微缔零部件MES刀具管理解决方案

刀具管理系统是车间MES的重要组成部分。通过研究国内机械生产车间的现状，建立了一个面向机械生产车间的刀具管理系统模型，适用于中等规模生产的机械加工车间。

刀具管理系统主要由以下几部分构成：刀具管理中心、中央刀具库、机床刀具库、工作地、刀具预调和刃磨间等。它们组成一个局域网，在制造执行单元内实现信息共享，并且预留接口，可以连结到整个企业网和企业外部网。刀具管理系统的模型如图1所示。

图1. 刀具管理系统模型图

(1)刀具管理中心的功能

由刀具管理系统的模型图可以看出：刀具管理中心是刀具管理系统的一个核心。它主要具有以下作用：可以接受新购刀具的信息、反映操作人员的刀具借还信息、实现对刀具库中的已有信息进行修改和删除、对刀具剩余寿命进行预测、实施在线监测信息处理，实时统计制造执行单元的刀具状况，满足工作地人员、工艺设计人员、计划调度人员、刀具供应人员等对刀具信息的需求，优化刀具的使用，避免重复购置和丢失等现象的发生。

刀具管理中心包括刀具查询模块、刀具借还模块、数据维护模块、刀具寿命管理、刀具报表模块。具有查询刀具的各种详细信息的功能;通过借还模块使刀具使用者和库管建立联系，确定刀具的借还信息;数据维护功能包括三部分的内容：刀具数据添加、刀具数据删除和刀具数据修改，应用该模块来实现更新刀具数据库的目的。寿命管理模块利用数据库查询功能对刀具的寿命进行预测，对刀具的寿命优化进行管理，结合刀具寿命的预测机制和刀具的监控技术可以较大程度上提高对刀具使用可靠性，对刀具的磨损以及非正常破损提供全面的监控与预测。通过刀具报表模块可实现对刀具使用情况按不同的条件进行统计报表，优化刀具库存管理，满足连续生产对刀具的需求。

(2)中央刀库

在车间存放等待机床调用备用刀具，通过对中央刀库的查询车间刀具的储备情况提供详细的信息，在刀具储量不足时提出警告。

(3)机床刀具库的功能

制造执行单元内具有刀库的数控机床，其各刀位安装的刀具信息存储在机床数据库中，通过机床数据库可以查询到各刀位所安装刀具的编号，进而通过刀具管理中心查询到刀具的所有信息。

(4)刀具预调和刃磨间功能

刀具预调和刃磨间主要是为生产和加工准备所需的刀具。一方面，刀具磨损或破损后，在这里进行重新刃磨;另一方面，刀具预调整或进行组装，也在这里进行。因此，刀具由于预调或刃磨后，刀具的相应信息必然发生改变，而刀具维修人员可以通过刀具数据修改模块，更改刀具库中的刀具信息。

(5)工作地的功能

工作地是生产的直接场所，在刀具管理系统中的的作用主要有以下两个方面：操作者可以查询刀具信息和对借用的刀具予以确认。

刀具管理模块与其它子模块集成在一起，其中车间作业与调度作为MES的核心，通过接受任务，编排计划，下达刀具需求信息，刀具管理中心提供可以使用的刀具信息。刀具管理中心同时与数控程序管理、CAPP、NC加工系统、质量管理等模块建立信息集成，提供刀具的信息，接受反馈信息，在车间构成了一个线路最短的信息闭环回路，使刀具信息畅通、准确、及时。

4 机械加工车间MES刀具管理系统的实现

Web技术和对象技术的日益成熟是先进制造方法与系统的重要基础，对现代制造系统的信息集成和应用程序的发展具有深远的影响。采用Web技术开发Internet/Intranet应用将成为现代制造系统信息集成的新趋势。网络与数据库应用系统从原来的客户/服务器结构转向以交互式Web应用为代表的浏览器/Web服务器/数据服务器三层分布式体系结构或增加相应的应用服务器，使之成为适应多种应用需求的多层网络计算模式——浏览器/web服务器/应用服务器/数据务器，是当前网络与数据库应用系统发展的趋势。采用浏览器/服务器模式开发基于web的MES，其突出优势实际是便于系统地维护和升级，有利于系统的推广。

为了实现基于web的应用，保证数据传输、处理的正确性，系统服务器中的应用程序应该能够访问共享数据库。ASP(Activex Server Page)是Microsoft公司的新一代动态Web开发技术，它是一种Web服务器端脚本环境。通过AsP可以将HTML网页、ASP指令和ActiveX组件结合在一起，建立动态、交互和高效的Web服务器应用程序。ASP文件通过ADO(Activex Data Object，Activex数据对象)可连接包括SQL seHer、Oracle、Access等支持ODBC的数据库。因此，采用ASP和ADO相结合的方法开发基于Web的应用程序，实现与数据库的接口。目前比较流行的数据库管理系统皆为关系型，技术上也相当成熟。可供选择的数据库系统有Oracle，Informix，与SQLServer等。SQL server是Microsoft windows平台上最流行的关系数据库，也是最流行的Web数据库。

它是目前大中型网络常用的数据库管理系统，其新版本以性能优越，价格低廉而拥有越来越多的用户。它是Windows平台上解决复杂商业问题的优选方案，速度快且具有高度的可缩放性;具有很高的可靠性和性价比高，在提供如此强大功能的同时，其价位远低于同类数据库产品。考虑到目前企业操作系统一般为Windows而且考虑到sQL Server的功能完备及简单可靠，故选择SQL Server作为本系统的后台数据库。

　　在制造单元内部建立局域网，配置浏览器、Web服务器、数据库服务器。web承担信息发布和数据通信的任务，以作业和调度为核心。，完成MES所要求的功能，实施与MRP/ERP系统或其他制造单元通信，实现企业的信息集成。

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