微缔零部件MES生产数据采集系统

微缔零部件MES生产数据采集系统

智能制造离不开车间生产数据的支撑。在制造过程中，数控机床不仅是生产工具和设备，更是车间信息网络的节点，通过机床数据的自动化采集、统计、分析和反馈，将结果用于改善制造过程，将大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性，从而提升产品生产过程的质量和效率。

1.数据采集器在生产线上的应用

在生产制造型的企业中，有效的成本控制将有助于提高企业利润，因此如何实现企业成本的有效控制，已成为现在企业最为关心的首要问题。在传统的生产在线，通过人工方式进行信息的采集、核对和处理，不仅时效性低，且出错率和错检率都比较高，将条码技术引生产现场管理，使用数据采集器现场采集生产过程中的生产信息，使企业更轻松地管理生产数据，实现对生产制程以及产品质量追溯。

2.生产线上为什么要用数据采集器？

2.1 时效性

生产作业现场大量的有效数据，如排程优先性、进度控管、生产质量控管、欠料管理、JIT 供料等重要数据，对于企业的决策是相当重要的；可以快速地作出相应市场需求的策略，有效拓展市场增加获利；可以有效管理内部作业流程，有效地控制物料、工时成本的浪费以及达到产品质量的一致性。

2.2准确性

生产现场的数据主要依靠生产现场的作业人员进行收集，若采用原始的人工收集方式，人员同时兼顾生产作业和数据采录的结果，不仅输入速度慢，而且出错率高；透过采集器读取条码，可以确保数据的准确性。

2.3一致性

生产现场的数据分散在许多不同的工序环节，透过标准化的条码，在重要的生产站点进行数据采集，可以方便将各个生产环节的信息联接起来，从而跟踪产品生产过程的跟踪。

2.4 空间效益

生产现场环境一般都较苛刻，在有限的机台、物料、生产设备下，无法在生产线上布置电脑，可以使用手持数据终端先分散采集，后集中批量处理。

2.5成本效益

一般扫描条码时，是将条码扫描枪通过连线将条码信息收到电脑中，采用数据采集器批量处理，不需要针对每个扫描枪配置一部电脑，相当节省设备成本。

3.需求及设计原则

3.1需求

3.1.1记录

记录某一工单在某一工序或某一设备生产时间；

3.1.2过数

包含“报数”、“接受”两个方面，按需要同时可采集管理所需的其它数据；

3.1.3参数

关键工序生产过程中设备的设置数值；

3.1.4报表

将相关管理信息以报表的形式供管理者查询、调用；

3.2设计原则

采用专用的数据终端做数据采集的基础数据录入端口，以制造业数据采集系统做数据采集为依托，结合企业ERP管理系统的强大数据资源，解决企业管理中的各项需求。

所有数据采集过程均采用实时数据传输，实时与企业ERP数据库进行数据交互、查询、比对、更改或插入等操作，企业管理者可以实时查询、调阅大量的数据信息，如可通过某个订单号查询生产日期、生产人员、生产设备、物料供应商、物料批次、关键设备生产参数等相关信息，为批量生产提供了详尽的数据信息。

数据采集须尽量贴近生产者的，特别需求“记录”生产人员在生产某工单时需录入相关数据，生产完成时还需录入相关数据数据采集终端远离生产者时增加每次数据录入往返时间，额外给生产者加大了劳动强度。数据采集终端的安装地点要根据生产现场设备安装的具体环境作出安排，在完成管理所需的基础数据采集的同时尽量少的增加生产者非生产性的时间支出。

4.技术设计方案

需求主要分四个方面：记录、过数、参数、报表，而这四个需求有存在着紧密的关联性，利用其之间的关联设计数据采集步骤（人机对话界面），自动判断记录或过数状态，尽量减少生产人员的干预，对生产人员而言只需要以数据终端显示屏所显示的人机对话进行操作。 

5. 功能特点

5.1建立数据采集基础数据数据库

制造业数据采集管理系统因考虑其性价比，杜绝使用盗版软件，管理系统不带数据库。第一步即需建立数据采集数据库，采用将表单放置于企业服务器中，制造业数据采集系统实时与企业服务器进行访问，给管理者提供相关报表。

表单（数据库存）用来存放数据采集过程所有的相关信息，所有保存的基础数据均必须与企业ERP进行关联，确保每条数据的正确性。

数据采集过程中的基础数据完整保存于数据采集服务器从相关目录中，不与数据服务发生任何关系，减少不必要的数据处理。

5.2记录

生产人员生产某工单时录入相关信息，工单、生产人员、设备代码等，数据采集管理系统自动与企业ERP数据库进行比对、查询、确保每条数据的正确后保存于数据采集管理系统数据库中，为管理报表提供正确有效的基础数据。

生产人员录入相关数据时，系统自动判断目前相关信息所处的状态，如生产者同时操作数台设备，数据采集系统不对生产人员能否操作该设备进行判断，仅判断该生产人员是否有效合法员工的身份；工单信息录入后系统自动判断此工单的合法性、按流程是否在此工序生产；系统自动判断生产设备目前所处的状态，录入一个生产中的生产设备系统自动提示，所录入数据均需与企业ERP比对，杜绝操作员工数据录入时的随意性。

采集“记录”数据时，数据终端安装应尽量贴近生产人员，即就进安装原则，如图所示，因安装过远时生产人员需花费大量的时间往返于生产设备与数据采集终端之间，增加非生产性时间，采用就进安装的原则，方便生产及时快快捷的完成数据录入工作。

“生产设备”录入过程，采用就近安装原则时下发生生产设备信息供生产人员选择生产设备录入数据较方便，系统可设置就近生产设备并下发给生产人员选择。

保存完成后系统自动记录生产人员、工单号码、生产设备、某工单的生产开始时间及结束时间、工序所使用的物料名称及批次。以上数据采集的相关数据除时间外，企业管理系统ERP需包含，生产人员、工单号码、生产设备、物料等信息均需告知其数据所存放的数据库名称及字段，如以上数据信息部完整时可进行补充更新，以确定数据采集过程的每条信息数据都准确无误。 

5.3过数

过数分“接受”和“报数”两个步骤，当上道工序生产完成后工单按流程进入到下一个工序，下道工序及时向ERP告知此工单到达本工序，称之为“接受”或“过数”

5.4参数

参数主要用于报表，关键生产设备的数据参数主要来源两个方面，一是企业管理系统ERP数据库数据，另一个是保存于生产设备中的某个文件夹里的文件，这部分相对比较难，如何读取保存于生产设备中的数据信息，需与生产设备供应商协商解决。

根据以往经验，生产设备所能提供的接口方式及生产参数的存储形式均决定了参数数据采集方式，目前许多生产设备都具备了COM口、网络接口，带有网络接口生产设备相对简单方便，通过网络通讯的方式直接访问生产设备参数数据。

    只有COM口的生产设备可外接一个COM转网路转换器，此时生产设备原COM口已转换成网络接口，同时在生产设备中安装一个小程序，将生产设备中的相关数据发送到COM口，通过转换器即可将参数数据传至制造业数据采集系统，这方法是最简便的，采用数据共享的方式同时可将数据提供能给企业ERP使用。

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