[發(fā)明專利]一種面向模具制造的MES系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011524708.9
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112767188A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐林林;鄭坤;王犇;施甜峰;禹鑫燚
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G06Q50/04
• 分類號: G06Q50/04;G06F16/28;G06F16/25;G06F16/2455;G06F16/18
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

1.一種面向模具制造的MES系統(tǒng)，包括：存儲與模具生產(chǎn)制造過程相關(guān)的材料工藝、設(shè)備狀況、數(shù)據(jù)分析結(jié)果等大量工業(yè)信息的數(shù)據(jù)存儲層；用于對存儲信息進行常規(guī)操作和大數(shù)據(jù)分析的邏輯處理層；用于對信息處理結(jié)果進行直觀展示以及與使用者交互的圖形化客戶端顯示層。存儲層中關(guān)于設(shè)備信息的數(shù)據(jù)通過C#編寫的中間件實現(xiàn)采集，經(jīng)Thrift框架實現(xiàn)與后端邏輯層的通信，再由邏輯處理層中的功能模塊完成對數(shù)據(jù)的持久化存儲。工藝材料等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過客戶端界面錄入，邏輯層處理后寫入數(shù)據(jù)存儲層。三層結(jié)構(gòu)之間，數(shù)據(jù)實現(xiàn)雙向流動。

所述數(shù)據(jù)存儲層包括：

普通關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：存儲生產(chǎn)資源、加工工藝、模具產(chǎn)品、原料零件、倉庫信的參數(shù)數(shù)據(jù)以及設(shè)備運行的歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)錄入、程序運行產(chǎn)生，存入數(shù)據(jù)庫，并輸出給后端邏輯層中的工藝設(shè)計模塊、排程管理模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊和工具管理模塊做處理和顯示。

緩存數(shù)據(jù)庫：存儲底層采集服務(wù)器采集到的生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運行數(shù)據(jù)，具有較強的實時性。并向邏輯分析層中的設(shè)備管理模塊、測量與刀補模塊和保養(yǎng)模塊輸出數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對設(shè)備與刀具等的運行分析和維護。

文件數(shù)據(jù)庫：存入包括模具制造過程中的加工工序文件、產(chǎn)品圖紙文件、任務(wù)文件以及訓練后的大數(shù)據(jù)預測模型和系統(tǒng)運行的日志文件；并向后端邏輯處理層中的工藝設(shè)計模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、任務(wù)管理模塊和保養(yǎng)模塊輸出數(shù)據(jù)。

所述邏輯處理層包括：

工藝設(shè)計模塊：導入關(guān)系數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存在的模具制造相關(guān)的設(shè)計工藝數(shù)據(jù)、零件數(shù)據(jù)、原料數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)庫中的設(shè)計圖紙，顯示到前端界面，供給操作人員選取相應的加工工藝和相關(guān)零件，將這些信息綁定從而完成模具產(chǎn)品的整體生產(chǎn)設(shè)計。

排程管理模塊：通過查詢工藝設(shè)計模塊中原料與生產(chǎn)工藝、零件與倉庫的綁定關(guān)系，顯示到界面上，操作人員可以進行生產(chǎn)排程選擇，并將選定的結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫，等待生產(chǎn)。管理與控制模具生產(chǎn)流程、生產(chǎn)時序，同時還上傳生產(chǎn)加工過程中的加工程序。

設(shè)備管理模塊：使用Thrift協(xié)議與設(shè)備通信，輸出控制信號控制設(shè)備啟停；輸入底層采集服務(wù)器獲得的存儲在緩存數(shù)據(jù)庫中的現(xiàn)場設(shè)備運行數(shù)據(jù)，輸出到前端顯示界面，圖形化展示設(shè)備運行參數(shù)；通過輸入工業(yè)機器人上RFID讀寫的零件加工情況，完成料倉管理。

測量與刀補模塊：實現(xiàn)刀具信息采集、刀補與返修、成品質(zhì)量追溯、模具測量管理。其中刀具信息數(shù)據(jù)來自緩存數(shù)據(jù)庫，通過Websocket長連接實現(xiàn)實時更新；操作人員通過頁面設(shè)置刀具長度與補償半徑和模具加工零件設(shè)計尺寸和允許偏差，存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；質(zhì)量追溯界面顯示緩存數(shù)據(jù)庫中加工零件的加工狀態(tài)、加工時間等數(shù)據(jù)。

生產(chǎn)統(tǒng)計模塊：將生產(chǎn)線某一段時間內(nèi)的產(chǎn)品產(chǎn)量、零件合格率和設(shè)備利用率進行統(tǒng)計，以這些數(shù)據(jù)為輸入，通過可視化圖表展示在前端頁面，并且以看板的形式將車間的刀具、料倉、設(shè)備信息進行顯示，從而使管理人員掌握模具制造生產(chǎn)線的產(chǎn)品生產(chǎn)效率和資源利用信息。

系統(tǒng)設(shè)置模塊：輸入緩存數(shù)據(jù)庫中存儲的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)庫中的日志文件，對整個MES系統(tǒng)中所涉及到的設(shè)備進行整體聯(lián)調(diào)測試，并且針對其中重要設(shè)備分別進行單獨的通訊測試，輸出各個設(shè)備的狀態(tài)信息到前端界面，用以確保所有設(shè)備能順利運行，保障MES系統(tǒng)的正確控制。

任務(wù)管理模塊：分為任務(wù)接受和任務(wù)提交兩個子模塊，通過FTP文件服務(wù)器實現(xiàn)任務(wù)接受與上傳。操作人員通過任務(wù)接收子模塊獲得車間加工任務(wù)書。在完成相應生產(chǎn)計劃后，操作人員根據(jù)部門或者任務(wù)種類的不同，可將任務(wù)的完成情況、生產(chǎn)細節(jié)文本進行提交，完成車間底層與企業(yè)上層的信息整合。

工具管理模塊：處理加工過程中的刀具和量具信息，分為刀具信息維護和量具信息維護兩大功能。輸入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲的刀具和量具信息，通過表格的形式顯示在前端界面上，供操作人員查看編輯和刪除。

保養(yǎng)維護模塊：輸入數(shù)據(jù)存儲層中的三類數(shù)據(jù)庫。首先由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫提供設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)，輸入大數(shù)據(jù)分析框架，通過預測分析算法得到預測分析模型存入文件服務(wù)器，供操作人員選擇使用；同時實時分析頁面接受緩存數(shù)據(jù)庫中經(jīng)流式數(shù)據(jù)處理后的設(shè)備實時運行數(shù)據(jù)，以可視化圖表形式展示設(shè)備運行狀況；當有故障維護操作時，將該過程以日志形式存入文件服務(wù)器，并以表格形式展示日志。

所述客戶端顯示層包括：

客戶端基于Vue.js框架，使用組件式開發(fā)模式實現(xiàn)每個功能模塊的單頁面展示，并通過Vue Router實現(xiàn)頁面之間的跳轉(zhuǎn)。每個單獨頁面中，以JSON格式接受來自后端邏輯處理層中處理后的數(shù)據(jù)，并通過Echarts等數(shù)據(jù)可視化組件展示。此外根據(jù)模塊功能，在界面上提供按鈕、下拉框和輸入框等輸入口，供操作人員根據(jù)加工需求輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。