基于機械智能制造的DNC 與MES 集成化系統模型

蔣愛榮，黃 杏，韋 敏

（百色職業學院，廣西百色 533000）

0 引言

隨著數控設備內部功能的升級優化，MES（Manufacturing Execution System，制造執行系統）與DNC（Distributed Numeric Control，分布式控制網絡）系統的應用優勢則愈加明顯，技術人員應借助該系統搭設出較專業的集成化系統模型中，通過對該模型的科學使用來增進機械智能制造的發展效果，也無形中豐富該系統模型內的各項功能。

1 MES 與DNC 的內在關聯性

在當前的集成化系統中，MES 多負責執行層的制造類內容，該系統內的核心功能為車間中的生產資源管控與生產計劃管理等，對車間可能出現的生產任務進行有效傳達，并合理追蹤生產調度內容；而DNC 系統則主要處在控制層的作業過程內，其核心功能為生產數據輸送與數控程序管控等。在確認MES 與DNC 系統內的核心功能后，技術人員需適時分析兩項系統在集成系統模型應用中的關聯性。為了科學集成兩項系統的內部功能，DNC 系統應精準發揮出該體系內的技術價值，有效銜接系統中的底層設備。有機融合MES 與DNC 系統期間，前者可巧妙地結合后者的數控程序，將融合后的系統當作對應的軟件管理體系。發現兩項系統存在的內在關聯后，可以在集成化體系內完成DNC 現場設備與MES 的相互連接、通信，提升集成化系統應用的準確性、安全性。

2 搭建MES 與DNC 集成化系統模型

2.1 確認模塊內部功能

在開展MES 與DNC 系統集成化模型設計前，技術人員應適時明確各系統模塊中的對應性功能。一般來講，集成化模型內的MES 在實際應用中需帶有歷史查詢、在線監控、設備管理、品質管控、文檔管理、倉庫管理與生產管理等模塊，生產管理模塊中還需包含生產追蹤與生產調度等內容，通過對該類模塊的了解，應及時掌握其內部存有的各項功能，并借用良好的功能設計來提升EMS 應用效果。對于DNC 系統來說，其內部模塊主要有數據傳輸、程序管控與數據通信等，傳達指令與信息采集等內容則會包含在數據通信模塊中，在完成各模塊內部功能的確認后，技術人員應在合理遵循該模塊功能內容的基礎上，架構出MES 與DNC 系統模型業務，為此后機械智能制造工作的開展打下堅實基礎[1]。

2.2 優化MES 業務內容

在優化MES 業務內容期間，技術人員需精準明確各模塊內部的各項業務，確認系統業務的重點管理內容，利用對系統業務內容的合理控制來提升MES 的應用水準。

首先，生產管理、文檔管理與倉庫管理為MES 業務管控中的重點內容：技術人員會將生產管理的內部功能劃分為追蹤與調度兩大部分，合理控制生產計劃進而掌握現場的生產情況；文檔管理內則蘊含著檢測報告、人員信息、工藝與產品等多項數據，可以通過業務計劃層來得到該類信息數據；倉庫管理的內部功能大部分為成品管理與原料管控等，借用生產管控功能可以獲取項目的生產結果，并將該信息數據納入業務計劃層內。

其次，MES 內還存有設備管理與品質管理，前者通常儲存車間內各項設備的基礎數據，而后者則保存與產品質量檢測相關的信息數據，利用工藝信息來完成產品質量的評估，通過對該統計結果的分析來明確MES 業務的開展效果。

最后，技術人員可以在MES 內導出歷史查詢與在線監控內容，系統生產管理功能在實際應用時會生成各項歷史生產數據信息，通過對其的記錄與保存可將相關信息匯入歷史查詢模塊，而且在完成數據信息采集之后，也可以利用該信息來掌控車間的具體形態，再通過一定的集成化處理，利用在線監督功能適時檢查出該車間的生產形態，根據其形態效果生成相應的告警信號。

2.3 設計DNC 系統業務

為增進業務數據的傳輸效果，技術人員應借助ERP（Enterprise Resource Planning，企業資源計劃）軟件來更新集成化系統模型中的各項業務任務。例如，在高效銜接系統模型與數據接口時，可以利用ERP 軟件來傳輸各項信息數據，如工藝信息、生產計劃與來料信息等，將該類信息數據傳輸到DNC 系統。在探究與打造DNC 系統時，技術人員會借用信息技術探索出該模塊內帶有的數據傳輸、數據通信與程序管控等功能，將該功能與各項信息軟件進行精準結合，利用該項舉措增進業務數據的保存與使用，提升集成化系統模型應用的安全性[2]。此外，技術人員在設計數據存入方式時，還可靈活使用數據導入形式，即挑選文件導入法或手動錄入法，利用對該項方式的靈活應用來提升數據使用與儲存效果。在當前的系統應用中還可要采取響應、指令操作、生產規則等環節的數據交換來完成對應的數據信息傳輸，保障DNC 系統業務的執行效果。

2.4 強化MES 與DNC 系統數據交換

技術人員應在集成化系統模型的數據層內完成MES 與DNC 系統的數據交換，為確保數據信息的精準性，在實際開展的數據交換中應精準確認該數據交換流程。比如，針對集成化模型的數據庫而言，要借助DNC 系統的內部功能來設計出適宜的通信請求，獲取對應的信息結果表，再通過網絡客戶端來換取MES 服務數據并執行對應業務，使用數據庫表格前要詳細輸入與通信信息數據，再利用客戶端來調整DNC 服務內容，在請求表格內查詢出對應性的數據記錄，繼而完成控制層與數據層內的聯通通信，在具體的結果表格內輸出通信信息數據。如果想在客戶端內調整MES 服務，則要及時查詢該結果表格內的通信記錄，在完成數據處理分析之后，將頁面返回到系統首頁，將MES以DNC 系統的數據交換方式展現出來，提升數據信息應用的安全性、科學性。

3 MES 與DNC 集成化系統模型在機械智能制造中的應用

3.1 開展現場加工

為增強機械智能制造產業的發展效果，技術人員可將以MES 與DNC 系統為主的集成化系統模型引入具體的機械生產制造活動，檢測其應用效果。

進行數控機床建設時，工作人員應依照該機械制造的實際發展狀況來設計集成化系統模型，將MES 與DNC 系統應用在數控機床生產制造內，提升該機械制造管理的科學性。例如，在實行現場加工前，管理人員應聯合技術人員為該現場加工設計一套合適的集成化模型應用流程，其加工流程主要包含選擇原料、原料放入原料區、安裝機械手裝夾、開展數控機床加工、設計機械手裝夾、檢測尺寸、使用機械手裝夾與包裝成品等，在確認該加工流程后，要將該加工內容放入到具體的集成化模型系統內，精準提升該模型應用的科學性。需要注意的是，在確認現場加工流程期間，技術人員應明確各項加工步驟的難易程度，通過控制各步驟的質量來提升系統應用水平，保障軟件檢測效果。例如，在完成產品加工之后，應借助機器人將其傳輸到成品區域，并實行嚴格的質量檢測，只有質量達到此前設定的標準后才能確認完工，否則應依照產品具體狀態開展重新加工。

3.2 完備應用軟件設計

從MES 與DNC 系統的內部軟件構成來看，該軟件設有客戶端程序與服務器，前者多存在于計算機設備與車間智能終端，生產過程中可放置于相應的軟件內（圖1）：技術人員可以在MES 與DNC 系統內發送相應的生產訂單，根據訂單產出的信息數據制定合適的生產計劃；將生產計劃的信息錄入生產調度中，利用良好的調度管理來生成、派送工單，引導工作人員進行科學的生產準備；將相應的數控程序傳輸到相應的指令系統，在完成指令下達后利用網絡通信技術開展與數控機床相關的設備生產；完成合適的數據采集后，運用MES 與DNC 系統內的數據分析、整合來管理產品品種；再經過合適的設備檢查后，精準確認該產品的生產加工制造情況，在保證生產質量的前提下提升設備生產的科學性、安全性[3]。

圖1 系統軟件運行流程

另外，在使用集成化系統模型軟件前，技術人員應及時檢測該內部軟件的運行狀況，通過對軟件內部各項功能的精準檢查來審視其應用質量，只有在質量達標的前提下才能引導MES 與DNC 系統軟件順利運行，在完成對該軟件的運行控制后，增強軟件使用效果。

3.3 加強應用過程控制

在確認MES 與DNC 系統軟件設計后，技術人員應開展數控機床的生產制造加工，通過對該加工過程的確定來增強系統軟件應用水平。

首先，在進行正式的生產加工前，相關人員需確認機械加工制造系統的應用位置，如車間或辦公室等。工作人員會將集成類系統模型應用在數控機床的車間內，具體工單要與各零部件的生產狀況相對應，在計劃業務層內應為生產計劃與傳輸訂單等信息數據，利用合適的生產調度工作來完成工單打印，并將該紙張發送到對應的車間工人手中[4]。工人要借助掃描槍來完成工單條形碼的掃描工作，將其獲取到的掃描信息數據放入到對應的客戶端服務器內，利用該項舉措來明確工單，相關用戶可依照該具體的工單號來追蹤各項設備的所有生產過程，且客戶端在得到適宜的信息數據后，可對系統發出一定的指令，在該指令的引導下開啟所有生產設備。表1 詳細展現了工單的具體情況。

表1 工單項目結構

其次，在確認機械制造設備內的工單數據后，技術人員可在辦公室應用以MES 與DNC 系統為主的集成化模型，利用對該模型的使用來及時查詢相關零部件具體的生產情況，利用系統內部軟件的各項功能來記錄、整理其收集到的信息數據，并借助對該項信息數據的控制來提升系統應用水平。表2 為當前集成化模型中生產的產品結構質量表，相關人員應利用其來合理檢測產品質量。

表2 產品結構質量

最后，在完成數控機床產品的機械制造生產后，技術人員還可以采用適宜的檢測方式檢查產品質量，將其檢測出的信息數據放入MES 與DNC 系統，利用其對數據信息進行仔細分析，確保產品的制造質量。

3.4 檢測使用結果

在完成MES 與DNC 集成化系統模型的應用后，技術人員應對制造出的產品進行試運行，在運行使用過程中來控制其產品的應用質量與效果，如果在使用時出現問題，不僅要及時找出該問題形成的原因，還要利用針對性舉措解決該問題，提升產品生產加工制造的科學性。

技術人員在確認數控機床內產品應用的科學性后，要及時檢測MES 與DNC 集成化系統模型的內部功能，如果在使用過程中產生些許磨損或不良現象后，要對其內部軟件進行合理修復，以增強集成化系統模型的應用質量。

值得注意的是，在當前的MES 與DNC 集成化系統模型內，技術人員應定期檢測系統模型軟件中的使用質量，利用科學儀器嚴格監測該設備的運行情況，適時找出MES 與DNC 系統間關系，在保證兩項系統合理應用的前提下優化系統內部軟件，增進該集成化系統模型在機械智能制造中的應用安全。

4 結束語

綜上所述，在當前的機械智能制造中，為了提升機械制造的科學性、準確性，相關企業應適時搭建以MES 與DNC 系統為主的集成化模型，通過對該模型的合理設計，及時消減其內部的安全隱患，以增強對機械智能制造的過程控制，并擴展內部軟件的使用范圍來增強系統模型應用效果，促進機械制造行業發展。