張自強(qiáng)，北京數(shù)碼大方科技有限公司開發(fā)部副總經(jīng)理，15年制造業(yè)CAD/CAM/ERP/MES產(chǎn)品設(shè)計(jì)和企業(yè)咨詢工作經(jīng)歷，高級工程師，工學(xué)碩士。

    張自強(qiáng)：各位來賓大家好，非常感謝主辦方給我這個(gè)機(jī)會給大家做交流，今天我講一些比較具體的東西，就是從DNC走向MES發(fā)展的軌跡。

    一、北京數(shù)碼大方科技有限公司簡介

    CAXA在CAD/PLM市場已經(jīng)18年了，公司已經(jīng)有600、700名員工，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAD、CAPP、CAM、DNC、PDM、MES等PLM軟件產(chǎn)品和解決方案；在全國建立了35個(gè)營銷和服務(wù)中心，300多家代理經(jīng)銷商、600多個(gè)教育培訓(xùn)中心，和多層次合作伙伴足球的技術(shù)服務(wù)體系；截至2009年已累計(jì)銷售正版軟件超過30萬套，擁有超過2.5萬家企業(yè)用戶，感謝大家的支持。   

    CAXA品牌的認(rèn)知度也比較高，用戶遍布軍工、裝備制造、汽車制造等行業(yè)。

    二、DNC 產(chǎn)品的發(fā)展歷程

    現(xiàn)在我們回顧一下CAXA—DNC產(chǎn)品的發(fā)展歷程，從數(shù)控機(jī)床的通訊到網(wǎng)絡(luò)化的分布式數(shù)控系統(tǒng)。早期的時(shí)候數(shù)控機(jī)床還不具備聯(lián)網(wǎng)的條件，主要的方法就是通過這種多串口卡實(shí)現(xiàn)通訊。到了2000年以后，有些數(shù)控機(jī)床具備了直接聯(lián)網(wǎng)能力，可以通過建立車間局域網(wǎng)連接到服務(wù)器。另外，無線技術(shù)也得到了很多應(yīng)用。目前，許多企業(yè)在車間使用大量數(shù)控機(jī)床，并且車間網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非常成熟，特別是隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的提高，可以把很多的機(jī)床實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，加工現(xiàn)場的工藝參數(shù)，刀具參數(shù)等通過網(wǎng)絡(luò)傳遞，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)采集技術(shù)，這是一個(gè)大概的發(fā)展過程。

    三、DNC 向 MES 功能的過渡和發(fā)展

    1）從簡單的工具產(chǎn)品到精細(xì)化生產(chǎn)的輔助手段

    --數(shù)控程序的下載與上傳

    --數(shù)控程序的存儲與管理

    --數(shù)控程序的流程定義與規(guī)范

    --刀具參數(shù)的存儲與下載

    --數(shù)控機(jī)床采集、監(jiān)控和分析報(bào)告

    --生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和分析報(bào)告

    --工裝、夾具的管理

    --物料的傳送、中轉(zhuǎn)、存儲的管理

    前四點(diǎn)是傳統(tǒng)DNC具備的功能，后四個(gè)是延伸的DNC產(chǎn)品功能，這也是MES需要的基礎(chǔ)。

    2）DNC為MES提供實(shí)時(shí)收集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的能力

    比如，可以通過DNC實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)數(shù)控機(jī)床加工狀況，對機(jī)床狀態(tài)以不同顏色區(qū)分，并且可以查看詳細(xì)的狀態(tài)，檢測到每個(gè)機(jī)床目前加工情況，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以通過對加工歷史數(shù)據(jù)的采集，為企業(yè)提供分析數(shù)據(jù)。

    這是一個(gè)機(jī)床在一周內(nèi)開機(jī)、關(guān)機(jī)、等待、故障的歷史記錄，為企業(yè)進(jìn)行詳細(xì)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

    3）DNC為MES提供實(shí)時(shí)分析生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的能力

    有了數(shù)據(jù)采集能力后，企業(yè)需要對生產(chǎn)過程，生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，舉例來說，在設(shè)備行業(yè)比較常見的OAE指標(biāo)，是要考核一個(gè)設(shè)備在生產(chǎn)過程中的利用效果，包括三個(gè)指標(biāo)，從這三個(gè)指標(biāo)得到一個(gè)總的結(jié)果，就是OAE。如圖示，通過前面的機(jī)床采集數(shù)據(jù)以后，可以詳細(xì)計(jì)算每一臺設(shè)備不同的班次或天數(shù)內(nèi)，開機(jī)率和利用率是多少？將結(jié)果通過不同的圖表方式展示出來，能方便企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)關(guān)注某設(shè)備真正利用和創(chuàng)造的價(jià)值是多少，以及分析這個(gè)設(shè)備使用率比較低的原因是什么。

    4）DNC為MES提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的能力

    除了對自動(dòng)加工設(shè)備的數(shù)據(jù)采集以外，還可以利用條碼、RFID、IC卡等手段，人工輔助采集如下數(shù)據(jù)：

    --操作者或員工卡號

    --在加工的工單編號

    --在加工的工序編號

    --加工的工件數(shù)量

    --加工的合格數(shù)量

    --問題或故障原因

    5）DNC為MES提供全方位的數(shù)據(jù)采集能力

    圖示為DNC擴(kuò)展的數(shù)據(jù)采集能力，除了數(shù)控機(jī)床以及通過和數(shù)控系統(tǒng)之間的接口進(jìn)行通訊以外，企業(yè)還有一些輔助的信號來源，比如信號燈或者傳統(tǒng)的開關(guān)信號等等，這些技術(shù)可以通過一種遠(yuǎn)程的設(shè)備，或者說通過PLC設(shè)備，通過OPC技術(shù)，獲取數(shù)據(jù)，再傳到數(shù)據(jù)采集終端，這樣就比較方便企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的操作。

    6）為MES提供面向車間的管理功能：車間計(jì)劃與排產(chǎn)

    企業(yè)不僅關(guān)注數(shù)據(jù)的采集和獲取，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，車間的管理功能，車間計(jì)劃、排產(chǎn)等，對企業(yè)來說也非常重要。有些企業(yè)想上計(jì)劃排產(chǎn)軟件，根據(jù)我們實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)建議企業(yè)找一些專業(yè)的廠家來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@是一個(gè)很專業(yè)的領(lǐng)域，企業(yè)如果想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排產(chǎn)，需要考慮很多因素，但是通過MES數(shù)據(jù)采集模塊提供了很多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，再由專業(yè)廠家的分析算法來做，能方便企業(yè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

   7）為MES提供面向車間的管理功能：物料追蹤與庫存

    --單件和批次物料跟蹤記錄

    --物料庫存的管理

    --物料位置的紀(jì)錄

    --根據(jù)物料批次或單件編號的追溯

    --車間文檔的記錄和查詢、打印

    --條碼編碼和打印

    8）為MES提供面向車間的管理功能：設(shè)備維護(hù)

    機(jī)械行業(yè)還比較關(guān)注設(shè)備維護(hù)的需求。在有了一些數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)以后，設(shè)備維護(hù)可以做的比較實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確，可以用不同的狀態(tài)顯示現(xiàn)在設(shè)備的維護(hù)狀態(tài)，比如紅色表示設(shè)備不具備加工能力，需要維修，綠色表示設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，黃色是按照維修保養(yǎng)周期計(jì)劃設(shè)備到了保養(yǎng)期，提醒維護(hù)人員按計(jì)劃對設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的保養(yǎng)，這是比較常用的一些功能。

    9）平臺化可配置的下一代MES產(chǎn)品

    CAXA根據(jù)企業(yè)的需要和發(fā)展，和美國一家MES廠商WonderWare聯(lián)合做了面向機(jī)械行業(yè)的MES平臺，提供一個(gè)系統(tǒng)平臺。

    平臺化的MES是位于上層計(jì)劃管理和底層工藝設(shè)備控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng)：

    --系統(tǒng)平臺提供工廠模型和生產(chǎn)模型的建模功能

    --系統(tǒng)平臺提供廣泛的設(shè)備接口、工藝數(shù)據(jù)庫和安全模型

    --系統(tǒng)平臺為應(yīng)用模塊提供數(shù)據(jù)存儲和共享

    --系統(tǒng)平臺提供對象模板和遠(yuǎn)程部署，方便擴(kuò)展和復(fù)用

    四、面向機(jī)械行業(yè)的MES解決方案案例

    1）面向裝備制造業(yè)的案例

    CAXA目前實(shí)施的比較多的是軍工和裝備制造企業(yè)，主要是這些企業(yè)對數(shù)控機(jī)床的需求越來越大，有的企業(yè)甚至達(dá)到三百臺，企業(yè)投資非常大，達(dá)到幾百萬甚至上千萬，企業(yè)非常關(guān)心這些機(jī)床使用的效率如何，利用的情況到底是怎樣的，到底發(fā)揮了怎樣的效果。圖示是每一個(gè)廠區(qū)實(shí)施監(jiān)控的界面，這樣可以看到現(xiàn)在設(shè)備目前的狀況，生產(chǎn)狀況每天打開一目了然。

    另外，還有對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，設(shè)備昨天，前天的加工情況，加工過程，每個(gè)時(shí)間段在干什么，每天幾點(diǎn)、幾分，幾秒開始加工，程序什么時(shí)候結(jié)束，如果出現(xiàn)報(bào)警，報(bào)警原因是什么，等等情況都有一個(gè)詳細(xì)的歷史記錄以便于企業(yè)對設(shè)備使用效果進(jìn)行追溯。另外，對每臺設(shè)備的參數(shù)可以進(jìn)行分析，便于領(lǐng)導(dǎo)對車間現(xiàn)場績效進(jìn)行考核。除此之外，數(shù)據(jù)采集方式也有很多種。

    2）面向通用機(jī)械制造業(yè)的案例

    通用機(jī)械制造行業(yè)特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度比較高，以單元形式組織生產(chǎn)的，機(jī)加工一個(gè)單元可能有10臺、8臺的設(shè)備，完成幾類零件的加工，另外還有裝配單元進(jìn)行機(jī)械零件的裝配形成最終產(chǎn)品。在這種企業(yè)，數(shù)據(jù)獲取情況有：每個(gè)機(jī)加工單元有一個(gè)終端，來接收生產(chǎn)作業(yè)的指令，另外在這個(gè)終端上去做一些條碼或者IC卡進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，通過機(jī)床本身控制系統(tǒng)可以采集到機(jī)床的信息，對裝配單元采用PLC技術(shù)，結(jié)合傳感器，來采集，反饋。另外還有一個(gè)大屏幕顯示每一個(gè)作業(yè)單位完成的情況，如果與計(jì)劃偏差比較大，屏幕上會有顏色顯示出來提醒現(xiàn)場查找問題。大屏幕還可以顯示零件目前在車間所處的位置，批次號數(shù)量等。

    另外還可以對績效進(jìn)行分析，可以統(tǒng)計(jì)出來設(shè)備當(dāng)時(shí)已經(jīng)完成的比率，已經(jīng)完成了計(jì)劃的多少等，總之，提供了數(shù)據(jù)后，可以從中挖掘出很多的信息。

    以上是對CAXA產(chǎn)品做的簡單的介紹，謝謝！