基于数字化车间的构建方式研究

摘要：本文主要讲述如何构建数字化车间。所谓数字化是指把很多复杂易变的信息通过某种方式变成容易度量的东西，比如数字和数据，然后用这些数字或数据建立一个恰当的数字化模型，把这些数据变成一些二进制代码，输入计算机中进行加工处理。

关键词：数字化车间加工效率信息集成

中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）03-0000-00

1、分析数字化车间的重要性

经过对高效率数控车间加工技术以及制造执行系统技术的一系列研究、开发和应用。从而建立数字化车间基本的环境，实现数字化数控车间技术方面的信息、管理方面的信息以及生产方面信息的有机结合，这样可以大大提高数控加工技术的水平和数控技术应用的效率以及制造系统的快速反应能力等 。由于我们要考虑到数控加工工艺基础参数库、产品数据管理、制造资源数据管理的统一结合。同时要研发相应的车间管理生产与控制系统，现场数据信息收集系统和网络化DNC的研发以及与CAD／CAM／CAPP 相关的系统，还有控制系统集成应用与质量管理。与之同步进行的是数控加工技术方面的研究与实际应用，这样就再一次提高了数控加工的效率。

1.1数字化信息的集成

一些数控设备反馈来的信息，如监测信息、状态信息、检验信息等，这些信息提供了对生产和管理非常重要的信息，然后这些信息通过网络进行程序、DNC双向的传输。当前，数控车间一定要具有远程控制能力以及信息采集的能力；同时，完成信息和预计执行状态等信息由计算机提供给生产管理系统。数控加工和普通意义的加工已经不是一回事了，前者中的刀具已不再只是加工的工具，它也参加了工艺方面的设计以及与程序编译相关的各种数据，刀具首先要预调，因为预调信息必须带入系统；刀具的各种参数如刀补号、刀具参数、刀具检测和换刀等指令信息，它们都是非常重要的信息资源参与生产的全过程。加工参数、数控工艺、机器加工工艺、数控编译程序等各种信息都必须集成才可以。

1.2高效加工技术的一些应用

高效加工的最主要手段是高速度加工，这种方法在制造业例如模具制造业应用非常广泛。它的优势主要表现在提高生产效率；提高加工材料的质量；节约资源；减小切削力减少加工的能耗；大大减少了加工的流程。就当前情况而言，高速率加工技术在应用方面还不太成熟，主要原因是大型装备制造业有自己的一些特点：产品以及装备逐渐大型化。由于这个原因，在目前现有的装备条件下，研发高效率加工应用技术对一些大型装备制造业更有用。为了提高大型装备数控加工效率 ，我们可以通过以下方法来实现：研究刀具技术和刀具切削参数以及研究高效率刀具切削技术、优化零件工艺。

2、如何构建数字化车间

如何建立数字化车间系统，它的规划和构建是很复杂的，这就需要我们研究一个兼顾统一的方案，仔细研究分析数字化车间的标准与需求。

2.1 数字化车间基本格局系统的建立

这一步至关重要，是整个数字化车间设计规划的基础，关系到以后整个数字化车间的运行，决定以后车间能不能流畅，信息采集能不能快速、到位，能不能给上面的系统提供强有力的保障。基本格局系统的建立主要包括以下几个方面：怎样设计厂房，硬件信息化，如何布局生产线以及各种物资进出进行整体设计。

2.2 建立车间管理系统

这个设计阶段是数字化车间设计的重点，因为这个阶段的设计直接影响到数字化车间是否能够正常运行，进行数据分析处理和，起到承上启下的关键作用。车间管理系统就是所谓的控制软件和车间生产管理的有机统一，通过各种软件相互配合连接成一个管理系统。在这个阶段主要需要思考的问题是：如何设计数据库系统、如何设计数据收集系统、如何设计工业电视系统等。

2.3 如何建立车间生产系统接口

生产计划系统、生产管理系统、CAPP 系统以及工业电视系统等接口系统是主要的车间生产管理系统接口。接口系统的最基本原则是要保证数据顺利交换，其一是这项工作一定要仔细，其二是尽量做简单些。最重要的是必须考虑数据交换模式，不能让所有系统产生数据耦合，从而使系统稳定性降低，不管是以视图模式还是其它的模式。

3、构建数字化车间的策略

3.1建立现场服务系统

在很多时间中机床不是运行的，这要占相当大的一部分时间。如何建立一个服务体系围绕着数控设备来进行，就是要依据各种刀具、物资等各种资源先进行需求计划， 一些分厂要先把生产所需的物料运送到加工机床旁边，各个准备部门要预先准备好所需刀具， 增加数控机床的有效利用率，提高数控机床的利用率。还有一个方法来提高数控设备的效率，就是对设备出现的各种故障要及时诊断与处理。另一个方面要培养一些熟练掌握机电方面知识的全能维修工程师，主要负责在分厂维修，创立分厂故障维修数据库，增加故障分析和维修的反应能力，使机器尽快运行起来。尽量多的储备一些机床所必须的零件，一些易损的零件更要多储备些。与机床生产商保持必要的联系。

3.2网络化DNC监控的构建

构建网络化DNC监控，必须加快数控设备DNC连入互联网的速度，尽量确保数控加工程序在传输中的成功。最好的一个办法是在机床附近设立客户机，配置各种程序软件和仿真编译软件等所需各种软件。这样可以确保机床的当前运行状况、故障情况等都能及时的反回到客户机，然后由客户机进行统计与分析，这样可以大大提高数控机床制造系统的快速反应速度。

4、结语

主要是通过动态化生产进度反馈系统、数字化系统以及监控系统来建立数字化的制造车间；首先要建立一个比较完备的集成的信息与数字化平台服务和现场监控作业机制系统，解决决策层和执行层之间沟通难的问题，保证制造过程的有序进行；其次要建立一个现场工作服务站，主要给在场作业人员提供一些必须的信息如工作指令、物料、进度等，从而实现一体化的现场作业流程；最后要对现场的很多工作资源实行信息化的管理体制，这些资源主要有工辅具和备品备件库房，目的是维护生产现场的产品生产秩序，提高成产的工作效率，减少不必要的时间浪费。

参考文献

[1]万大平.数控加工仿真教学系统的研究[D].重庆:重庆大学,2009:36～40.

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