智能制造中的车间互联互通技术研究

智能制造中的车间互联互通技术研究

符合国际形势近年来，随着中国船舶制造业的发展，对海洋和污水工程重要设备的需求也越来越普遍。传统的公司发展模式无法满足国家强大战略的需求。因此，海洋和污水工程设备的制造不仅需要技术和质量，还需要丰富的技术和质量，以满足当前船舶行业的多样性和更高的业务指标。智能制造是未来制造业发展的方向，我国为实施制造强国战略，国务院发布了“中国制造2025”，将智能制造作为我国制造业转型升级的方向船舶工业是为水上交通、海洋资源开发及国防建设提供技术装备的现代综合性和战略性产业，是国家发展高端装备制造业的重要组成部分，是国家实施海洋强国战略的基础和重要支撑。为此，《中国制造2025》把海洋工程装备和高技术船舶作为十大重点发展领域之一加快推进，明确了今后10年的发展重点和目标，为我国海洋工程装备和高技术船舶发展指明了方向本文主要对以构成船舶动力及推进系统的船用柴油机、船用发电机和船用调距桨等典型机电产品为代表的船用机电设备智能制造车间互联互通的技术架构进行研究。1搭建接枝机，提高装配效率船用机电设备属于高技术船舶与海洋工程装备，以构成船舶动力及推进系统的船用柴油机、船用发电机和船用调距桨等典型机电产品为代表，其制造工艺复杂。制约船用机电设备智能制造的因素有以下几点：1）生产模式：船用机电设备具有多品种、小批量、系列化的特点，需根据客户进行定制化生产。2）生产组织方式：加工：与大批量汽车零部件自动流水生产线不同，船用机电设备制造使用非标设备较多，因此相应的非标准工艺设备也较多。生产线主要以柔性生产线FMS为主，一个柔性生产线需包括十几个以上的类似零部件的生产。大型零部件则无法建立柔性生产线。仓储：船用机电设备原材料，由于品种多、批量小，不易于管理。物流：船用机电设备具有较大尺寸和较重的质量，上下料必须用吊车或大型平板车。装配：为提高装配效率，一般分为部件装配与整机装配，在不同区域操作。部件装配后运至整机装配待装区域，开始整机装配。而船用机电设备装配，手工劳动占比很大，装配效率很低。试验：船用机电设备装配完成后需进行长时间性能试验，以确保满足设计要求。3）质量控制方式：多品种、小批量、系列化生产特点的船用机电设备不适用常规SPC控制方式。综上可以看出，船用机电设备制造业属于典型的离散制造模式，要实现船用电机智能制造车间互联互通，不仅需提高其数字化应用基础，同时也需根据其生产模式进行相应数字化的建设2制造车间互联互通的问题对船用机电设备智能制造车间互联互通技术架构进行研究，旨在解决企业在建设船用机电设备智能制造车间过程中网络互联互通、设备互联互通、信息交互等问题。通过对船用机电设备智能制造车间互联互通业务架构、网络架构、信息交互进行研究，明确了车间互联互通业务内容、网络传输形式、信息交互类型及要求，为企业实现船用机电设备智能制造车间互联互通的规划与建设提供依据2.1生产、管理、质量、设备船用机电设备智能制造车间互联互通业务架构如图1所示，分为执行层和基础层。管理层不在车间互联互通范围内。基础层包括船用发电机数字化生产过程中所需的加工设备、装配设备、物流设备、用户终端、物料等；设备大部分采用数字化设备，可自动进行数据的采集与显示或指令执行；物料是指生产过程中所用到的原材料等。执行层主要包括生产管理、资源管理、设备管理、质量管理。其中生产管理包括车间作业计划、生产监控、基础数据维护、工艺附图管理等；资源管理包括工装管理、刀具管理等；设备管理包括设备台账、设备状态等；质量管理包括不合品登记、产品交验、检验台账、可追溯管理等。船用机电设备智能制造车间互联互通交互信息包含计划信息、工艺信息、资源信息、进度信息、质量信息、设备信息等，对车间执行层与基础层信息进行交互，实现车间制造过程的数字化、精益化及可视化。2.2无线传感及数据传输船用机电设备智能制造车间应能通过网络将车间现场设备与MES系统连接起来，构建船用机电设备智能制造车间网络架构。该网络架构主要包括现场设备（加工设备、装配设备、物流设备等）、PLC控制器、手持终端、无线传感、DNC/MDC、用户终端、MES系统服务器等，如图2所示。智能制造车间网络环境的搭建是船用机电设备智能制造车间互联互通的基础，通过网线和网络设备将分布于不同生产环境的各系统和数控、装配等设备连接起来，打破原有业务流程和过程控制流程相脱节形成“信息孤岛”的局面，由此数据信息才能从底层设备贯穿至上层决策系统。网络环境的搭建不仅关系到智能车间数据通信的效率，也会影响到制造执行系统对车间排产任务的下达。船用机电设备智能制造车间网络传输要求如表1、表2所示：2.3信息的互动要求2.3.1交互信息分类船用机电设备智能制造车间互联互通信息包括车间制造过程中需要交互的相关信息类型：1）执行层向基础层传递信息应包括：计划信息、工艺信息、资源信息等。2）基础层向执行层传递信息应包括：进度信息、质量信息、设备信息等。2.3.2控制器、显示、记录信息应能够被收集、分类、整理、过滤、剔除、合并等，应能在工控系统上进行控制、显示、记录等操作，并可上传至执行层。信息采集流程如图3所示。3通过技术服务互联互通，实现传统制造业与创客国的有机融合