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公司背景

蓋茨勝地汽車水泵產(chǎn)品（煙臺）有限責(zé)任公司（簡稱煙臺蓋茨勝地汽車水泵公司）成立于2006年7月，公司主要研發(fā)生產(chǎn)汽車水泵及其附件、汽車發(fā)動機(jī)附件、硅油離合器、汽車用壓鑄鋁件及相關(guān)產(chǎn)品。煙臺蓋茨勝地汽車水泵公司目前已經(jīng)具有近百臺機(jī)加設(shè)備，10多條生產(chǎn)線，有批量提供1000個型號年產(chǎn)200萬臺的生產(chǎn)能力。近年來，隨著企業(yè)的發(fā)展和企業(yè)信息化工作的推進(jìn)，已經(jīng)完成的信息化項目有技術(shù)部門的CAXA圖文檔，可以管理產(chǎn)品的設(shè)計圖紙；設(shè)計人員采用CAXA電子圖板進(jìn)行繪圖，利用SAP的ERP改進(jìn)了工作流。通過信息化建設(shè)，使企業(yè)的生產(chǎn)能力有了顯著的提高，水泵的生產(chǎn)已經(jīng)由2005年的510000臺達(dá)到2008年的1077000臺，信息化的應(yīng)用在企業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮著越來越大的作用。

企業(yè)面臨挑戰(zhàn)

（一）在數(shù)控設(shè)備通信方面：

1)、加工代碼一部分由操作者自行在機(jī)床上編輯，在編輯的過程中機(jī)床是停止的。這樣不僅耽誤加工，而且還容易出錯，造成設(shè)備的利用率十分的低。

2)、加工代碼一部分由編程員用PC機(jī)編制，編制完成后通過U盤將程序拷貝到機(jī)床里或通過計算機(jī)傳輸?shù)綑C(jī)床，這種方式占用人力，也耽誤加工，而且還是很容易出錯，造成設(shè)備的利用率不高。

3)、使用現(xiàn)場RS232連接方式，線路距離有限制，生產(chǎn)現(xiàn)場放置電腦或用筆記本來傳輸程序，粉塵、油污對計算機(jī)性能有影響，也不符合標(biāo)準(zhǔn)化管理要求。

4)、如果RS-232口受經(jīng)常插拔的影響，會導(dǎo)致傳輸過程受干擾丟包及串口故障，結(jié)果導(dǎo)致錯誤代碼加工出廢品，一旦硬件接口被損壞，不僅維修代價昂貴，更重要的是會耽誤寶貴的生產(chǎn)時間。

5）、由于產(chǎn)品型號多，設(shè)備內(nèi)存也有限，因此在生產(chǎn)的負(fù)責(zé)人要經(jīng)常將機(jī)床內(nèi)的程序拷貝到辦公PC上，隨著產(chǎn)品的型號升級及新產(chǎn)品的研發(fā)不斷加大，文件數(shù)量成倍增加，造成查找困難，并且不能保證所有有用的程序都公司都有備份。

（二）在工藝文件/代碼管理方面：

1)、程序編制流程沒有規(guī)范，編程人員程序編制過程沒有按編制—校對—審核等流程嚴(yán)格規(guī)范，不符合新時代體系認(rèn)證。

2)、程序一旦加工完成后，不回傳到服務(wù)器保存，程序生命周期沒有得到控制。

3)、大量的程序都存放在機(jī)床里，占用機(jī)床內(nèi)存，使機(jī)床反應(yīng)緩慢。

4)、程序分散放在計算機(jī)或機(jī)床系統(tǒng)內(nèi)，不利于共享和管理，且容易丟失。導(dǎo)致重復(fù)工作增多，成熟的經(jīng)驗無法繼承和利用。

5)、產(chǎn)品的變形設(shè)計導(dǎo)致程序的更改，需要產(chǎn)生很多有效版本，目前基本依靠技術(shù)人員來區(qū)分不同版本的加工文檔，這種文檔版本管理方式不規(guī)范且難以形成對產(chǎn)品的有序版本管理，時間一長，問題就會很突出。

6)、大量重要的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行備份處理，例如：機(jī)床參數(shù)、數(shù)控代碼等的備份，以應(yīng)對系統(tǒng)災(zāi)難的發(fā)生。

CAXA項目實施

2009年新春伊始，煙臺蓋茨勝地汽車水泵公司與CAXA簽署合作協(xié)議，CAXA將協(xié)助其共同搭建車間數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺。結(jié)合實際情況，依托公司現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為支撐，建設(shè)數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC為平臺，將生產(chǎn)設(shè)備納入到網(wǎng)絡(luò)化管理之中，解決數(shù)控機(jī)床通信、程序管理等問題，形成全廠級暢通的協(xié)同工作。

CAXA可以提供以下機(jī)床接入方式，分別是多串口卡接入，多串口服務(wù)器接入，有線局域網(wǎng)接入，無線局域網(wǎng)絡(luò)接入，超遠(yuǎn)程無線接入，電力接入及混合接入方式等，（如下圖）考慮到企業(yè)的實際情況，最終采用有線+無線的方式進(jìn)行數(shù)字化車間的建設(shè)。

考慮到蓋茨公司車間實際布局及機(jī)床接口情況，具備網(wǎng)口的直接接網(wǎng)口；具備RS232口的，采用有線智能終端方式接入。

有線智能終端方式就是在每臺數(shù)控機(jī)床前放置一臺微縮型智能終端，它具有獨立的IP地址，并具有RS232功能，能夠按照一定的協(xié)議和數(shù)控機(jī)床及網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這樣可以將RS232線路縮到最短。另一方面，由于服務(wù)器不直接和數(shù)控機(jī)床的RS232接口通信，而是以10/100M的速度與各終端微縮計算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，因此單臺服務(wù)器可控制的機(jī)床數(shù)量將比單純的多串口通信多很多。這個微縮計算機(jī)我們稱它為微型智能終端，它內(nèi)部具有獨立的CPU和內(nèi)存，外部具有兩個接口：以太網(wǎng)絡(luò)的RJ45接口和RS232接口。每臺機(jī)床使用一個智能終端，這樣相當(dāng)于每臺機(jī)床具有一個獨立的IP地址。真正做到將機(jī)床聯(lián)機(jī)到以太網(wǎng)絡(luò)中，布線時不需要布置成本昂貴的串口線路，只要布置通用以太網(wǎng)即可。另外，此種通信方式真正做到將串口線路縮短到最短，增強(qiáng)了串口通信的穩(wěn)定性。當(dāng)一臺智能終端發(fā)生故障，只影響一臺數(shù)控設(shè)備，其它設(shè)備不受影響，并且計算機(jī)服務(wù)器的并行處理能力大大提高。

CAXA 網(wǎng)絡(luò)DNC通信模塊在網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)中起很重要的作用，它完成的基本功能是代碼的雙向傳輸，除此以外還可以完成機(jī)床參數(shù)設(shè)置/加密/備份、代碼校驗仿真、高級參數(shù)設(shè)置、加工數(shù)據(jù)采集等功能。CAXA 網(wǎng)絡(luò)DNC通信模塊自動傳輸/監(jiān)測穩(wěn)定可靠，能適應(yīng)365×24的工作模式，保證長年全天24小時開機(jī)工作，不會影響機(jī)床的三班倒或節(jié)假日加班運行；支持線路受干擾后數(shù)據(jù)丟包、缺損的自動補齊，字符自動效驗功能，保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。

CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)支持SQL SERVER、ORACLE、DB2數(shù)據(jù)庫，所有被管理數(shù)據(jù)均置于信息中心DNC服務(wù)器中，管理客戶端在工藝相關(guān)部門客戶端上動態(tài)浮動，工藝相關(guān)人員可在任意一臺安裝有CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC管理客戶端的計算機(jī)上登陸，方便地在電腦上查詢生產(chǎn)計劃、數(shù)控程序、刀具清單、零件的三維視圖等相關(guān)信息并進(jìn)行代碼仿真。

CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC管理模塊采用TEAMVAULT作為內(nèi)核，是新一代的集成化并可擴(kuò)展的數(shù)控車間管理解決方案。管理模塊用于用戶權(quán)限管理、文檔版本管理、流程管理、系統(tǒng)恢復(fù)/自動備份、系統(tǒng)設(shè)置、結(jié)構(gòu)管理、任務(wù)流程處理、檢索工具、機(jī)床名映射等。

CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC管理模塊支持開放型數(shù)據(jù)庫，對數(shù)控程序的各種信息：程序號、圖號、零件號、機(jī)床、用戶信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理。在網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)中有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹、設(shè)備結(jié)構(gòu)樹、文檔結(jié)構(gòu)樹，以便對車間的設(shè)備和文檔進(jìn)行分類管理；在文檔結(jié)構(gòu)樹節(jié)點下可放置各類文檔。產(chǎn)品各節(jié)點可定義各類屬性，如零部件號、名稱、自制件、標(biāo)準(zhǔn)件等。CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC具有多級混合權(quán)限安全控制，可以按企業(yè)結(jié)構(gòu)樹、角色、用戶、目錄結(jié)構(gòu)（產(chǎn)品/機(jī)床）進(jìn)行權(quán)限管理。具有靈活、完善的系統(tǒng)權(quán)限管理功能，按照工作職責(zé)設(shè)置系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)管理員、程編員、審核人員、批準(zhǔn)人員、機(jī)床操作員等角色，并且針對不同的用戶由系統(tǒng)管理員設(shè)定不同的使用權(quán)限。程序版本管理可以確保機(jī)床使用的是最新版本程序，以版本號的形式記錄程序版本，流程中的更改以小版本記錄，出入庫編輯以大版本記錄，可以保存程序的歷史版本文件，各個版本可以得到拷貝。每個版本的變動在DNC系統(tǒng)中都有詳細(xì)記錄，依此可以查看該程序的所有被編輯過程，進(jìn)行編輯追蹤。

CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC管理模塊可對程序進(jìn)行復(fù)合查尋，可以按零件、工號、機(jī)床、客戶等進(jìn)行任意查詢；能對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的程序相關(guān)圖檔能進(jìn)行批注、批閱等處理；在機(jī)床節(jié)點或產(chǎn)品節(jié)點上，允許用戶自定義統(tǒng)計匯總表，并能夠?qū)⒔y(tǒng)計匯總表在權(quán)限控制下輸出Excel表格；服務(wù)器端系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)/文檔的備份及恢復(fù)功能，且具備定時自動備份功能，可實現(xiàn)自動定時備份；使用電子倉庫（Vaults）實現(xiàn)產(chǎn)品圖文檔的集中、安全的保存與管理。有檢入庫、檢出庫、歸檔庫、模版庫的設(shè)置；開放型的管理系統(tǒng)，可以方便的進(jìn)行軟件的二次開發(fā)，和企業(yè)使用的各種管理信息系統(tǒng)進(jìn)行集成。

項目實施效果

利用CAXA的網(wǎng)絡(luò)DNC將生產(chǎn)設(shè)備納入到網(wǎng)絡(luò)化管理之中，形成了設(shè)計、生產(chǎn)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。通過搭建車間數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺，實施CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC項目使企業(yè)生產(chǎn)的信息化有了一個明顯的提升，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、通過車間網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將50臺數(shù)控機(jī)床連接到企業(yè)的骨干網(wǎng)中，實現(xiàn)了機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化管理。

由于在DNC實施之前車間的生產(chǎn)現(xiàn)場橋架、電源等已經(jīng)安裝到位，地面已經(jīng)美化，如果完全采用有線的方式，則不可避免的需要在地面開槽或者從工具間到各條生產(chǎn)線高空架線，既不美觀又影響車間的整體整潔，因此采用了無線加有線的方式，通過這種方式，在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯拢ＷC了車間的整齊劃一。而通過將機(jī)床接入企業(yè)網(wǎng)中則可以實現(xiàn)機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化管理，目前已經(jīng)可以實現(xiàn)程序的傳輸?shù)裙δ埽院蟾鶕?jù)企業(yè)的發(fā)展要求還可以進(jìn)行生產(chǎn)管理等建設(shè)，最終實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的無紙化。

2、此次項目將原有的CAXA圖文檔軟件進(jìn)行了集成，保證了設(shè)計和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。

此次項目將DNC的管理模塊和CAXA圖文檔軟件進(jìn)行了集成合并，使得企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)完全在一個管理系統(tǒng)下應(yīng)用，保證了每一個產(chǎn)品下面有完成的設(shè)計圖紙、工藝文件、加工代碼以及產(chǎn)品相關(guān)的文檔，保證了企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性。由于企業(yè)多年來的發(fā)展，每一種產(chǎn)品都有大量的相關(guān)文件，長時間保存后查找起來將會非常的困難，通過此次整合將數(shù)據(jù)完全的分類歸檔，為今后的查詢或者設(shè)計改型提供了正確的數(shù)據(jù)保證。

3、此次項目完善了設(shè)計生產(chǎn)的流程化管理。

通過采用DNC管理中的流程管理，可以保證從產(chǎn)品的設(shè)計、審核、標(biāo)準(zhǔn)化、編程、代碼傳輸直到產(chǎn)品的加工完成，每一個環(huán)節(jié)都可以做到有據(jù)可查。在以后的應(yīng)用過程中可以實現(xiàn)從設(shè)計到加工代碼傳輸?shù)綑C(jī)床的過程無紙化。

4、通過日志的管理可以保證每一步過程都有據(jù)可依。

CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC提供日志的記錄功能，操作者的每一次操作都會在數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)生日志，一旦生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，都可以追溯到相關(guān)的責(zé)任人。

5、能夠有效的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率

機(jī)床操作人員在機(jī)床數(shù)控端就可以自動調(diào)用服務(wù)器上的加工程序，同時可以將重要的程序保存到服務(wù)器中。不必因為程序傳輸問題在機(jī)床和計算機(jī)間來回奔波，節(jié)省了大量的操作時間。較傳統(tǒng)的通訊方式相比，可提高50％的工作效率。

機(jī)床的有效工作時間指機(jī)床用于實際加工零件所占用的時間。比如按50臺RS232接口機(jī)床計算，聯(lián)網(wǎng)后可以在一個季度內(nèi)為公司成本上節(jié)約上萬元，（按50臺機(jī)床每周六天，每天平均輸入程序1次，每次從技術(shù)人員處取得程序要10分鐘，則每周輸入CNC程序的準(zhǔn)備時間消耗為50小時,一季度為600小時，相當(dāng)于2-3臺機(jī)床一個月沒有生產(chǎn)，其機(jī)床的折舊成本，人工工時、管理成本，能源成本等）網(wǎng)絡(luò)DNC通訊相關(guān)模塊可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)DNC管理模塊，靈活分配工作任務(wù)，既避免機(jī)床工作任務(wù)超負(fù)荷，也避免機(jī)床處于空閑狀態(tài)。即可以對生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，提高機(jī)床有效工作時間。

煙臺蓋茨勝地汽車水泵公司搭建車間數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺，實施CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC項目提高了生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高數(shù)控設(shè)備利用率，提升了公司的現(xiàn)代化信息化管理，應(yīng)用很成功，效果很顯著。