[发明专利]面向中小企业离散制造车间的数据采集终端

说明书

本发明公开了面向中小企业离散制造车间的数据采集终端，包括微处理器、电平转换电路、开关量输入输出电路、网络通讯模块和触摸屏；所述的微处理器还设有串口模块和存储单元模块，通过串口模块与电平转换电路连接，通过通用输入/输出接口与开关量输入输出电路连接，通过网络通讯模块对外进行有线/无线通讯，通过LED接口与触摸屏连接。将离散的员工信息、产品信息在时间维度、数量、品种、设备运行状态等各种信息在微处理器中进行比对、处理、存储和进一步分析工作效率等。同时上位机可以通过网络通讯模块对微处理器中的存储信息进行查询，而微处理器也实时将每一台生产设备的开关情况通过不同的指示灯直观显示，对设备的信息化进行有效改进。

技术领域

本发明涉及一种数据采集设备，尤其涉及一种面向中小企业离散制造车间的数据采集终端。

背景技术

如图1所示，企业的信息集成三层体系包括ERP层、MES层和PCS层。随着人们对商品的需求日趋多样化和生产成本的不断上升，中小型企业的竞争越来越激烈，实施企业信息化战略势在必行。MES系统是企业信息化解决方案中的关键元素，但是目前生产现场数据采集系统所面临的缺陷，特别是数据采集终端已无法满足当前企业的发展要求，企业的生产模式正在由传统的以企业为主导、客户被动接受产品的状态，逐渐演变为以满足客户需求为动力的大规模定制形式。而国内现有的针对中小型企业离散制造车间的MES数据采集终端大多是由高校等科研单位开发的常规控制器。这些控制器一般局限于MES单一功能或部分功能，多数只为解决生产中某个特定领域出现的问题，普遍存在价格成本偏高、人机交互性差、数据采集不及时、可维护性和稳定性有待提高等不足。

纵观我国的离散制造业信息化应用现状，建设重点普遍放在ERP系统和PCS系统两个方面。现场的过程控制系统PCS主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产过程的单个生产工序的瓶颈，实现生产现场的自动化控制；ERP系统用于整合企业现有的生产资源和编制生产计划，通过对企业的资源进行规划，优化企业的资源配置和管理为企业带来了经济效益。但是，这些系统不能够将企业资源计划和制造单元的生产有效连接起来，导致ERP不能及时获得PCS的数据，使得ERP制定的生产计划与实际情况存在偏差，同时PCS也不能及时获得ERP下达的指令来调整生产状态，从而使得离散制造企业生产管理的自动化和信息化建设受到严重的影响。

离散制造是指：由车间工人通过机械的手段或方法，将产品所需要的各个零部件经过加工、组合和装配而成的过程。离散制造的生产过程通常被拆分成很多加工任务来完成，每项任务仅占用企业的一小部分系统资源，工件从一个工作中心转移到另外一个工作中心进行不同类型的工序加工。离散制造具有多个方面的属性，在产品形态方面，离散制造的产品相对较为复杂，它由多个零部件构成，具有比较固定的产品结构框架和零部件配套关系。在产品种类方面，离散制造企业在多品种变批量的生产模式下生产出来的系列产品相关性并不明确，这就要求企业的存储物料必须具有多样性。在加工过程方面，离散制造企业生产过程是由多个加工子过程串联或并联组成的复杂过程，这一过程中涉及更多的变化性和不确定性。从这个意义上来说，离散制造型企业的过程控制更为复杂和多变。离散制造企业的产能不同于流程制造企业那样主要由设备产能来决定，而是主要以加工要素的配置合理性来决定，且离散制造系统有众多要素。因此，同样规模和硬件设施的不同离散制造企业因其配置要素的差异导致的结果可能有天壤之别。

目前中小企业离散制造车间的数据采集方式主要还是以手工抄写的方式为主，或者结合条形码等半自动采集技术对生产信息进行采集；生产作业指令的下达一般采用派工单的方式来组织生产人员进行生产；过程控制也主要依赖工序卡在车间各个工序之间流转；对于投入工作现场的数据采集设备软、硬件的集成研究较少。这些状况容易直接导致以下几个问题：

①缺乏高效和异构的数据采集方法