調(diào)研基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： （ 1）刀具類型：刀具類型名稱 （ 2）刀具號(hào)：刀具類型名稱、刀具號(hào)、刀具名稱、 ISO 號(hào)、直徑、定位角、最小訂購(gòu)量、最小庫(kù)存量、最大庫(kù)存量 （ 3）刀頭類型：刀頭類型名稱 （ 4）刀頭號(hào)：刀頭類型名稱、刀頭號(hào)、刀頭號(hào)、 ISO 號(hào)、刀頭材料類型名稱、涂層、最小訂購(gòu)量、最小庫(kù)存量、最大庫(kù)存量、螺紋類型名稱、螺紋數(shù)、形狀、單位、直徑、螺紋長(zhǎng)、角度、半直徑、底直徑、底高、底角、螺旋 角、柄直徑、總長(zhǎng)、通過冷卻液進(jìn)給、可丟棄 （ 5）刀片類型：刀片類型名稱 （ 6）刀片號(hào)：刀片類型名稱、刀片號(hào)、刀片名稱、 ISO 號(hào)、公差、刀片材料類型名稱、涂層、最小訂購(gòu)量、最小庫(kù)存量、最大庫(kù)存量、形狀、內(nèi)切圓、單位、厚度、半徑、形角、可丟棄（當(dāng)前庫(kù)存數(shù)量、供應(yīng)商信息、材料參考、零件參考） （ 7）組裝刀具類型：組裝刀具類型名稱 （ 8）組裝刀具號(hào)：組裝刀具類型名稱、組裝刀具號(hào)、組裝刀具名稱、 ISO 號(hào)、入庫(kù)時(shí)保持 裝配狀態(tài)、單位、加工深度、主要長(zhǎng)度、第二長(zhǎng)度、主要直徑、第二直徑、庫(kù)位 （ 9）量具類型：量具類型名稱 （ 10）量具號(hào)：量類型名稱、量具號(hào)、量具名稱、 ISO 號(hào)、最小訂購(gòu)量、最小庫(kù)存量、最大庫(kù)存量、主量具號(hào) （ 11）庫(kù)位：庫(kù)位號(hào)、庫(kù)位名稱 （ 12）客戶：公司名稱、姓、名、電話、電話 電話 電話 傳真、地址