智能工厂的基石-DNC
2015/9/15 19:32:40 点击：
智能工厂的基石-DNC
DNC系统不仅是数控程序传输的工具，同时也是企业数控程序管理方式的革新技术，通过DNC系统的应用，使数控程序传输和管理变为有序的工作。DNC系统是整个企业信息化系统的基础，为以后企业信息化触角延伸到车间现场提供了基本的保障。
一、企业存在的问题
当前企业生产现场的问题，主要体现在下面两个方面。
1.对于数控设备来说，数控程序就是数控设备的灵魂，但是数控程序的输入手段过于落后，因此数控程序输入数控设备需要大量的时间。同时，因为操作不当或操作失误造成的数控设备故障或程序输入错误，不仅占用了大量的设备有效加工时间，而且也使得产品加工质量不能得到保障。
2. 数控程序的管理过于混乱。目前数控程序分别存储在机床端或工艺员个人的电脑上，没有进行集中管理，因此造成数控程序无法重复利用。加上程序没有经过流程管理，程序水平参差不齐，加工同一零件也会因为采用不同程序加工而造成产品质量问题。同时，程序版本混乱，存在因为调错版本而出现质量问题的可能。
二、解决方案
通过对问题的总结与分析，并对市场的充分了解后，公司最终选择DNC数控设备及工位智能化联网解决方案，解决车间现有的数控程序传输及管理问题。该解决方案的核心思想是将企业的数控设备进行网络化连接，利用成熟的以太网络技术，将数控机床的通信接口进行统一转换，实现网络化接入。同时，在上端配备数据库和NC程序管理软件平台，对数控程序及附属文档进行集中管理。
1.方案的网络架构
整个网络DNC系统在信息中心设立总服务器，该服务器担任的是整个平台数据的管理及备份的任务，同时，在厂房内布置通信服务器用于程序传输。
通信服务器端作为数据传输的桥梁，承担着加工数据的传输任务。通常各车间管理客户端查询和调用的数据均来源于总服务器，由总服务器将程序传送至各车间通信服务器，如果车间级服务器发现故障也可以切换至总服务器进行传输。这样，整个DNC系统既依靠又不依赖于园区网，园区网的好坏不会影响数控车间的代码传输及生产加工。
2.方案的应用策略
（1）如何解决数控程序的传输?通过网络DNC系统的搭建，车间的数控设备操作工从复杂而繁琐的机床端编程中解脱出来，将更多的精力投入到零件的装夹与质量的控制上。而工艺人员则从中抽出部分擅长编程的人员，来进行数控程序的编制和试加工。工艺人员编制完数控程序后，通过网络DNC的程序管理功能将程序导入服务器中，再指派至具体的设备进行传输，整个操作都在同一个界面内完成，简单快捷。
数控机床操作工可以利用网络DNC的特殊指令系统，在机床端发送查询列表的指令至服务器，服务器就会将可以加工的程序通过列表的形式呈现给操作工。操作工的查看列表、下载数控程序和上传数控程序等操作均可直接在机床端完成，无需任何人为的干预和额外操作。
（2）如何解决数控程序的管理问题?传统的文档管理依托于Windows的文件夹操作，文档的属性定义复杂，文件本身的可靠性也较差。企业之前实施的PDM系统也具备文档的管理功能，但是其庞杂的产品结构树对于机加车间来说实在过于繁琐，无用的数据过多，从而导致每次添加程序和检索程序的速度都非常慢。因此，慢慢地，工艺人员又回归到数控文档各自管理的局面。
应用网络DNC的产品结构树功能以后，车间自建了一套适用于机加车间的产品结构树，结构树的枝节没有PDM系统那么庞大，以便于车间的管理和应用。同时，还按照车间的班组情况建立了设备结构树。利用产品结构树和设备结构树，就可以将原先的数控程序进行分类管理和导入，无论是新添程序还是检索已有的程序，都比之前的速度快了很多。另外，车间还利用网络DNC系统管理模块的版本管理和流程管理功能，对NC程序不同批次的版本进行了有效管理，也进一步约束了NC文档管理过程中的流程规范性问题，从而可以保证每一个定型的数控程序最少经过3步流程的审验，对于关键工序的数控程序，还要进行5～8步的流程确认才能定型。
正是由于应用了网络DNC的传输和管理这两个功能，之前车间存在的问题得到了妥善解决，下一步，准备实施设备的网络监控功能，以便于深入地分析设备的实际产能和综合效率，为完全的数字化制造做好铺垫，打好基础。
3.方案的应用成效
（1）数控设备通讯方面的成效。
①操作者只需要在数控设备的控制面板上输入调用指令，即可完成程序的发送、接收和列表查询。
②可以实现多台机床的并行在线加工，支持断点续传，并可实现自动、手工和断电断点续传，确保传输到机床的程序准确无误。
③可将不同的设备类型、不同的控制系统以不同的接入方式同时接入统一的网络进行管理。
④上传程序时，服务器能够自动接收、自动保存数控程序，服务器端无需专人职守。
⑤实现加工程序远程列表浏览，操作者在机床端就可以浏览服务器上对应的文件列表，并可在列表中选择程序进行调用。
⑥具有强大的日志管理功能，可以记录整个系统的所有事件，提供复合查询检索，方便问题的查找。同时可查看数据传输的日期、时间、文件名以及上传或下载等内容，用以记录操作者的操作过程及出错信息。
（2）NC程序管理方面的成效。
①由于将所有的加工程序都交给服务器进行管理，从而解决了加工程序统一管理的问题。同时还可根据不同的人员、不同的产品赋予角色权限，并做到数据的安全管理。
②实现加工程序编制、校对、审签和加工的流程定义，使得加工程序的调用实现流程化，并实现其全生命周期管理。
③所有操作都被DNC系统记录在案，提供日志管理和最新版信息，解决了数控机床加工程序版本管理问题。
④网络DNC管理模块提供了加工程序的目录式管理功能，可以对零件相应的图号、零件代号、对应的机床、用户名称和更改日期等信息进行管理。
此外，数据库中的程序可以关联注释、工艺要求、刀具清单和相关图片等，因此操作者对每个程序都可以一目了然，从而为推行标准工艺和可视化工艺提供便利条件，也为单位数控加工经验的积累提供条件。
三项目总结
通过DNC系统的建设，解决了车间数控程序传输难、传输方式不规范等问题。由于系统将所有的程序集中通过网络化的方式管理起来，使得所有程序都实现了可控、正确的使用要求，从而进一步提升了最终产品的产品质量。
通过应用该系统，企业的生产准备时间及换型准备时间平均缩短了15%～18%；在程序管理方面，由于程序经验得以充分保存，企业数控程序可重复利用率提高了30%，工艺人员程序查找时间缩短了20%～25%，因程序版本错误而造成加工损失的情况降低了15%～20%，生产文档准备时间缩短了12%～15%……
这些改变都将为企业带来了实际的经济效益，也坚定了企业的管理层完善整个DNC解决方案的决心，公司下一步也将逐步应用新的模块，以实现数控设备的在线监测分析等功能，帮助管理层提供完善的决策辅助。
企业的未来发展和变革离不开信息技术的应用，生产制造的变革也不能完全只依靠工艺或加工技术的变革，同样需要管理手段的变革。因此，坚定信息化管理的理念，坚定真实数据导向的管理思维，将帮助我们在未来的市场竞争中获得更有力的位置，获得市场和客户的认同。
网络DNC系统是企业智能工厂的基石，企业应利用好这块基石，为智能制造的高速发展铺路，为企业的高速发展铺路。
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