数字化车间信息系统的探索与实践

　　近日，我和e-works记者刘丽娜到北京兰光创新科技有限公司(以下简称“兰光创新”)与朱铎先总经理进行了深入交流。兰光创新是一家为离散制造企业提供数字化车间信息系统的专业技术公司，在机床联网、机床监控、刀具管理系统、高级排产、MES制造执行系统方面，拥有自己的产品和解决方案。成立十年来，该公司凭借产品技术优势，已在航天、航空、兵器、船舶、机械制造等行业赢得了几百家用户。

　　兰光创新总经理朱铎先介绍，在数控设备普及率较高的离散型机械制造企业，大部分企业数控设备的有效利用率却并不理想。根据相关资料统计，2010年数控设备在日本、欧洲、中国的有效利用率分别是80%、70%、40%，而根据兰光创新对数千台数控设备的自动采集统计结果来看，实际上很多离散制造企业数控设备的真正有效利用率仅在20%-40%之间，远远低于发达国家水平。兰光创新深入分析研究后发现，离散制造企业数控机床利用率不高，除了产品具有品种多、小批量、紧急插单等行业特点造成的原因外，车间信息化应用普及不够也是重要原因，很多企业的数控设备还处于单机工作模式，车间管理工作如计划、派工、物料、刀具、质量、设备等，还处于原始的凭经验、人工干预的方式。

　　鉴于中国企业现状及多年的行业经验，兰光创新在基于欧洲先进产品的基础上，经过多年的自主研发，创造性地为中国离散制造企业量身打造出了数字化车间信息系统，即体现精益生产思想的广义上的MES。兰光数字化车间系统的设计思想密切结合了离散制造企业的特点，以打造数字化工厂的原则，通过基于国际领先的丹麦CIMCO DNC/MDC系统，实现数控设备的机床联网与自动采集，基于德国FAUSER公司的JobDISPO高级排产内核，体现了精益生产的特点，如：高级排产(可精确到每一道工序、每一设备、每一分钟)、看板管理、机床数据自动采集、物料管理、设备管理、工具管理、过程质量管理、决策支持等，全面地涵盖了车间生产管理的方方面面，是一套全模块化、高度集成、全过程透明化、闭环的，体现协同制造、适合离散制造企业的MES系统。系统在对数控设备进行DNC联网的基础上，以图形化高级排产为技术核心，以机床的自动采集形成闭环管理，建成程序编制、物料准备、刀具准备等相关工作的协同制造环境，对生产计划进行管理、拆分、下达，将车间管理、质量检测、库存管理集于一体，达成车间完工及时检验、及时入库、及时反馈。实现生产过程中各个环节的数据信息共享，可以快速响应计划变更、及时追溯产品制造过程信息，做到生产管理的最大化透明，减轻员工工作量，有效提高数控设备的利用率。

　　兰光数字化车间系统由18个模块，四个功能层组成。

　　一、网络管理层

　　网络管理层主要是实现机床的网络通讯、程序管理、程序编辑与仿真、机床监控与数据自动采集四个主要功能。网络管理层是整个车间数字化运行的基础，起着承上启下的作用，属于车间自动化的执行层。主要包括DNC机床联网系统和MDC机床监控与数据采集系统。

　　DNC(分布式数字控制)指的是将若干台数控设备直接连接在一台中央计算机上，由中央计算机负责NC程序的管理和传送。DNC机床联网系统实现了数控设备的网络传输、程序集中管理与程序的编辑仿真，将以前孤立的数控设备转变为企业的一个个信息化节点，是离散制造企业数字化车间建设的第一步。兰光创新引进的丹麦CIMCO DNC是CIMCO的旗舰产品，该公司是世界DNC解决方案的领导者，产品广泛应用于波音、奔驰汽车、宝马汽车等全球上万家客户，总装机量超过40多万机床，是全球装机量最多的DNC系统。兰光创新在引进该产品的基础上做了大量的本地化开发，使之更加适用于中国企业。

　　MDC(制造数据采集)一般称为机床监控，通过先进的软硬件采集技术对数控设备进行实时、自动、客观、准确的数据采集，实现生产数据过程的闭环管理，为MES生产计划进行科学订制、调整提供重要的参考数据，，作为DNC系统的有机延续，MDC是离散制造企业数字化车间的第二步，同时也是MES成功实施的有力保障。

　　二、生产管理层

　　生产管理层涵盖了计划管理、高级排产、作业管理、协同制造平台、现场信息管理、质量管理6个主要模块，是整个生产的指令中心，是MES的核心部分。其中基于德国JobDISPO的高级排产模块是一套基于设备有限生产能力的排产系统，它能够充分考虑到每台设备的加工能力，并根据现场实际情况随时做出调整。系统采用独特的图形化高级排产算法，具有按正排、倒排、精益生产、已开始订单优先等多种排产方式，可最大程度满足离散制造企业复杂的排产要求。

　　三、资源管理层

　　资源管理层主要是对工具(刀具、量具、夹具)、设备、物料、人员及工作日历(工作日、节假日、排班计划)等生产资源的管理。这些资源是以后进行计划、排产、调度等工作的基础，并直接影响生产计划安排。兰光MES系统中的设备管理、物料管理、工具管理等模块，以协同制造为指导思想解决了企业在生产资源管理方面的需求。高级排产计算出的生产任务安排通过“协同制造平台”这个信息枢纽，向各生产资源管理模块发布相关生产准备信息，同时各生产准备的进度也及时反馈给调度人员。通过对生产资源的有效管理，充分利用网络资源与数据库技术，将与生产资源相关的所有部门紧密地联系在一起，实现车间生产资源的全面、系统、规范的管理。

　　四、决策支持与系统集成层

　　数字化车间作为一套复杂的管理系统，除了内部运行的庞大数据以外，还具有外围展现功能。兰光数字化车间的决策支持功能是通过数据挖掘为生产管理人员、计划、调度、编程、设备、库房、质量、操作工等各类人员提供丰富的报表、饼图、柱图等分析报告;系统集成功能是与ERP等其他系统的集成;各类输入输出功能包括条码扫描枪、手持终端、LED、液晶电视、触摸屏等接口的输入输出;以及3D虚拟车间等可视化管理功能。

　　朱总透露，兰光数字化车间系统已有首都航天机械厂、陕柴重工有限公司、山西北方惠丰机电有限公司、河南平原光电有限公司等数十家成功应用案例，涉及航空航天、兵器、船舶、电子、机械制造等行业。未来，兰光创新还将通过开拓英国市场等途径，走软件产品国际化之路。

　　与兰光创新朱铎先总经理的合影 

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