基于Web Services的鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)的實施與應用

何立發(fā)，朱貴娥，龍文卿，查紅平，王仁浪（紅板（江西）有限公司，江西吉安，343000）

基于Web Services的鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)的實施與應用

何立發(fā)，朱貴娥，龍文卿，查紅平，王仁浪
（紅板（江西）有限公司，江西吉安，343000）

為加強對公司數(shù)量較多的鉆機和鑼機的集中監(jiān)控管理，實施了利用JSP技術的基于Web services的鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)，采集了設備的工作狀態(tài)和生產信息，實現(xiàn)了遠程設備監(jiān)控，并通過對加工過程參數(shù)和信息進行統(tǒng)計分析，提升了生產管理水平和設備稼動率。該系統(tǒng)可以同ERP和MES系統(tǒng)等系統(tǒng)互通集成，為企業(yè)打造透明高效的智能生產管理系統(tǒng)打下堅實的基礎。

Web services；JSP；遠程設備監(jiān)控；設備稼動率

0 前言

印刷電路板（PCB，Printed Circuit Board）主要用于支撐和連接電子元器件，被廣泛用于電子設備和裝備。電路板企業(yè)數(shù)量最多的設備是鉆機和鑼機等數(shù)控加工設備，這些設備往往有多個廠家多種型號，分布在不同區(qū)域，各自獨立加工不同型號的電路板，單靠目前的人工管理模式，很難充分利用設備產能。設備監(jiān)控正是在這種困境下產生和發(fā)展起來的。

雖然數(shù)控設備監(jiān)控方案有很多種，但基于Web services的監(jiān)控系統(tǒng)獨具優(yōu)勢，具有很強的互操作性、開放性和擴展性，很好的解決了系統(tǒng)的集成、整合與擴展升級等問題。[1]

1 監(jiān)控系統(tǒng)整體架構

圖1 鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)整體架構

鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)整體架構如圖1所示。系統(tǒng)服務器和鉆機、鑼機部署在同一個工業(yè)以太網中以相互通訊。系統(tǒng)服務器兼具采集服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和Web Services服務器三大功能。

服務器通過鉆機和鑼機的控制系統(tǒng)內置的通訊協(xié)議采集各類鉆鑼機的工作信號，并將這些數(shù)據(jù)存儲在服務器內含的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內，對數(shù)據(jù)處理后分別存儲到各自的歷史數(shù)據(jù)表中。Web Services服務器直接部署到Internet中，得到授權的管理人員可以隨時隨地透過監(jiān)控系統(tǒng)網絡界面進行生產活動的監(jiān)控或分析作業(yè)。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的實施

本系統(tǒng)以JSP（Java Server Page）技術開發(fā)，JSPs擁有動態(tài)腳本能力，配合HTML語言（超文本標記語言），將網頁的設計及信息由靜態(tài)信息形式轉換為動態(tài)，進一步提升了HTML的應用范圍。[2]

本系統(tǒng)為Apache Tomcat，是一種開放源網絡應用服務平臺，提供Java Server Page和Java servlet Technology的應用服務，并搭配最流行的開放源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)MySQL進行數(shù)據(jù)存儲及處理。

2.1 數(shù)據(jù)采集的實施

電路板企業(yè)使用最多的數(shù)控機床是鉆機和鑼機，都留有RJ45網絡接口，在得到設備供應商配合后，數(shù)據(jù)采集變得可行。

利用雙絞線和網絡交換機將鉆鑼機和服務器聯(lián)入工業(yè)以太網，服務器向鉆鑼機發(fā)送設備信息請求后，鉆鑼機控制系統(tǒng)根據(jù)開放通信協(xié)議框架下的相應函數(shù)返回工作信號（開關狀態(tài)、運行參數(shù)和報警信息等）給服務器，并存儲入相應的數(shù)據(jù)庫。[3]

2.2 系統(tǒng)功能設計及界面

本系統(tǒng)主要提供兩大功能，分別是實時監(jiān)控和生產分析。

實時監(jiān)控主要用于設備狀態(tài)的監(jiān)控，諸如生產、停機、警報和離線。有三種顯示模式，分別為圖示、表格和輪播。實時監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示，可以選擇需顯示的機臺編號，用不同的顏色表示設備的不同狀態(tài)，綠色表示正常生產，紅色表示故障警報，黃色表示停機，灰色表示離線無法采集狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時還可以顯示值機員或小組編號、當前產品的料號及加工進度。

生產分析從多個角度對設備運行過程進行分析，諸如稼動率分析、信息分析、刀具分析和生產分析等，且分析的結果可以自定義輸出為XLS格式以滿足進一步的分析需求。鉆鑼機稼動率分析影響因素，利用IE技術進行研究分析，通過對設備本身的定位系統(tǒng)和吸塵管網進行改造，增加車間壓縮空氣儲罐保證壓縮氣壓穩(wěn)定、增加中央冷卻水系統(tǒng)保證冷卻效果等手段，顯著降低了故障停機的發(fā)生次數(shù)和時間。

對斷刀數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，一方面快速識別出了斷刀較多性能不佳的個別主軸，進行了維修甚至更換，另一方面識別出某些類型的產品使用小尺寸的刀具容易發(fā)生斷刀的情況，進行了修改進刀速度和控制刀具翻磨次數(shù)的調整，一段時間后斷刀次數(shù)明顯減少。

3.3 配合條碼追溯測試系統(tǒng)，實現(xiàn)過程防呆

結合公司正在研發(fā)測試的條碼追溯系統(tǒng)，在將電路板放進鉆模塊可顯示在選定的時間區(qū)段或班次內選定的設備的稼動率，提供表格、曲線圖和圖形共3種顯示模式。信息分析模塊可以統(tǒng)計顯示指定時間內各機臺的警報信息，供生產管理分析。

刀具分析模塊包含斷刀分析、刀具統(tǒng)計分析、程序刀具分析和刀具用量分析4大功能，其中斷刀分析系統(tǒng)可以統(tǒng)計顯示選定機臺的每個主軸的斷刀次數(shù)和刀具直徑。生產分析模塊統(tǒng)計顯示每一臺設備選定時間段內的生產情況，含加工產品型號、起始時間、運行時間、鉆孔總孔數(shù)/鑼刀總行程等信息。

3 系統(tǒng)應用效果分析

3.1 使生產狀況實時化透明化，生產管理更便捷

打破了以往鉆鑼機的信息孤島，將設備狀態(tài)進行集中動態(tài)顯示，在設備即將完成加工時提前警示值機員，值機員可以提前準備好下趟要加工的板和換板需要的物料，避免出現(xiàn)不必要的停機等板的時間浪費。當某臺機器出現(xiàn)故障時，不僅現(xiàn)場值機員可以從機器信號燈知道出現(xiàn)故障，班組管理人員通過車間大屏看板或電腦屏幕也能立刻知道，減少值機員離崗帶來的長時間故障停機的風險。同時利用稼動率數(shù)據(jù)實施值機員的績效考核，有效調動了值機員的主觀能動性，提高了產能。

3.2 統(tǒng)計設備異常原因及次數(shù)，定位生產瓶頸，提高設備稼動率

對報警信息的收集和統(tǒng)計分析，梳理出引起停機的前幾大鑼機之前，先利用掃描槍掃描設備編號條碼，然后掃描電路板上含身份ID的條碼，記錄在條碼系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，在值機員調用加工程序后，條碼系統(tǒng)通過鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)得到加工程序名，與電路板條碼進行比對，如果加工程序與電路板條碼中的身份料號不匹配，則立刻警示，避免了用錯生產資料造成的報廢。

4 結論

利用JSP技術開發(fā)的基于Web services的鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了設備的遠程監(jiān)控，并通過對鉆鑼機加工過程參數(shù)和信息的實時準確采集及后續(xù)的統(tǒng)計分析，為生產計劃和設備維護管理提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。本鉆鑼機監(jiān)控系統(tǒng)可以很方便的同ERP和MES系統(tǒng)等系統(tǒng)互通集成，為企業(yè)打造透明高效的智能生產管理系統(tǒng)打下堅實的基礎。

圖2 鉆鑼機狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)界面

[1]汪健，黃大榮等.基于Web services的數(shù)控機床系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動化，2013（12）.

[2]劉春菊，朱欣焰.基于JSP/JavaBean的Web GIS實現(xiàn)技術[J].武漢大學學報-信息科學版，2003（10）.

[3]李星,張加波等.數(shù)控機床遠程監(jiān)控及加工過程參數(shù)實時采集與應用效果分析[J].新技術新工藝，2015（5）.

Implementation and application of the monitoring system of the drilling machine and Gong machine based on Web Services

He Lifa, Zhu Guier，Long Wenqing，Zha Hongping，Wang Renlang
（Red board (Jiangxi) co. LTD, Jian Jiangxi, 343000）

In order to strengthen the centralized monitoring and management of the plenty of drilling and gong machines, a drilling and gong machine monitoring system based on Web services is implemented by using the JSP technology. The working state of the equipment and production information are collected, and remote equipment monitoring is realized. The production management level and the operation Ratio of equipment are improved through the statistical analysis of the processing parameters and information. The system can be integrated with the ERP system and MES system, and can build a solid foundation for enterprises to build a transparent and efficient intelligent production management system.

Web services;JSP;remote equipment monitoring;operation ratio