[发明专利]一种数字化车间网络和数据交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及现代制造业控制领域，特别涉及一种数字化车间网络和数据交换系统。

背景技术

我国提出要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。促进工业化和信息化深度融合，开发利用网络化、数字化、智能化等技术，着力在一些关键领域抢占先机、取得突破。

智能制造离不开车间生产数据的支撑，自动化、半自动化装备不仅是生产工具和设备，更是数字化车间数据网络的节点，通过对车间各种设备数据的自动化采集、统计、分析和反馈，搭建车间数据网络平台及数据交换，为车间生产及决策提供实时数据依据，提高制造企业的生产效率和产品质量，降低制造企业生产成本支出，提高制造企业的核心竞争力，更为制造企业下一步整体的信息化建设提供坚实的基础。

现代制造模式以生产效率、产品质量、生产成本等作为衡量企业制造能力和水平的主要标志，然而由于企业规模扩大、技术改造深入和市场竞争加快，造成具有多源异构性、形式多样性、复杂多变性等特征的车间制造过程信息急剧膨胀，信息纷乱的车间制造过程(特别是包括了设备和人员的车间设备层)形成了大量的车间数据孤岛，制约了企业自动化、智能化、信息化发展的步伐。特别一些传统制造业车间设备虽然实现了自动化，但多为单机生产，生产管理(如排产、进度、设备管理等)、现场监控(如设备状态等)都依赖人工跟进，不能及时反馈车间生产实际进度以及车间设备的实时状态，从而不能及时发现问题解决问题，生产管理人员也不能及时根据车间生产状态进行生产管理，直接影响了车间生产效率和产品质量，增加了制造企业的成本。

发明内容

本发明针对目前车间设备多源异构性、存在数据孤岛、现有控制系统处理速度慢等现状，提供一种基于远程智能终端控制系统(RTU)的数字化车间和数据交换系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种数字化车间和数据交换系统，包括数据服务器层、数据采集层以及生产设备层，所述生产设备层与数据采集层之间进行数据交换，所述数据采集层和数据服务器层之间进行数据交换，该系统具体细化为六大子系统：MES系统、监控系统、中控室大屏幕系统、数据网络与采集系统、车间看板与终端设备、产线生产设备；

所述MES系统，用于对从制定工单计划开始一直到产成品入库的整个柔性电路板生产的生产过程进行管控；

所述监控系统，用于通过数据采集平台实时采集设备的参数，并监控设备的运行状态；

所述中控室大屏幕系统，用于显示设备运行状态和采集到的设备参数；

所述数据网络与采集系统，用于采集和传输设备参数；

所述车间看板与终端设备，用于显示MES系统、监控系统获取的信息，生产管理人员无需进入生产车间就可以了解车间的实施生产状态；

所述产线生产设备，用于车间生产线上料件的加工、生产。

作为优选的技术方案，所述MES系统为移动平台，通过智能移动终端连接互联网，访问MES服务器，根据生产计划进行相应操作，PC端的数据也随之更新。

作为优选的技术方案，所述MES系统包括MES软件平台和MES硬件设备，所述MES软件平台包括中科MES开发平台和MES应用模块两部分；

所述MES应用模块包括：质量SPC单元和KPI分析单元；

所述质量SPC单元，用于SPC分析和规格管理，根据采集的测试数据，通过统计学规律，结合质量模型和规格对生产质量是否平稳进行分析，预防质量事故发生；

所述KPI分析单元，用于对生产中的运行时间、等待时间、故障时间、完成时间进行分析；

所述硬件平台，包括数据服务器和应用服务器。

作为优选的技术方案，所述监控系统包括用户登录及用户管理模块、实时数据及历史数据模块、实时趋势及历史趋势模块、状态管理模块、报警管理模块；

所述用户登录及用户管理模块，根据产线生产特点及操作要求，系统设置了用户管理器，定义了各用户的用户权限；用户权限包括最高权限用户和最低权限用户，所述最高权限用户有添加和删除用户的权限，当最高权限用户登录后，系统才显示添加/删除用户按钮，在正确输入用户名和密码后，管理员可通过用户管理器来添加/删除用户，并设置各用户权限；所述最低权限用户为“访客”模式，该模式下只能查看设备的运行情况；

所述实时数据及历史数据模块，用于储存和显示实时数据和历史数据；