CIMS环境下制造自动化信息集成技术PPT课件

1、.1，7.1简介7.2车间控制系统结构7.3车间物流管理7.4灵活制造系统(FMS)信息集成，第7章CIMS环境下制造自动化信息集成技术，2，7.1简介，制造自动化系统是自上而下信息传输的结束，也是自下而上信息收集的来源。车间是制造自动化的核心，制造自动化系统也称为车间制造自动化系统。包括车间控制系统、加工系统、物料存储和运输系统、刀具管理系统等。7.1.1车间控制系统的发展以“MRP:物料清单”为主轴，通过产品的多级分解将产品分解为多个部件，将部件分解为多个部件，根据部件确定原材料，根据交货日期逐个确定每个加工阶段的完成时间，此系统称为推式系统。MRPI、3，7.1简介，JIT:理论上完全没

2、有资源浪费或等待现象，最大限度地消除效率低下的垃圾，根据产品交货日期要求每个分包商、供应商的交货时间。此系统称为池系统。OPT:欧洲人的JIT优化生产控制技术，制造企业的最终目标是获取利润，企业的所有活动都以此为中心。但是，制造的复杂性并不能保证制造系统达到预期的目标。在新的生产模式下，自主决策、相互曹征、相互适应的结构和最佳运营方式，4，7.1.2车间控制系统与CIMS其它子系统的关系、功能关联主要功能：车间工作计划和计划、工具管理、物料管理、制造和经验车间计划需要使用CAD/CAPP/CAM子系统提供的大量工艺信息，包括部件的技术要求、使用的加工方法、使用的设备和工具零件制造过程中要遵循的

3、控制规则，使用的精度检查球由QIS子系统提供。如果在工作计划执行过程中出现机器损坏、刀具破损、工件初车等故障，则必须进行实时计划。在这种情况下，零件的可选加工路径或可替换刀具由CAD/CAPP/CAM系统确定，零件分布式处理意见由QIS确定。5，7.1.2车间控制系统与CIMS的其他子系统之间的关系，车间生产资源管理都与MIS、CAD/CAPP/CAM和QIS子系统有密切的关系。车间生产资源的状态是MIS制定生产计划的基础，除了制定车间内部生产计划外，还要对自己的资源进行检查、评估、车间计划，以了解资源的动态信息，完成资源的动态重新分配。CAPP系统根据车间资源情况开发零件加工工艺。车间规格、

4、检查夹具的可用性取决于QIS的检查计划。车间的制造、检查和质量管理功能的实现也要依靠其他子系统的支持。车间制造所需的工艺领域，代码来自CAD/CAPP/CAM子系统。检验规程或检验代码来自QIS子系统，作为质量管理的基础。6，7.1.2车间控制系统与CIMS其他子系统的关系、车间监控系统确保车间计划的顺利执行，并为MIS、QIS、CAD/CAPP/CAM子系统提供车间实时执行状态，允许根据实际处理情况变更相关计划。车间控制系统的分布是数据库系统和计算机网络系统的支持。数据管理系统确保了车间控制系统中所需信息的一致性、完整性和安全性，网络是数据交互和共享的桥梁。7，7.1.2车间控制系统与CIM

5、S其他子系统之间的关系，信息接触为：静态信息：部件加工过程中基本不变的信息：产品工艺过程、加工过程。动态信息(dynamic information):在部件处理过程中，信息(如车间计划跟踪信息、库存信息、设备和人员状态信息)会发生变更。依资讯来源与去向：输入资讯：外部系统输入给现场管理控制系统的资讯，例如生产工单排程、作业程序及NC代码。输出信息：车间控制系统输出到外部系统的信息，如工作计划完成、库存信息和刀具准备。8，7.2车间控制系统的结构，7.2.1车间控制系统的层次分层控制，准确合理地分解复杂控制系统的控制功能，分为多个阶段，从上层向下层下达命令，向上层反馈命令执行结果，形成一个完整

6、的控制系统特征，分解复杂系统，便于功能的添加、删除、修改、扩展，增加系统的开放性，浪费资源.涵盖9，7.2.1车间控制系统层次结构。配置设备控制器包括各种数字控制机器、加工中心、机器人、坐标测量和、AGV、自动立体仓库等控制器。在车间控制系统中，实时要求最高的上一级连接到每个工作站控制器。直接控制每个设备，将工作站控制器的命令转换为可操作、有序的简单操作。通过传感器监控这些任务的执行情况的工作站控制器指挥和协调车间内一个设备组的活动。根据单位控制器下达的命令，执行各种加工设备、加工过程监控和曹征、加工检查等。10，7.2.1车间控制系统层次结构，单元控制器是车间控制系统中计划和调度功能相结合的

7、重要部分，负责实时分解、调度、分析资源需求，监控每个工作站的任务分配和任务执行情况，在车间控制器中完成任务和报告单元状态车间控制器车间控制系统的顶层，负责开发和协调车间的生产计划和资源优化分配。以最低成本生产车间的最佳产品是车间控制系统和与外部世界交换信息的核心和枢纽，有计划、调度、监控三大功能。11，7.2.1车间控制系统分层结构，计划的主要任务是基于MIS子系统的主生产工作计划和基于CAD/CAPP/CAM的计划，计划的依据是车间生产能力和生产任务的评估和分析。已排程的工作是根据每个生产单位的计划完成，适当调整单位之间的生产工作或资源配置，以确保工厂生产工作按照排程完成。监视主要用于监视每

8、个单元在生产过程中出现的各种异常，并提供调度功能以供决策使用。12，7.2.2车间控制系统开放体系结构，开放功能结构的开放性。车间控制系统徐璐根据不同的生产工作灵活地分割和组合自己的功能，提供多种服务，使车间以最低的成本生产最好的产品，轻松开发新功能，适应不同的生产环境。根据平台软件对硬件系统的开放性软件操作系统接口标准化要求，确保平台软件的可移植性和版本持续性，在平台软件开发中使用通用操作系统和通用开发环境，使平台软件适应新技术开发，接受新设备。平台软件对支持系统开放。平台软件开发必须采用国际标准网络协议，与特定硬件环境隔离，采用开放数据库标准，实现异构网络和数据库互连。集成框架体系结构和功

9、能级别，13，7.2.3车间控制系统可重新配置结构，动态联盟一些具有开发新产品所需的各种技能和专业知识的组织，以及通过联盟共同组成的分阶段联盟。各组织采用Win战略，以联合体的总体优势共同应对市场挑战，共同参与市场竞争。对车间生产管理模型提出了新的要求：车间控制系统必须是可重构的体系结构，以便快速结合成新的联合体，因此不会降低车间的生产能力。车间可以徐璐发挥其他财团最大的优势。新的组织结构和快速、全方位的网络互连方式。14、车间生产计划和任务调度方法生产计划车间生产工作计划时，首先要考虑的问题是确保零件到期。其次，必须考虑单位之间加工工作的平衡。此外，必须考虑车间内生产资源的合理、适当和高效利

10、用。因此，将车间工作分为各个单位的每周工作计划和资源需求计划。在此基础上，制定单位日或班次工作计划和资源供应计划。单位工作计划：属于序列级别工作计划，它不仅确定每天和一半要完成的部件序列数量，还确定部件进入每个单位的优先级、每个部件的加工路径、所需的设备、工具、仪表和夹紧固装置等。制定这个计划，关键问题是如何在保证零部件到期日的同时更好地利用单位内的资源。15、制定工作计划的过程首先要在工作场所安排与下达的工作计划相对应的生产任务。批次的主要原因是单位内加工资源限制(例如受限机器、夹紧固装置、工具等批次)的主要目的是统一有效地利用单位内的各种资源。例如，特定类型的零件具有大量生产数量，即使所有

11、加工机器加工该零件，也不能一次加工，因此必须放置零件。16，由于部件的交付日期不统一，因此必须分批处理部件，以便按计划完成任务。零件放置原则是加工所有零件所需的放置数量最少，所有机床的平均利用率最高。部署后要考虑的问题是，在完成每批生产工作时，要充分利用系统内的各种资源。部署和平衡是非常复杂的约束优化问题。人工智能、专家系统以及多种计算机辅助决策软件在这个领域得到了广泛的应用。17，工作时间表，定义也称为实时时间表，是对生产计划的补充和补充。根据车间实际加工过程中随时发生的故障情况，曹征、修改车间工作计划，确保车间生产顺利进行，零件按期交付。内容包括：加工工件的动态排序，以及系统生产和辅助资源

12、的实时动态分配。18、作业日程表、作业排序方法纵向：一个部件的制造过程由一系列操作组成，每个部件对应一个操作序列。水平：一个设备正在等待多个操作，操作按优先级级别顺序进行，每个设备有一个操作序列。如果发生扰动，必须根据系统的实时状态进行适当调整，将零件更改为加工顺序和工艺路线，并进行新的排序以实现新的平衡。19、任务调度、基于人工智能的车间计划调度系统结构多黑板/多代理黑板：具有控制器和知识源的公共数据区域、知识源可以包括专家系统。放在黑板上的问题可以从知识库中共同解决。代理：同时包含数据和处理机制的自治体，各个系统可以互操作信息，共同解决相同的问题。计划、调度、监控三个黑板体。20，基于人工

13、智能的车间计划调度系统，黑板体计划经常计划紧急计划，21、基于人工智能的黑板体功能调度活动监控黑板体跟踪工件及设备状态处理和反馈收集信息上级黑板反馈系统状态信息统计设备使用。22，基于人工智能的车间计划调度系统，控制结构，23，7.3车间物流管理、仓库、缓存站、传送带、运输车、机器人等构成物流系统，对车间生产效率起着重要作用。如何有效提高车间物流效率是车间生产管理的重要问题。24，7.3.1工件管理和传输控制，车间布局车间布局与物流传输密切相关，随机布局原则：应遵循多台机床在车间内随机排列的原则。25，车间布局，功能布局原则：根据加工设备的功能，按种类组织同类设备。26，车间布局，模块化布局原

14、则：车间由多个功能相似的独立模块组成，在应对紧急任务和事故方面具有明显的优势，也有助于无聊的转移。27，工厂布局，加工单元布局原则：根据分组技术，每个加工单元完成相应类型的产品，物料流更加方便。28、车间布局、加工阶段布局原则：将车间分为准备处理阶段、机械加工阶段、特殊加工阶段等，使物流从车间一端进入，从另一端流出。29，7.3.1工件管理和传输控制，车间传输系统基本上由完成的任务组成。毛坯、原材料从车间外转移到车间内，加工的成品从车间内发运，在车间内的其他部分、设备间移动、人工干预、半自动、30，30，使用大型毛坯、起重机、叉车和其他搬运设备的工件传输工具：叉车、桥式起重机、手推车、传送带、

15、无人驾驶车、机器人7.3.1作业管理和传输控制，工厂物流控制系统管理：对整个物流系统的综合计划、控制控制层：车间生产订单处理、库存生产计划和控制、生产计划和控制、物料清单任务层：物料完成时间转移和空间转移(包括发运、处理、处理、处理、存档)；车间生产计划和控制系统是车间物流系统的最高指挥。刀具计划、刀具计划、刀具监控和刀具信息管理。刀具计划管理功能：刀具订单、刀具准备反馈、刀具供应计划开发工具订单：根据专用刀具制作周期和常规刀具订单周期确定刀具订单周期。根据车间生产计划、工艺领域刀具寿命参数，计算刀具订单周期内生产所需的刀具数。制定刀具订单计划，强制相关职能部门，33，刀具计划管理，刀具准备反馈：确认完成车间生产计划所需的刀具数，确保工作计划所需的刀具满足供应。如果工具数量不符合要求，要及时反馈信息，适当调整计划，使车间生产正常进行。刀具供应计划：根据车间的日常生产工作计划和刀具需求计划(包括刀具数量、刀柄模型和所需机床主轴头类型的匹配、使用刀具的设备名称和模型、刀具供应日期等)，刀具供应计划是刀具分配的基础.34，7.3.2刀具管理、刀具排程现场生产线所需的刀具不存在或使用中，必须从中央刀具储存库紧急输出所需的刀具排程。这包括刀具寿命、生产现场的每个刀具标识、定位等。、35，7.3.2刀具管理、刀具监控，确保生产安全，防止工件报废，以便及时掌握