微締零部件MES刀具管理解決方案

刀具管理系統是車間MES的重要組成部分。通過研究國內機械生產車間的現狀，建立了一個面向機械生產車間的刀具管理系統模型，適用于中等規模生產的機械加工車間。

刀具管理系統主要由以下幾部分構成：刀具管理中心、中央刀具庫、機床刀具庫、工作地、刀具預調和刃磨間等。它們組成一個局域網，在制造執行單元內實現信息共享，并且預留接口，可以連結到整個企業網和企業外部網。刀具管理系統的模型如圖1所示。

圖1. 刀具管理系統模型圖

(1)刀具管理中心的功能

由刀具管理系統的模型圖可以看出：刀具管理中心是刀具管理系統的一個核心。它主要具有以下作用：可以接受新購刀具的信息、反映操作人員的刀具借還信息、實現對刀具庫中的已有信息進行修改和刪除、對刀具剩余壽命進行預測、實施在線監測信息處理，實時統計制造執行單元的刀具狀況，滿足工作地人員、工藝設計人員、計劃調度人員、刀具供應人員等對刀具信息的需求，優化刀具的使用，避免重復購置和丟失等現象的發生。

刀具管理中心包括刀具查詢模塊、刀具借還模塊、數據維護模塊、刀具壽命管理、刀具報表模塊。具有查詢刀具的各種詳細信息的功能;通過借還模塊使刀具使用者和庫管建立聯系，確定刀具的借還信息;數據維護功能包括三部分的內容：刀具數據添加、刀具數據刪除和刀具數據修改，應用該模塊來實現更新刀具數據庫的目的。壽命管理模塊利用數據庫查詢功能對刀具的壽命進行預測，對刀具的壽命優化進行管理，結合刀具壽命的預測機制和刀具的監控技術可以較大程度上提高對刀具使用可靠性，對刀具的磨損以及非正常破損提供全面的監控與預測。通過刀具報表模塊可實現對刀具使用情況按不同的條件進行統計報表，優化刀具庫存管理，滿足連續生產對刀具的需求。

(2)中央刀庫

在車間存放等待機床調用備用刀具，通過對中央刀庫的查詢車間刀具的儲備情況提供詳細的信息，在刀具儲量不足時提出警告。

(3)機床刀具庫的功能

制造執行單元內具有刀庫的數控機床，其各刀位安裝的刀具信息存儲在機床數據庫中，通過機床數據庫可以查詢到各刀位所安裝刀具的編號，進而通過刀具管理中心查詢到刀具的所有信息。

(4)刀具預調和刃磨間功能

刀具預調和刃磨間主要是為生產和加工準備所需的刀具。一方面，刀具磨損或破損后，在這里進行重新刃磨;另一方面，刀具預調整或進行組裝，也在這里進行。因此，刀具由于預調或刃磨后，刀具的相應信息必然發生改變，而刀具維修人員可以通過刀具數據修改模塊，更改刀具庫中的刀具信息。

(5)工作地的功能

工作地是生產的直接場所，在刀具管理系統中的的作用主要有以下兩個方面：操作者可以查詢刀具信息和對借用的刀具予以確認。

刀具管理模塊與其它子模塊集成在一起，其中車間作業與調度作為MES的核心，通過接受任務，編排計劃，下達刀具需求信息，刀具管理中心提供可以使用的刀具信息。刀具管理中心同時與數控程序管理、CAPP、NC加工系統、質量管理等模塊建立信息集成，提供刀具的信息，接受反饋信息，在車間構成了一個線路最短的信息閉環回路，使刀具信息暢通、準確、及時。

4 機械加工車間MES刀具管理系統的實現

Web技術和對象技術的日益成熟是先進制造方法與系統的重要基礎，對現代制造系統的信息集成和應用程序的發展具有深遠的影響。采用Web技術開發Internet/Intranet應用將成為現代制造系統信息集成的新趨勢。網絡與數據庫應用系統從原來的客戶/服務器結構轉向以交互式Web應用為代表的瀏覽器/Web服務器/數據服務器三層分布式體系結構或增加相應的應用服務器，使之成為適應多種應用需求的多層網絡計算模式——瀏覽器/web服務器/應用服務器/數據務器，是當前網絡與數據庫應用系統發展的趨勢。采用瀏覽器/服務器模式開發基于web的MES，其突出優勢實際是便于系統地維護和升級，有利于系統的推廣。

為了實現基于web的應用，保證數據傳輸、處理的正確性，系統服務器中的應用程序應該能夠訪問共享數據庫。ASP(Activex Server Page)是Microsoft公司的新一代動態Web開發技術，它是一種Web服務器端腳本環境。通過AsP可以將HTML網頁、ASP指令和ActiveX組件結合在一起，建立動態、交互和高效的Web服務器應用程序。ASP文件通過ADO(Activex Data Object，Activex數據對象)可連接包括SQL seHer、Oracle、Access等支持ODBC的數據庫。因此，采用ASP和ADO相結合的方法開發基于Web的應用程序，實現與數據庫的接口。目前比較流行的數據庫管理系統皆為關系型，技術上也相當成熟。可供選擇的數據庫系統有Oracle，Informix，與SQLServer等。SQL server是Microsoft windows平臺上最流行的關系數據庫，也是最流行的Web數據庫。

它是目前大中型網絡常用的數據庫管理系統，其新版本以性能優越，價格低廉而擁有越來越多的用戶。它是Windows平臺上解決復雜商業問題的優選方案，速度快且具有高度的可縮放性;具有很高的可靠性和性價比高，在提供如此強大功能的同時，其價位遠低于同類數據庫產品。考慮到目前企業操作系統一般為Windows而且考慮到sQL Server的功能完備及簡單可靠，故選擇SQL Server作為本系統的后臺數據庫。

　　在制造單元內部建立局域網，配置瀏覽器、Web服務器、數據庫服務器。web承擔信息發布和數據通信的任務，以作業和調度為核心。，完成MES所要求的功能，實施與MRP/ERP系統或其他制造單元通信，實現企業的信息集成。

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