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MES在数控加工车间的应用

2017-06-05 来源:我爱物联网

MES在数控加工车间的应用

  :MES填补了制造信息链条上最基础的环节,是实现车间信息化的利器,离散制造企业期盼着MES能够大幅度推进制造业信息化的进程。

  1、寻找MES在离散制造业应用的突破口

  从原理上讲MES并没有区分流程制造业与离散制造业,但由于生产模式的不同,对执行层的控制方式和控制频度不同,导致在两种模式下MES的实施对象、工作内容以及处理策略存在着巨大差异。MES之所以特别青睐流程制造业,是由于流程程度很高,普遍采用自动生产线、智能仪表、数字传感器,甚至是计算机控制。

  而对于一般的离散制造企业,由于设备水平低,底层缺乏甚至根本就没有,所有的生产执行数据都需要人工键入,在这种生产管理状态下MES根本无法发挥作用。即便是对于有条件、有需求上MES的离散型制造企业,由于物流不连续,工艺过程可调整、可改变,且生产现场的数据采集的人为因素多,使得制造过程的生产管理非常复杂,因此,离散制造业的MES比流程行业的MES要繁杂得多,涉及到的实施难题也要多得多。

  国外MES的应用最重要的领域就是在离散制造业。我们可以从MES的工作机理上找出路,MES的工作基础是底层生产,包括、、NC/CNC和或这几种类型的组合。请注意:其中NC/CNC,即数控单元也在其中,而数控加工属于离散制造范畴,是离散制造业的重要生产模式。因此,在离散制造企业的数控车间最适合上MES,也最需要上MES,所以数控车间应该是MES在离散制造业应用的突破口。

  2、数控车间的生产规模需要MES

  近年来,伴随着电子技术、数控技术的飞速发展,蓬勃的中国制造业带来了数控应用的普及,数控机床已不再是少数科研院所、大型军工企业特有的专利,数控设备已经走进寻常企业中,而且这些企业应用数控的规模也不再是靠一两台数控机床来加工关键零件或给企业撑门面,拥有十几台、甚至几十台、几百台数控设备的企业比比皆是,形成了具有相当规模的数控车间。

  在这样的数控车间到处充斥着信息技术:数控设备、数控系统、计算机编程、加工程序传输、甚至刀具都是信息的载体,如此多的信息需要整合,可惜的是这样一个用先进技术、先进软硬件武装起来的现代化车间,目前的管理手段、管理模式仍处于传统的机械加工模式,数控机床的有效利用率很低,由于没有系统地建立数控加工的生产管理和相关辅助系统的技术准备体系,严重制约着先进数控设备能力的发挥。

  为了能对生产需求做出快速反应,迫切地需要对车间的数控设备与生产过程进行全面的信息管理,从而有效地提高机床的利用率和柔性生产能力。因此,当数控车间具有相当的生产规模后,采用MES提高数控车间信息集成与整合能力就成为迫在眉睫的工作。

  3、数控生产的信息管理需要MES

  数控系统发展到今天已不再是早年的专有、封闭的NC单元,现代的数控装置实际上就是一台计算机,甚至是一台高性能的通用计算机,当然承担的工作也远远超出数控功能本身。另外,数控生产靠加工程序,手工编程仅能应付简单零件的加工,编制复杂零件的加工程序必须在计算机上完成,以数控编程为主的CAM技术就是用计算机直接为数控加工生产服务。

  随着加工对象的日趋复杂,靠手工录入的加工程序越来越少,加工程序的传输变得越来越频繁,且数控设备反馈的状态信息、监控信息、检测信息等对生产管理提供了非常有价值的决策依据,通过DNC、通过网络双向传输程序已经成为数控车间必须具备的通讯能力;同时,数控计算机还能把计划执行状态、完成信息都提供给生产管理系统。

  此外,在数控加工中刀具已不再是单纯的加工工具,而是直接参加编程加工的重要基础数据,刀具要预调,预调信息要带入系统;刀具号、刀补号、刀具参数、刀具检测以及换刀等指令信息都作为不可或缺的重要信息资源参与生产过程。还有CAPP系统生成的机加工艺、数控工艺和CAM系统自动生成工艺过程、加工参数都需要集成在一起,当然维系制造过程还有必不可少的生产组织,物料定额、辅助工具等都要参加信息管理。所以,数控生产除了具备常规的切削加工功能外,还包括了一系列信息处理应用的集成,因此数控生产的信息管理需要MES。

  MES填补了制造信息链条上最基础的环节,是实现车间信息化的利器,离散制造企业期盼着MES能够大幅度推进制造业信息化的进程。

  4、离散制造业不乏MES的成功案例

  在离散制造业基于制造执行过程管理的实践要远早于MES在流程生产中的应用,而且这些实践都是以数控技术为核心展开的,只是当年没有MES这样明晰的理念,也不具备大面积普及推广的需求。

  早在上个世纪80年代就开展的FMC单元和FMS系统的试点,其中的执行过程管理就有MES的雏形;而后,90年代的CIMS样板工程中也不乏制造执行管理技术的支撑。尽管FMS、CIMS仅起到示范工程的作用,不具备大面积的推广条件,但从技术路线上、从工程实践上用信息技术打通了生产现场控制环节,为装备制造业在数控生产领域应用MES铺平了道路。

  以某企业CIMS项目为例,在国家CIMS示范工程中该企业CIMS被公认是最实用的,其核心部分是3C系统与FA控制器,FA是管理信息、工程信息和底层设备信息的汇集点,与3C系统、工艺文件管理系统紧密集成,在数控中心担起了MES的重任。该企业在一万四千平方米的数控厂房建立了FDNC生产线、物料立体库和刀具立体库,FA的车间控制器和单元控制器实现了车间生产计划和调度的计算机管理,物料工作站、刀具工作站和工艺准备工作站取代了手工管理;建立了数控车间网络集成环境,在计算机网络和分布式数据库支持下实现了车间计划、管理、控制信息反馈、统计和查询等信息集成;以MES应用为核心的生产管理体系,实现了基于零件订单的制造管理。企业CIMS的运行取得了良好的效益,生产作业计划编制周期明显缩短,计划合理性明显提高;作业计划与资源管理的集成,使资源准备向集中配送方式转变,减少了机床停工时间;生产现场由DNC应用逐步向网络化制造数据管理阶段过渡,生产现场的快速响应能力和传输的准确性有了很大的提高;生产管理的进步大大提高了数控设备利用率。

  从某种意义上讲,该企业CIMS是“九五” 期间采用MES的成功案例,“十五”、“十一五”、“十二五”期间也涌现出一大批高度数字化的工厂,成为在数控方面成功实践MES的典范。

  以上鲜活的案例充分证明MES完全适合高度数字化、信息化的数控车间,MES在离散制造业大有用武之地。

  5、数控中心信息化集成系统包括三大功能

  这三大功能模块为:车间CAM、车间DNC、车间MES。

  车间CAM:强化数控车间CAM系统,以解决数控机床利用率低,零件数控加工覆盖率低的难题。通过扩大CAM应用可充分发挥数控机床的加工潜力,极大地提高数控机床利用率,将数控应用覆盖到所有应该采用数控加工的零件。

  车间DNC:建设数控车间DNC系统,以摈弃目前采用的人工联机传输程序代码的落后数控通讯方式,通过DNC网络不仅可以实现程序代码高速、畅通的传输与通讯和集成化管理,还可实现复杂零件的在线加工,为MES搭建基础信息管理平台。

  车间MES:启动数控车间MES系统,实现对数控加工程序的存储管理与权限管理;对刀具库、工装库、工艺规程、机床设备等制造资源、工艺资源的有效管理与充分利用;对车间生产信息(计划、调度、统计、采集、监控)的综合管理与决策支持。即通过车间MES系统把与数控加工相关的所有数据、流程、业务、资源用信息技术、网络技术管理起来,使数控中心的运营效率和管理水平与先进制造能力相匹配。

  CAM、DNC、MES三大功能模块各尽其职又相辅相成,覆盖了数控生产的技术、运行、管理的全过程。雄厚的数控编程实力和一流的数控编程水平,畅通的数控程序传输和规范的程序代码管理,实时、透明、协调的生产运营与制造资源的信息化管理,构成数控中心信息化的集成解决方案。

  可以预见,有MES管理的加盟将大幅度提高零件加工的数控化率、数控设备的有效利用率、数控加工效率与产品质量、数字化生产线的柔性加工能力、产品的异地协同制造能力,从而大幅度提高企业市场应变能力,全面提高企业核心竞争力。


京信通信联同应科院于MWC演示移动边缘计算及车联网(V2X)原型系统

全球领先的无线解决方案供应商京信通信系统控股有限公司(“京信通信”,香港股份代号:2342)联同香港应用科技研究院(应科院)于西班牙巴塞罗那举行的2017年世界移动通信大会上(Mobile World Congress,简称MWC),展示最新研发的移动边缘计算平台及运行于该平台上的车联网原型系统。

该演示最引人注目的是一套建于虚拟化移动边缘计算平台之上车联网原型系统。通过采用移动边缘计算以及其他一些车联网/LTE/5G的先进技术,令该系统可以以低延时进行车辆监控。基于该系统,可以实现智慧城市中的道路安全及智能交通功能。

该演示所展示的移动边缘计算平台可以提供移动边缘应用开发者管理、定义网络特性及大规模部署应用的能力。通过采用软体定义网路(SDN)技术,该移动边缘计算平台可以在同一套物理网络之上为不同移动边缘应用定义不同的网络特性及服务拓扑。同台展示的移动边缘编排器可以帮助移动运营商灵活地部署及管理大规模移动边缘应用。

使用京信通信开发的LTE小基站作为路侧单元(RSU),该车联网原型系统可以实时监测车辆的运行状态、跟踪车辆的位置,然后通过自主研发的分析算法,实现了在视野受限情况下,通过十字路口的车辆能够感知到其他车辆及行人,并且能够根据这些资讯发出警告信号,有效防止交通事故的发生。

京信通信及应科院于2016年建立了联合研究实验室。该实验室专注于智慧城市及智慧家庭技术的研发。联合实验室的成立,大大方便了双方在该些领域的合作。

该演示在2017年2月27日至3月2日于西班牙巴塞罗那Fira Gran Via举行的2017年世界移动通信大会,在京信通信展位中(5号馆,展位5A31)展出。

香港应用科技研究院(应科院)简介

应科院由香港特别行政区政府于2000年成立,其使命是要透过应用科技研究,协助发展以科技为基础的产业,藉此提升香港的竞争力。应科院设立7个技术部,把其在多个领域的核心研发能力组织起来,它们包括通信技术、电子元件、混和信号系统晶片、先进数码系统、光电子、信息安全与数据科学,及智能软件与系统,研发力量主要针对金融科技、智能制造、新一代通信网络、健康科技和智慧城市等5个应用范畴。

关于京信通信系统控股有限公司

京信通信是全球领先无线解决方案供应商之一,主要业务包括研发及生产无线产品,包括RRU、天线与基站子系统以及无线传输及接入系统。集团亦为全球客户提供全面网络优化解决方案及服务。京信通信企业总部设于香港,营运网络遍布全球,包括设于中国的生产基地、设于中国和美国的研发中心,以及全球超过40间办事处。京信通信已获纳入多项指数,包括MSCI中国小型股指数、恒生综合指数(资讯科技业指数、中小型股指数及小型股指数)、恒生环球综合指数、恒生互联网科技业指数及恒生可持续发展企业基准指数。


应科院和三元达于世界移动通讯大会展示崭新LTE、5G及车联网技术

应科院和福建三元达网络技术于巴塞罗那举行的2017年世界移动通讯大会中共同展示崭新LTE、5G及车联网(V2X)技术

香港应用科技研究院(应科院)联同三元达网络技术有限公司(三元达)在西班牙巴塞罗那举行的2017年世界移动通讯大会上,进行一系列三元达最新的LTE、5G 及车联网基础架构和应用技术的现场演示。应科院最新研发的无线通讯及网络技术为这一系列方案提供核心技术支持。

联合演示展示了配备集中化无线接入网(C-RAN)、虚拟基站及联合传输技术(Joint Transmission,JT)、软体定义的用户设备(UE)解决方案的最新LTE 基站,及配备网络切片、网络编排器、多路存或移动边缘计算及车联网的核心网络。是次演示将展示多项网络配置以支持其独特的应用特征。

在大会中将会展示的主要技术包括:

1、配备应用主导网络切片的虚拟化LTE 核心网络

• 窄带物联网核心网络(C-SGN)原型:在控制平面(网路储存协定)上展示小型网际协议(IP)数据传输;• 低延迟车联网应用:在网络移动边缘处理车联网延迟要求,能为驾驶者在紧急情况提供低延迟警报;• 移动宽带服务:高宽带互联网多媒体服务。

2、多接入或移动边缘计算:移动边缘计算的原型展示应科院平台的编排器、应用管理,和软体定义网路或服务功能链的能力。

3、车联网技术系统原型:展示车联网通讯技术系统,为驾驶者提供协助。

4、x86集中化无线接入网基站:展示在商用x86多核基站基带单元平台上,应科院最新的TD-LTE 集中化无线接入网方案。

5、虚拟基站:展示协调的虚拟基站系统,以减低干扰、提升系统的吞吐量。

6、相干联合传输技术原型:展示适用于分布式MIMO 技术的联合传输,并配备三元达同步运作的天线单元。

7、户外接口(OAI)用户设备原型:展示端到端的空中开放接口TD-LTE 软体定义的用户设备解决方案,并采用应科院领先的空中开放接口TD-LTE 及三元达商用基站。

自2011年起,应科院与无线网络设备制造商和服务供应商三元达合作,发展商用TD-LTE 小基站和小基站网关解决方案。具备LTE 和WLAN 功能的TD-LTE 小基站特别为中国市场而开发,并将在内地和世界各地进行部署测试。应科院将继续在新一代无线通讯技术开发上与三元达紧密合作。

三元达与应科院在2017年2 月27日至3月2日于西班牙巴塞罗那Fira Gran Via 举行的2017年世界移动通讯大会的三元达展位(5号馆,展位5G70)联合展示最新的LTE 解决方案。

香港应用科技研究院(应科院)简介

应科院由香港特别行政区政府于2000年成立,其使命是要透过应用科技研究,协助发展以科技为基础的产业,藉此提升香港的竞争力。应科院设立7个技术部,把其在多个领域的核心研发能力组织起来,它们包括通讯技术、电子组件、混和信号系统芯片、先进数码系统、光电子、信息安全与数据科学,及智能软件与系统,研发力量主要针对金融科技、智能制造、新一代通讯网络、健康科技和智慧城市等5个应用范畴。

三元达简介

三元达网络是以信息通信产品研发,制造和服务为主业的企业,公司经营范围涵盖信息通信,广电,行业信息化,安全等产业领域。随着中国4G牌照的发展,电信运营商LTE 网络的建设如火如荼,深度覆盖是运营商长期持续性的网络工作,三元达网络提出了“LTE SmallCell 深度覆盖整体解决方案”,产品包括基站,终端,网管等系列产品,并在中国移动第一次集采中以综合第一名的成绩中标。同时随着能源,交通,医疗,安全等行业的快速发展,尤其是在提高效率和安全生产的需求推动下,行动信息化建立对移动通信提出了新的要求。针对以上的“安全,高速,大容量”的无线通信需求,三元达网络提出了“随需而至,随需而制”的“LTE +行业”经营理念,为行业用户提供LTE 专网整体解决方案,除提供行业专用核心网,网关,网管,基站,移动终端等全系列产品外,还提供包括前期的方案设计,勘察以及工程施工及无忧的售后服务等一篮子服务。

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