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西航:CAXA 收集DNC与PDM、MES的集成

2020-03-17    作者:    来历:caxa

公司背景

中国一航西安航空发念头(团体)无限公司(简称“西航团体公司”)始建于1958年,是中国大型航空发念头制作基地和国度1000家大型企业团体之一。公司现有工程手艺职员2500多名,具有各类国际外进步前辈的冷、热加工设备和计量测试设备4000余台(套),前后取得了150多项省、部级以上科研功效奖。研制出产了涡轮喷气发念头、涡轮发电装配、涡轮电扇发念头、燃气轮机。公司的品质体系经由进程了ISO9000系列规范认证。公司被列为国度863打算CIMS工程操纵树模企业。

公司还别离与英国罗罗公司、美国普惠公司和以色列叶片手艺公司、德国巴克杜尔公司成立了三家合伙公司;与浩繁国际闻名的航空企业成立了安定的协作干系,外贸创汇持续多年位居国际同业首位。公司产物开辟构成了以剑杆织机、高速线材精轧机组、燃气轮机、风力发机电组、石化设备、铝型材等为主导、触及浩繁行业的高手艺、高附加值、多元化的产物群。公司的品质体系经由进程了ISO9000系列规范认证。公司被列为国度863打算CIMS工程操纵树模企业。

西航团体公司在信息化扶植上,已完成企业公用园区收集扶植,接入计较机3000多台;CAD/CAM/CAPP/CAE数字化制作手艺已取得深切操纵;已搭建公司OA体系、车间办理体系等企业办理信息体系;公司的ERP体系正在分步实行;PDM体系正在扶植中;AMRO体系一期已实行完成,今朝正在停止第二期的实行使命。DNC体系联网已跨越300多台设备,今朝仍在进一步扩大。

企业必要

在实行DNC体系之前,企业外部设备加工数据传输/办理存在以下题目:

1.传输体例掉队、传输效力低下:1)接纳条记本一对一的传输体例;2)接纳台式计较机一对一传输体例;3) 传输软件和传输介质差别一

2.数控法式办理紊乱,不可追溯性

3.没法完成信息体系间的有用集成

4.不宁静身分多

04年公司启动车间DNC体系选型,在颠末了对多家国际外供给商比拟后,终究与CAXA>签订了第一个54节点车间收集DNC条约。厥后CAXA DNC体系在公司内连续扩点,到07年末体系团体设备接入DNC体系数目已跨越了300多台。

斟酌到公司各局部必要的差别及公司全体信息化的必要,归结总结出公司对收集DNC的必要:

1.加工代码/设备参数等收集化传输

2.完成一对多的收集化传输

3.完成数控法式传输24小时呼应

4.完成对叶片的不间断在线加工

5.完成散布式远间隔传输

6.进步数控的传输效力和精确性

7.代码等文档的流程化办理

8.基于权限和脚色对数控法式的体例进程停止流程化办理

9.对数控法式停止版本化办理

10.设备加工信息收罗

11.对机床运转时的加工信息停止反映和收罗,以便反映出机床的操纵率、加工工时等关头信息

12.收集DNC必要撑持西航团体此后达到1000台数控设备收集

13.DNC体系与PDM(UGS Teamcenter Engineering)、MES(西工大MES)体系的集成

本文重点先容最初一项:DNC体系与PDM、MES体系的集成。

DNC体系与PDM、MES集成架构

 
图表 2 DNC与PDM、MES集成框图

上图中,DNC办理模块、DNC通讯模块、DNC收罗模块、MES体系都属于办事器/客户真个体系。

体系集成关头手艺

打算实行

通俗PDM办事器可撑持的并行登岸客户端现实数目为数百人,但在大文档并行文件传输能力上要弱良多。因为凡是环境下,一个企业中不可以或许或许产生数百名设想员和工艺员同时上传或下载大文档的景象。对数控加工来讲,这类景象则很罕见,以下班的头1小时中,一切的数控机床操纵工同时从办事器下载当天必要加工法式,这很轻易形成收集拥挤。CAXA就此题目接纳假造手艺停止过测试,以500点并发3兆文档,发明今朝不哪一种PDM单办事器体系可以或许或许撑持,多办事器体系要做到实时双向数据同步也长短常坚苦。

鉴于西航团体企业范围和数控机床将来数目考量(今朝近600台,将来必定跨越千台的量级),必必请求PDM办事器与部属DNC办理办事器、DNC通讯办事器中的文档必须完成单向实时通报。这是一种超大范围的实行文件同步手艺。属于今朝信息化手艺中的难点!

规范DNC、PDM代码文档通报流程:


图表 3 规范DNC与PDM之间文档通报流程

代码文档集合存储在PDM文档办事器。

l.工艺员——登岸PDM办事器,在PDM办理下作代码编程,代码文档上传机制只要两步(PDM客户端到PDM办事器端),按企业工艺职员总数推算,同时登岸的职员约30%,若是企业工艺员500人,30%即150同时在线,此中按有可以或许或许产生同时上传代码职员最大概率50%计较,约75个并发上传使命。这对PDM办事器来讲承担相对不题目。

2.操纵工——登岸机床界面,从PDM办事器取得代码。按千台数控设备,操纵工1000人计较,天天下班第一件事便是挪用加工代码,是以同时从PDM挪用代码的概率约90%以上,按90%计较为900个点并发下载使命。若是每一个操纵工使命均匀代码量为5兆(若是叶片精加工,代码可达40兆以上),PDM办事器将在短时候内将有4.5G的文档要下载。

3.骨干网承担——操纵工的下载使命承担+工艺员上传承担+企业OA使命承担+办理职员利用ERP的承担,如许企业在下班后的一个大事内骨干网梗塞的可以或许或许性庞大!这对靠PDM供给法式加工的大批机床来讲,长短常严峻的工作。

看来要处置西航团体公司骨干梗塞的题目,最首要是处置操纵工并行下载题目。

从工艺职员和机床操纵工数目比值看,若是将工艺员上传代码文档的途径耽误,如当工艺员向PDM办事器上传文档时,同时由PDM办事器主动向上级分厂DNC办理办事器下发,DNC办理办事器持续向上级车间DNC通讯办事器下发。如许当操纵工必要数据时,间接从间隔其比来的车间办事器下载,这时候数据的通报已不走企业骨干网,而是车间内的局域网。如斯可将本来天天下班后1小时内,骨干网承担处置。

改良后DNC、PDM文档通报框图:


图表 4 改良的DNC与PDM之间文档通报流程

从上图看,因为工艺职员上传文档时,路经延长,仿佛对骨干网承担减轻,但因为工艺员的数目比操纵工少良多、工艺员同时上传文档的概率比操纵工同时下载的概率小良多,是以如许改良比拟公道。

多办事器架构数据同步题目的处置

西航团体DNC收集三级办事器架构,若是要完成数据同步,以现有的PDM文档办理手艺处置并不难,坚苦的是各办事器数据实时同步。

西航团体数控加工中,大大都操纵工只必要下载加工代码,不必要上传。是以各办事器的数据同步可以或许或许看做单向同步,即工艺员点窜了PDM办事器上的文档后,从PDM办事器向下各办事器的单向通报同步。

因为前述并行题目的处置,转变了文档通报流程。当PDM办事器上的代码文档产生变更时,应致使部属两级办事器产生链式反映变更,终究让数千台数控设备在必要数据时,从就近办事器上取得数据,如许能力就保障了数据的单向实时同步,操纵工下载的永久是最新的加工代码。

若是在产物试制阶段,必要从机床回传代码到办事器。机床回传的代码起首达到DNC通讯办事器,再由DNC通讯办事器主动回传给DNC办理办事器。因为DNC办理办事器和DNC通讯办事器的发送和领受文件夹是分隔的,是以机床回传的代码文件不会笼盖发送文件。当工艺员批准回传的文件无误,能力够或许将机床回传的文件手动上传PDM办事器。故从操纵形式看,回传文档差别步题目。

办事器架构的数据集合与分离机制(散布式数据冗余保障)

规范的散布式文档办理,是将文档在PDM总办事器上停止假造的办理,让用户看到的是一个全体库,现实上文档按区散布到各个文档办事器上。这类体例总办事器上只要局部文档或完整不文档,文档都分离存储在各个办事器,数据不具有冗余性。若是必要冗余,常常只能接纳按时同步以保障数据的独一性。

西航团体因为其加工零部件的主要性,请求数据必须具有冗余,是以在体系集成中,团体PDM办事器上应具有全数的数据、同时候厂的DNC办理办事器上具有团体PDM办事器中该分厂区块下的一切数据,车间DNC通讯办事器上具有该分厂DNC办理办事器中该车间区块下的数据,以此保障全部企业三级架构中的数据冗余。任何一个节点呈现丧失,其高低节点层都还保管有它的完整数据。

上述多办事器架构道理,已能保障这类数据冗余特色。

DNC办事器与PDM办事器上的文档布局树分歧性机制

为保障DNC办事器与PDM办事器上文档的分歧,必须在DNC办事器上成立与PDM办事器分歧的文档布局树。普通DNC体系不供给产物布局树(大大都属于文件夹办理形式),而PDM的布局很庞杂,是以在DNC和PDM集成中,必要革新DNC的产物布局树。

CAXA收集DNC办理体系供给产物布局树,且具有批量导入设想/工艺文件(DWG、EXB等)并按照文件属性主动成立产物布局树的功效。但原始产物布局树的最末节点为“整机”,如许必须按照西航团体公司的环境对其停止革新。

革新成果:

在DNC的文件中增添工艺规程版本号、工序号、机床号属性。

DNC可按照PDM供给的产物型号、零部件号、工艺规程版本号、工序号、机床型号、代码称号主动成立产物布局树的节点和文件属性。

接口文件更新笼盖机制

PDM文档向DNC通报时,DNC必要在DNC接口中开辟两个机制:文件写入和删除。

文件写入机制:

l.检索——必要按型号、部件、整机、代码文件称号、工艺规程版本号、工序号、机床型号检索代码。

2.判定——文档是不是已存在,如不存在必要新建该文档,并将文档载入,同时将将PDM通报的文档途径、工艺规程号、工序号、机床型号作为文档属性写入。

3.笼盖——文档已存在,按笼盖载入,同时将将PDM通报的文档途径、工艺规程号、工序号、机床型号作为文档属性写入。并更新文档写入时候、版本号。

删除机制:

l.检索——必要按型号、部件、整机、代码文件称号、工艺规程版本号、工序号、机床型号检索代码。

2.删除——删除文件,同时在DNC日记中记实该删除操纵,包罗删除时候、删除人。

接口网路通报进程掩护及告警机制

PDM文档点窜后,体系将PDM中变更的文档,向DNC文档传输进程中有多个题目存在:

l.传输肇端,收集毛病处置——针对网路姑且梗阻或永劫间断的处置

2.传输肇端,对方接口办事不存在的处置

3.传输肇端,对方接口权限缺乏环境处置

4.传输进程中,收集毛病处置——针对姑且间断或永劫候间断的处置

5.传输肇端,对方接口办事不存在的处置

针对上述种题目,必须成立一套文档传输掩护及报警机制。

通报进程中,由DNC接口函数处置收集状况,若是发明收集毛病,前往给PDM收集毛病信息。若是收集一般,进入传输,传输进程中产生收集毛病,必要在大众中心表中插手未完成信息。

DNC接口必要否有未传输文档及传输不完整文档存在,若是有则实时监测与PDM办事器收集毗连状况,当收集毗连一般,必要从头触发数据传输。

同时必要的功效另有:当发明办事不存在,还必要从头启动对方接口办事的机制和对方接口权限缺乏必要告警的机制。

同理在DNC体系和MES之间也要成立近似的数据传掩护及告警机制:当DNC办理模块向DNC通讯模块下发代码时,若是收集呈现毛病,需向MES发送告警信息,同时启用断点续传等功效撑持停止处置。

DNC传输体系与MES体系的数据互换

数据互换机理:MES担任工序的派工打算,当车间出产调剂职员将某道工序派往某台机床时,必要向DNC体系传递一个信息:该工序的整机号、工艺规程编号、工序号、设备号。DNC领受了该信息后,必要按照整机号、工艺规程编号、工序号三个前提,在产物布局树下检索到该整机节点,并在该节点下按照工艺规程编号、工序号、设备号检索加工代码(按代码属性检索),检索到后将这些代码传递到DNC通讯办事器响应的设备节点下。

DNC体系与MES接口设想:


图表 7 DNC与MES接口框图

DNC数据收罗模块与MES的数据互换

在实行西航团体DNC与PDM、MES集成项今朝,CAXA DNC规范数据收罗模块为单机形式,数据库架构以下图:

可以或许或许看出上图的架构固然合适高速数据收罗,但不合适西航团体的现有的多级散布式架构。

为合适西航团体的大范围多级散布式架构,从头为西航团体设想收罗架构:


图表 9 DNC收罗模块与MES体系布局改良图

接纳上述布局后,不管接纳网卡收罗的机床、经由进程加装硬件传感器停止收罗的机床仍是间接利用串口代码反映的机床,都可以或许或许将收罗到的数据写入同一数据库并在计较后供给给MES利用。

打算实行结果

l.完成了PDM中的加工数据与DNC中加工数据的实时单向同步;

2.在大范围数控加工中完成现实并行300台以上,现实并行可达千台。

3.在大范围数控加工中下降了企业骨干收集的承担,并保障了数控机床可以或许或许实时取得加工所需数据;消弭了收集拥挤形成的机床下载迟滞题目和企业骨干网突发间断形成的加工间断题目!

4.取得了出产加工数据的多级冗余,保障了企业数据宁静。

5.DNC与MES的集成完成了车间打算指令与机床的物理接洽关系,同机会床的出产状况能实时反映给MES,为MES的工序加工打算供给靠得住的根据。