[00897931]NUST-SPMS准柔性集成制造系统

21世纪的制造企业将面临全球市场竞争，企业上层生产计划管理受市场影响越来越大，车间生产管理技术是提高计划的实时性和灵活性，同时又能改善生产系统的运行效率的关键技术。以MES为核心的准柔性集成制造系统是由南京理工大学CIMS研究所在“九五”国防预研项目基础上开发完成并成功转向民用的一项先进制造技术。该系统实现了CAD/CAPP/CAM一体化设计、加工和管理控制，它通过网络和信息的集成来解决企业生产中所遇到的能力瓶颈问题，从而提高企业对市场反应的响应能力和竞争力。该项目处于国内先进水平，拥有自主知识产权。NUST-SPMS特点：NUST－AML远程控制系统具有以下的特点：1、开放的体系结构，灵活的功能变化。随着新技术的发展，系统具有可扩展性和可裁剪性，易于增加和更新系统的功能，系统的配置具有良好的通用性、兼容性、可移植性和互操作性。系统设计采用先进的配置和技术，注重各单项技术之间的协调，具有整体优势。系统支持多操作系统(Windows 98/NT 4.0/2000)，适应数据精度、加工中心数量的变化、任务处理方式的变化。2、系统数据安全，性能稳定可靠。为了保证系统的安全保密性，对系统用户进行权限管理，以不同的身份登录系统将拥有不同的操作权限，从而实现对系统数据的访问控制。系统能够稳定可靠地连续运行，长期保持低故障率。一旦发生故障，具有有效的应急措施和快速恢复运行的功能。3、系统功能模块化，实用性强。该系统从企业的实际情况以及产品设计和生产任务的需求出发进行规划设计，针对性强，能够真正解决车间生产的瓶颈问题，尽快收到实效。4、系统实施循序渐进，新旧系统平稳过渡。在系统方案设计开始就考虑了系统技术实施时渐进式逐步发展的性能，能够很好地实现企业新旧系统的平稳过渡，系统的实施不会造成生产的下降和停顿，做到从局部到全面、从单元到系统有条不紊地、有效地实现全面集成。NUST-SPMS主要功能：以MES为核心的准柔性集成制造系统从功能上包括工程设计系统(EDS，Engineering Design System)、车间生产管理系统(SPMS，Shop Production Management System)和制造集成系统(FIS，Fabrication Integrated System)三个分系统，其中工程设计分系统包括以PDM为核心的CAX子系统、夹具设计管理子系统(FDMS，Fixture Design and Management System)和NC程序管理子系统(NPMS，NC Program Management System)，制造集成分系统又包括单元控制子系统(CCS，Cell Control Subsystem)和数控机床远程控制子系统(DNCS，Distributed Numerical Control System)。1、工程设计分系统EDS工程设计分系统针对企业生产需求，在企业产品和开发研究计划的控制下，在计算机网络和数据库技术支持下，根据企业生产计划，以PDM为核心，采用计算机辅助技术，完成产品结构设计、零件的工程设计、工艺和工装设计以及数控加工的自动编程，并利用NC程序管理子系统实现对所有NC程序的有效管理，从而实现从CAD到CAPP、CAM的一体化过程，实现材料、工艺规程、工装等信息集成，并实现与FIS、SPMS分系统的信息共享。工程设计分系统中FDMS是进行夹具设计和对夹具的图文档信息和组建结构进行管理的信息管理工具；NPMS根据零件的加工工艺，实现对NC程序的分类、保存和管理，并具有一定的程序编辑功能。2、车间生产管理分系统SPMS：车间生产管理分系统SPMS主要实现以MES为核心的车间生产管理功能，其设计总目标是能够接受来自厂级的车间生产计划，正确地制定车间的生产准备计划、生产资源需求计划和单元生产计划并及时下达到生产准备和生产加工单元，保证车间生产任务的正确执行，对车间的相关资源实现信息化管理，从而缩短生产周期，压缩车间在制，提高整个生产车间的管理水平。主要包括生产计划、任务跟踪、生产统计、资源管理、车间制造数据管理、质量管理和文档管理等。3、制造集成分系统FIS：制造集成分系统FIS是数字化制造车间管理系统的基础，它直接影响到该系统的功能实现以及投资和效益。FIS通过CCS及DNCS实现对车间任务的调度和控制，并通过各功能模块及产品数据库、单元数据库与EDS和SPMS进行信息传递和交换。CCS负责管理加工中心机床的任务、刀具信息和NC程序的下载。当某项新任务被系统接受后，可以对任务进行分批，按照符合平衡原则将任务分派到机床，从EDS获取机床加工任务需要的NC程序下载到计算机上，并实现刀具信息的跟踪管理，任务完工后将加工信息返回到SPMS。同时系统还提供多项查询功能，例如：查询完工任务、查询在制任务、刀具规格查询、刀具流水号查询、刀柄信息查询等；以及报表打印输出功能，例如：加工任务表、刀具准备表和工序刀具清单表。DNCS通过网络连接所有分散布局的数控机床实现远程控制。在NUST-AML机床远程控制软件的支持下，操作人员通过简单的指令，可以查询NC程序并自动实现由计算机向所有的数控机床下传NC程序，或者由机床向计算机上传NC程序，传输距离不受限制。计算机屏幕上实时反映了每台机床的联网状态和程序传送状态，从而使车间管理人员对整个生产系统的当前运行情况一目了然。在准柔性制造系统中，PMIS、FDMS、NPMS、CCS和DNCS可以是独立的，又可以是集成的。它们通过开放的体系结构进行组合以满足不同企业的应用需求。与其它同类系统相比，该系统具有投资少，建设周期短，系统集成度高，运行可靠稳定等特点，在国内处于领先水平。NUST-SPMS作用：国内许多制造企业信息化进程还处于较落后阶段。准柔性集成制造系统通过有效集成企业范围内的产品设计、工艺规划、加工制造和经营管理各个环节，实现了从产品设计、工艺规划、加工制造、资源管理的产品全生命周期过程控制，提高了企业从产品设计、制造到经营管理等信息流通速度，缩短产品开发周期，提高产品制造质量，增强企业竞争能力，是企业实施信息化工程的重要技术保障。为了保证系统的实用性，该系统充分考虑了系统的运行环境，包括各种应用软件、系统网络、企业资源等，因而，完成的准柔性集成制造系统具有可靠性、开放性、先进性、灵活性等特性，开放性保证了系统能够随企业应用需求的增长而不断拓展；先进性体现在系统内各应用子系统的无缝集成，保证企业信息的快速流通。通过该系统的实施应用，企业不仅能大大提高现有生产能力，增加经济效益，而且还能促进企业的持续发展。NUST-SPMS运行环境：硬件平台：PIV，内存128M以上；操作系统：Windows NT 4.0 / Windows 2000及以上；数据库管理系统：Oracle / SQL Server；系统软件：NUST-SPMS；系统应用：这些系统已经在多个企业内得到成功应用。应用实践表明该系统能够满足不同制造企业的信息集成需求，并能明显地提高企业的生产效率，从而极大地为企业创造社会和经济价值。(1)2002年，准柔性集成制造系统在河南平原光电有限公司实施，2002年12月通过项目验收，2004年又进行了功能扩展。该公司采用了准柔性制造系统的所有模块，实现了从设计到生产的全过程管理和控制。该公司对系统实施所带来的经济效益和社会效益非常满意。(2)2002年，扬州恒星精密机械有限公司的“扬州恒星集团企业信息工程”，实施了DNCS和PMIS信息管理，车间层共有17台加工中心实现了底层联网和DNC控制(后又扩展到27台)，生产管理系统采用先进的B/S结构，集成了企业内的办公、设计、生产、财务等日常企业信息管理。(3)铜陵三佳电子集团于2003年初应用了DNCS子系统，并在此基础上成功实现了CAD/CAPP/CAM的应用集成。