微締零部件MES生產數據采集系統

智能制造離不開車間生產數據的支撐。在制造過程中，數控機床不僅是生產工具和設備，更是車間信息網絡的節點，通過機床數據的自動化采集、統計、分析和反饋，將結果用于改善制造過程，將大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性，從而提升產品生產過程的質量和效率。

1.數據采集器在生產線上的應用

在生產制造型的企業中，有效的成本控制將有助于提高企業利潤，因此如何實現企業成本的有效控制，已成為現在企業最為關心的首要問題。在傳統的生產在線，通過人工方式進行信息的采集、核對和處理，不僅時效性低，且出錯率和錯檢率都比較高，將條碼技術引生產現場管理，使用數據采集器現場采集生產過程中的生產信息，使企業更輕松地管理生產數據，實現對生產制程以及產品質量追溯。

2.生產線上為什么要用數據采集器？

2.1 時效性

生產作業現場大量的有效數據，如排程優先性、進度控管、生產質量控管、欠料管理、JIT 供料等重要數據，對于企業的決策是相當重要的；可以快速地作出相應市場需求的策略，有效拓展市場增加獲利；可以有效管理內部作業流程，有效地控制物料、工時成本的浪費以及達到產品質量的一致性。

2.2準確性

生產現場的數據主要依靠生產現場的作業人員進行收集，若采用原始的人工收集方式，人員同時兼顧生產作業和數據采錄的結果，不僅輸入速度慢，而且出錯率高；透過采集器讀取條碼，可以確保數據的準確性。

2.3一致性

生產現場的數據分散在許多不同的工序環節，透過標準化的條碼，在重要的生產站點進行數據采集，可以方便將各個生產環節的信息聯接起來，從而跟蹤產品生產過程的跟蹤。

2.4 空間效益

生產現場環境一般都較苛刻，在有限的機臺、物料、生產設備下，無法在生產線上布置電腦，可以使用手持數據終端先分散采集，后集中批量處理。

2.5成本效益

一般掃描條碼時，是將條碼掃描槍通過連線將條碼信息收到電腦中，采用數據采集器批量處理，不需要針對每個掃描槍配置一部電腦，相當節省設備成本。

3.需求及設計原則

3.1需求

3.1.1記錄

記錄某一工單在某一工序或某一設備生產時間；

3.1.2過數

包含“報數”、“接受”兩個方面，按需要同時可采集管理所需的其它數據；

3.1.3參數

關鍵工序生產過程中設備的設置數值；

3.1.4報表

將相關管理信息以報表的形式供管理者查詢、調用；

3.2設計原則

采用專用的數據終端做數據采集的基礎數據錄入端口，以制造業數據采集系統做數據采集為依托，結合企業ERP管理系統的強大數據資源，解決企業管理中的各項需求。

所有數據采集過程均采用實時數據傳輸，實時與企業ERP數據庫進行數據交互、查詢、比對、更改或插入等操作，企業管理者可以實時查詢、調閱大量的數據信息，如可通過某個訂單號查詢生產日期、生產人員、生產設備、物料供應商、物料批次、關鍵設備生產參數等相關信息，為批量生產提供了詳盡的數據信息。

數據采集須盡量貼近生產者的，特別需求“記錄”生產人員在生產某工單時需錄入相關數據，生產完成時還需錄入相關數據數據采集終端遠離生產者時增加每次數據錄入往返時間，額外給生產者加大了勞動強度。數據采集終端的安裝地點要根據生產現場設備安裝的具體環境作出安排，在完成管理所需的基礎數據采集的同時盡量少的增加生產者非生產性的時間支出。

4.技術設計方案

需求主要分四個方面：記錄、過數、參數、報表，而這四個需求有存在著緊密的關聯性，利用其之間的關聯設計數據采集步驟（人機對話界面），自動判斷記錄或過數狀態，盡量減少生產人員的干預，對生產人員而言只需要以數據終端顯示屏所顯示的人機對話進行操作。 

5. 功能特點

5.1建立數據采集基礎數據數據庫

制造業數據采集管理系統因考慮其性價比，杜絕使用盜版軟件，管理系統不帶數據庫。第一步即需建立數據采集數據庫，采用將表單放置于企業服務器中，制造業數據采集系統實時與企業服務器進行訪問，給管理者提供相關報表。

表單（數據庫存）用來存放數據采集過程所有的相關信息，所有保存的基礎數據均必須與企業ERP進行關聯，確保每條數據的正確性。

數據采集過程中的基礎數據完整保存于數據采集服務器從相關目錄中，不與數據服務發生任何關系，減少不必要的數據處理。

5.2記錄

生產人員生產某工單時錄入相關信息，工單、生產人員、設備代碼等，數據采集管理系統自動與企業ERP數據庫進行比對、查詢、確保每條數據的正確后保存于數據采集管理系統數據庫中，為管理報表提供正確有效的基礎數據。

生產人員錄入相關數據時，系統自動判斷目前相關信息所處的狀態，如生產者同時操作數臺設備，數據采集系統不對生產人員能否操作該設備進行判斷，僅判斷該生產人員是否有效合法員工的身份；工單信息錄入后系統自動判斷此工單的合法性、按流程是否在此工序生產；系統自動判斷生產設備目前所處的狀態，錄入一個生產中的生產設備系統自動提示，所錄入數據均需與企業ERP比對，杜絕操作員工數據錄入時的隨意性。

采集“記錄”數據時，數據終端安裝應盡量貼近生產人員，即就進安裝原則，如圖所示，因安裝過遠時生產人員需花費大量的時間往返于生產設備與數據采集終端之間，增加非生產性時間，采用就進安裝的原則，方便生產及時快快捷的完成數據錄入工作。

“生產設備”錄入過程，采用就近安裝原則時下發生生產設備信息供生產人員選擇生產設備錄入數據較方便，系統可設置就近生產設備并下發給生產人員選擇。

保存完成后系統自動記錄生產人員、工單號碼、生產設備、某工單的生產開始時間及結束時間、工序所使用的物料名稱及批次。以上數據采集的相關數據除時間外，企業管理系統ERP需包含，生產人員、工單號碼、生產設備、物料等信息均需告知其數據所存放的數據庫名稱及字段，如以上數據信息部完整時可進行補充更新，以確定數據采集過程的每條信息數據都準確無誤。 

5.3過數

過數分“接受”和“報數”兩個步驟，當上道工序生產完成后工單按流程進入到下一個工序，下道工序及時向ERP告知此工單到達本工序，稱之為“接受”或“過數”

5.4參數

參數主要用于報表，關鍵生產設備的數據參數主要來源兩個方面，一是企業管理系統ERP數據庫數據，另一個是保存于生產設備中的某個文件夾里的文件，這部分相對比較難，如何讀取保存于生產設備中的數據信息，需與生產設備供應商協商解決。

根據以往經驗，生產設備所能提供的接口方式及生產參數的存儲形式均決定了參數數據采集方式，目前許多生產設備都具備了COM口、網絡接口，帶有網絡接口生產設備相對簡單方便，通過網絡通訊的方式直接訪問生產設備參數數據。

    只有COM口的生產設備可外接一個COM轉網路轉換器，此時生產設備原COM口已轉換成網絡接口，同時在生產設備中安裝一個小程序，將生產設備中的相關數據發送到COM口，通過轉換器即可將參數數據傳至制造業數據采集系統，這方法是最簡便的，采用數據共享的方式同時可將數據提供能給企業ERP使用。

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