[發明專利]面向中小企業離散制造車間的數據采集終端

有效

• 申請號: 201710367953.5
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107168256B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 胡戰虎;王志平;鄒兵;茅云壽;汪暾;張立平;吳寶健;魯遙遙
• 申請（專利權）人: 廣東省智能制造研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 廣州君咨知識產權代理有限公司 44437
• 代理人: 江超

本發明公開了面向中小企業離散制造車間的數據采集終端，包括微處理器、電平轉換電路、開關量輸入輸出電路、網絡通訊模塊和觸摸屏；所述的微處理器還設有串口模塊和存儲單元模塊，通過串口模塊與電平轉換電路連接，通過通用輸入/輸出接口與開關量輸入輸出電路連接，通過網絡通訊模塊對外進行有線/無線通訊，通過LED接口與觸摸屏連接。將離散的員工信息、產品信息在時間維度、數量、品種、設備運行狀態等各種信息在微處理器中進行比對、處理、存儲和進一步分析工作效率等。同時上位機可以通過網絡通訊模塊對微處理器中的存儲信息進行查詢，而微處理器也實時將每一臺生產設備的開關情況通過不同的指示燈直觀顯示，對設備的信息化進行有效改進。

技術領域

本發明涉及一種數據采集設備，尤其涉及一種面向中小企業離散制造車間的數據采集終端。

背景技術

如圖1所示，企業的信息集成三層體系包括ERP層、MES層和PCS層。隨著人們對商品的需求日趨多樣化和生產成本的不斷上升，中小型企業的競爭越來越激烈，實施企業信息化戰略勢在必行。MES系統是企業信息化解決方案中的關鍵元素，但是目前生產現場數據采集系統所面臨的缺陷，特別是數據采集終端已無法滿足當前企業的發展要求，企業的生產模式正在由傳統的以企業為主導、客戶被動接受產品的狀態，逐漸演變為以滿足客戶需求為動力的大規模定制形式。而國內現有的針對中小型企業離散制造車間的MES數據采集終端大多是由高校等科研單位開發的常規控制器。這些控制器一般局限于MES單一功能或部分功能，多數只為解決生產中某個特定領域出現的問題，普遍存在價格成本偏高、人機交互性差、數據采集不及時、可維護性和穩定性有待提高等不足。

縱觀我國的離散制造業信息化應用現狀，建設重點普遍放在ERP系統和PCS系統兩個方面。現場的過程控制系統PCS主要采用自動化生產設備、自動化檢測儀器、自動化物流搬運儲存設備等解決具體生產過程的單個生產工序的瓶頸，實現生產現場的自動化控制；ERP系統用于整合企業現有的生產資源和編制生產計劃，通過對企業的資源進行規劃，優化企業的資源配置和管理為企業帶來了經濟效益。但是，這些系統不能夠將企業資源計劃和制造單元的生產有效連接起來，導致ERP不能及時獲得PCS的數據，使得ERP制定的生產計劃與實際情況存在偏差，同時PCS也不能及時獲得ERP下達的指令來調整生產狀態，從而使得離散制造企業生產管理的自動化和信息化建設受到嚴重的影響。

離散制造是指：由車間工人通過機械的手段或方法，將產品所需要的各個零部件經過加工、組合和裝配而成的過程。離散制造的生產過程通常被拆分成很多加工任務來完成，每項任務僅占用企業的一小部分系統資源，工件從一個工作中心轉移到另外一個工作中心進行不同類型的工序加工。離散制造具有多個方面的屬性，在產品形態方面，離散制造的產品相對較為復雜，它由多個零部件構成，具有比較固定的產品結構框架和零部件配套關系。在產品種類方面，離散制造企業在多品種變批量的生產模式下生產出來的系列產品相關性并不明確，這就要求企業的存儲物料必須具有多樣性。在加工過程方面，離散制造企業生產過程是由多個加工子過程串聯或并聯組成的復雜過程，這一過程中涉及更多的變化性和不確定性。從這個意義上來說，離散制造型企業的過程控制更為復雜和多變。離散制造企業的產能不同于流程制造企業那樣主要由設備產能來決定，而是主要以加工要素的配置合理性來決定，且離散制造系統有眾多要素。因此，同樣規模和硬件設施的不同離散制造企業因其配置要素的差異導致的結果可能有天壤之別。

目前中小企業離散制造車間的數據采集方式主要還是以手工抄寫的方式為主，或者結合條形碼等半自動采集技術對生產信息進行采集；生產作業指令的下達一般采用派工單的方式來組織生產人員進行生產；過程控制也主要依賴工序卡在車間各個工序之間流轉；對于投入工作現場的數據采集設備軟、硬件的集成研究較少。這些狀況容易直接導致以下幾個問題：

①缺乏高效和異構的數據采集方法