隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)自動采集技術(shù)的飛速發(fā)展，以及它們在汽車等多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人類社會所擁有的數(shù)據(jù)正成前所未有的“GB→TB→PB→EB→ZB→YB→DB→NB”跳躍級爆炸式增長。唯有采用一些支撐云環(huán)境的相關(guān)技術(shù)和數(shù)據(jù)立方等云處理軟件，才能從這些海量數(shù)據(jù)中挖掘出有用信息并被快捷高效處理、釋放出數(shù)據(jù)價值并被獲知彼此間關(guān)聯(lián)關(guān)系，才能推動和實現(xiàn)數(shù)據(jù)、技術(shù)、業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)四要素的互動創(chuàng)新與持續(xù)優(yōu)化。也只有這樣，汽車等產(chǎn)業(yè)才能實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展、智能發(fā)展和綠色發(fā)展，保持與其發(fā)展戰(zhàn)略相匹配的可持續(xù)競爭力，并不斷滿足用戶日益增長的汽車個性化定制需求[1-3]。為此，公司擬建設(shè)一條橋殼柔性化生產(chǎn)線，其空間布局如圖1所示。該生產(chǎn)線可滿足兩個以上品種/規(guī)格的共線生產(chǎn)，兼容MCY、MCA、MCP系列橋殼總成的加工和檢測，解決工藝分散難題，提升橋殼加工質(zhì)量。為順應(yīng)汽車行業(yè)智能化發(fā)展趨勢，“基于MES對接的工業(yè)現(xiàn)場海量數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)”應(yīng)運而生。

“基于MES對接的工業(yè)現(xiàn)場海量數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)”主要創(chuàng)新點有工業(yè)現(xiàn)場可視化，網(wǎng)絡(luò)化車間管控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集分析管理軟件，自動化物流、調(diào)度及監(jiān)控系統(tǒng)，工控機(jī)、CNC系統(tǒng)與PLC間數(shù)據(jù)互聯(lián)互通等。

3.1 工業(yè)現(xiàn)場可視化

將機(jī)床狀態(tài)、產(chǎn)品尺寸、物料投入/產(chǎn)出、刀具壽命和工裝夾具流轉(zhuǎn)等多變信息，以數(shù)字化電信號的形式迅捷地實時傳遞至管理后臺，設(shè)備運轉(zhuǎn)、產(chǎn)品控制和器具調(diào)轉(zhuǎn)均會圖形化直觀呈現(xiàn)于管理者面前。以太網(wǎng)線和Focas動態(tài)鏈接庫提取/上傳FANUC機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、X/Y/Z移動速率、負(fù)載率等；機(jī)外在線測量機(jī)逐件全項檢測沖壓橋殼的切削尺寸，自動修調(diào)CNC機(jī)床的刀具補(bǔ)償參數(shù)并有效控制下一件產(chǎn)品尺寸；RFID動態(tài)定位工裝夾具的流轉(zhuǎn)信息，讀寫器及時反饋其在用/離機(jī)狀態(tài)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化車間管控系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)化車間管控系統(tǒng)可實時采集運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)庫搭建，被采集的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和報表生成。車間所有入網(wǎng)機(jī)床的運行臺時數(shù)、故障報警均以管控系統(tǒng)為媒介上傳至公司設(shè)備管理系統(tǒng)，為設(shè)備管理指標(biāo)分析提供有效數(shù)據(jù)。完工產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù)先是經(jīng)由機(jī)外在線測量機(jī)提取，匯入管控系統(tǒng)內(nèi)，形成刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)后，反饋至CNC機(jī)床以調(diào)整進(jìn)刀參數(shù)。上線、完工及不良品的數(shù)量經(jīng)過標(biāo)記刻打和條碼識別后，實時匯入車間管控系統(tǒng)，并上傳至JMES，供生產(chǎn)部門做出物料供應(yīng)和產(chǎn)品調(diào)配決策。

3.3 數(shù)據(jù)采集分析管理軟件

數(shù)據(jù)采集分析管理軟件主要涉及產(chǎn)量統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)控和生產(chǎn)工件在線測量結(jié)果保存，并根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行自動刀具補(bǔ)償、生產(chǎn)工件的上下線時間及工序等數(shù)據(jù)存儲。管理軟件的導(dǎo)航欄包含主頁面、能效分析、系統(tǒng)設(shè)置、手動測量、手動復(fù)檢和手動完工。

3.4 自動化物流、調(diào)度及監(jiān)控系統(tǒng)

建立橋殼生產(chǎn)線仿真模型，給出物流系統(tǒng)的優(yōu)化方案。根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的物流規(guī)劃及生產(chǎn)線的設(shè)備布局，在Flexsim軟件中建立生產(chǎn)線的仿真模型，然后將預(yù)先設(shè)計的工藝流程與參數(shù)輸入到仿真模型中。通過仿真可驗證生產(chǎn)線布局是否合理，是否存在阻滯現(xiàn)象或閑置問題，預(yù)先發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍與物流系統(tǒng)的配合是否高效。一旦出現(xiàn)問題，則提前進(jìn)行修正，優(yōu)化設(shè)計，提高生產(chǎn)效率，降低直接組線風(fēng)險。

3.5 工控機(jī)、CNC系統(tǒng)與PLC間數(shù)據(jù)互聯(lián)互通

通過設(shè)計連接以太網(wǎng)與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口卡，將機(jī)床的工作狀態(tài)、故障參數(shù)等信息傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)，現(xiàn)場設(shè)立兩臺工控機(jī)顯示相關(guān)信息，并經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接至公司管控服務(wù)器中。如此，產(chǎn)品各工序可實現(xiàn)車間過程控制的自動化、數(shù)字化和無人化，使得現(xiàn)場各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)被適時準(zhǔn)確地采集并聯(lián)網(wǎng)共享。工控機(jī)內(nèi)置網(wǎng)卡A和B，網(wǎng)卡A對應(yīng)的IP1為公司管控服務(wù)器的一個節(jié)點，采集的數(shù)據(jù)可實時上傳并接收指令；網(wǎng)卡B對應(yīng)的IP2為現(xiàn)場局域網(wǎng)的一個節(jié)點，經(jīng)千兆交換機(jī)連接機(jī)器人、CNC機(jī)床、測量機(jī)和讀碼器等裝備。

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