车用滤清器生产过程柔性制造执行系统的研究与应用

发布时间：2020-10-22 06:55

　　 制造执行系统作为现代生产车间的管理控制系统,对提高企业生产车间信息化管理水平起着重要的作用。目前制造执行系统设计的过程中缺少对系统柔性和系统可扩展性方面的考虑,导致制造执行系统缺乏可配置性难以适应制造环境和制造过程的变化,针对该问题,本文研究并构建了适用于复杂多变的生产环境下的可配置制造执行系统。以车用滤清器为研究对象,研究了车用滤清器生产过程和业务流程,设计了面向车用滤清器生产过程可配置制造执行系统整体功能结构。在可配置制造执行系统体系结构基础上,重点对数据柔性采集、加工流程配置、柔性生产过程下产品信息追溯、柔性生产过程控制四个方面进行了研究。采用面向对象的思想,对复杂生产环境下设备数据采集功能进行研究,设计了多通讯协议模式下PLC模块数据采集方法;通过基于活动网络图的方式建立可配置加工流程工作流模型,对加工流程工作流模型进行通用化定义,采用有向弧的方式表示模型中的节点之间的转移,进而结合加工流程中的生产规则对转移函数进行重点研究,分析模型中节点之间的转移条件,设计了不同工艺路线下的加工流程工作流模型;通过建立以工艺配置为导向、工位为中心的产品追溯数据扩展模型,设计追溯模块数据库结构,对柔性装配过程下的产品信息追溯进行研究;采用IDEF0建模方法建立了系统的生产过程控制功能模型,对产品的生产过程控制进行研究,对模型中的约束条件做出数学分析,设计了物料上线、产品加工、产品返修、产品下线、产品复检整个过程的约束与控制,以及前后工序的流程控制。在完成以上关键技术研究的基础上,通过运用数据库、.NET、PLC通讯等相关技术,结合企业对系统的实际需求,开发了车用滤清器柔性可配置制造执行系统,并通过实际应用验证了系统的可行性。而且由于该系统具备可配置性,可以推广到更多的汽车零部件制造企业,为其他汽车零部件生产过程制造执行系统的开发提供借鉴。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U468.2
【部分图文】：

2.3 系统功能设计通过对车用滤清器的加工工艺流程和企业业务流程以及对 MES 的重点需求分析可知为了提高车用滤清器生产信息化管理水平，本课题所设计的 MES 应包括基础信息管理、系统维护、数据采集等八大功能模块，每个功能模块下面又包含一些子功能。如图 2-3 所示为根据系统需求为本系统设计的整体功能结构，下文会对每个功能模块进行分析。

14图 2-4 返修过程流程图程有着严格的流程限制，这也是为了确保个返修过程都需要进行信息录入，返修产标识码、不良原因、操作员、操作时间、实现返修后产品状态的更新以及录入和不信息。现对生产过程中的物料数据和加工工艺参设备 PLC 中的生产数据进行采集与存储，与 PLC 建立连接，读取数据并进行存储。研究。

3.1.2 数据采集硬件及接口设计本系统中数据的采集方式主要分为两种，第一种是通过扫码枪扫描标识获取标识中记录的数据，并将数据进行存储；另一种方式则是通过客户端软件与设备中的 PLC 进行通讯，获取在 PLC 中缓存的数据，将数据存储到系统数据库中。扫码枪又分为手持扫码枪和固定扫码枪，手持扫码枪采用通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）接口连接到电脑中，通过客户端软件读取手持扫码枪扫描到的数据并进行存储，扫码的过程需要人工操作。固定扫码枪能够实现自动触发扫码动作，无需人工操作，一般是采用 RS232/RS485 串行通信接口，但为了提高系统的数据采集模块的集成性，需要将与系统相关的数据采集硬件组成到一个局域网中。所以，采用串口服务器实现 RS232/485 到 TCP 的数据透传，从而将固定扫码枪的接口类型转换为 RJ45(Registered Jack) 以太网接口类型。加工过程中使用到的设备 PLC 也需要接入到车间局域网中，生产设备提供的 PLC 接口主要包括 RS232/485 接口和以太网接口，可以将 RS232/485 接口的PLC 扩展为以太网接口模块。
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本文编号：2851259