前言  

    信息革命是繼農業革命、工業革命之后的第三次產業革命，它正在引發人類歷史上第三次歷史性的飛躍。正是信息化的實際應用把人們從可見的機械應用帶入到了虛擬的數字信號應用。信息化的實際應用有效的推動了制造業的快速、高效地發展。在中國，航空制造業、汽車制造業、電子制造業等領頭行業引領著工業制造信息化的發展潮流。隨著計算機技術、網絡技術、信息管理技術以及CAD/CAE/CAM集成化技術的逐步成熟和廣泛應用，為企業實現數控設備的有效管理和設計制造一體化提供了強有力的技術手段。機車制造業的信息化實際應用起步比較晚，發展緩慢，但卻具有廣闊的發展空間。作為機車行業的排頭兵，大同電力機車有限責任公司充分考慮了信息化對工業化的強有力的推動作用，投資引進現代化的CNC加工設備、先進的CAD/CAM技術等組建高水平的專業化生產車間。特別是隨著企業新的高精設備數控設備的數量不斷增多，系統繁雜，管理困難。如何加強對它們的管理、使其發揮出最大的經濟效益成了企業制造信息化建設的重要課題。公司在充分考慮了信息化整體集成后，提出了分布式多用戶DNC系統解決方案。

1、DNC的作用       

    廣義上的DNC分布式數字控制（Distributed Number Control），是以計算機技術、通訊技術、數控技術等為基礎，把數控機床與上層控制計算機集成起來，從而實現數控機床的集中控制管理，以及數控機床與上層控制計算機間的信息交換。它是現代化機械加工車間實現設備集成、信息集成、功能集成的一種新方法，是車間自動化的重要模式，是實現MES等系統的重要組成部分，是實現CAD/CAM和計算機輔助生產管理系統集成的紐帶。           

    具體來講，DNC系統可以有效解決目前數控生產車間一些普遍存在的問題。

    1.1車間現有的數控系統繁雜，各系統之間所用的通訊程序也不一樣，同車公司的數控機床涉及的數控系統包括MELDAS 50L、NUM、FANUC、Siemens等幾十種，每種不同的控制系統又有多種不同的型號，造成相互之間互不兼容的現狀，給技術人員、操作人員的編程和應用帶來很多不便，大大地限制了零件的轉移加工。

    1.2幾十臺數控設備分布零散，坐落在十幾個跨，五個車間，全部單機作業管理模式，無論是在程序的傳輸還是在機床的管理上都存在很多不便。如，我們目前程序的傳輸基本為直接輸機或通過軟盤傳輸。就機床的數量而言，分別為每臺機床傳輸程序占用的時間就很大，直接影響機床的使用效率。

    1.3程序流程的審批一直以來走紙面流程，缺乏嚴格統一的流程審批管理制度，機床長期存放大量程序，版本管理成為問題。

    1.4缺乏有效收集機床利用率、加工工時、故障報警等實際數據的手段，數據的共享與收集成為問題。這些信息的收集將是PDM和ERP輸入信息的基礎，也是各項管理工作的基礎。

    1.5程序傳輸用單機或筆記本的形式，頻繁的熱插熱拔容易燒壞機床接口。

    1.6部分老的數控系統，內存空間有限，程序一多，機床的內存空間就不夠了，大量的加工程序不得不進行反復的刪除和鍵入，直接影響到數控機床的使用效率。

    2、DNC的實際應用

    2.1 網絡建設                

    考慮到計算機控制的靈活性以及數控機床相互之間的影響性，網絡布線采用了單串口服務器的星形拓撲結構。直接利用公司現有局域網，將網絡延伸到各設備節點，從而使數控設備與各個服務器及工作站形成一個統一的網絡系統。每臺串口數控設備上都分別裝有一臺單串口設備服務器，實現任意設備與以太網直接相聯，達到在以太網上的任意一臺計算機，都可以直接控制任意一臺數控設備。同時兼顧網絡傳輸對距離的局限性，在車間距離較遠的位置設置了二級交換機。

    這樣的布線方案具有以下特點：

    2.1.1靈活性好，管理思路清晰，可以做到任意一臺計算機都可以直接控制任意一臺數控設備，與多串口服務器相比，數控設備控制的靈活性更大。

    2.1.2可靠性強，因為這種連接方式是典型的星型連接，即便單串口設備服務器發生故障，只會影響一臺設備。

    2.1.3不受RS232傳輸距離的限制，確保系統傳輸穩定可靠。

    下圖為網絡布局示意圖。

2.2 管理流程          

     考慮到公司的管理模式，CIMCO DNC的實施采用多用戶二級管理模式。分為高級權限用戶、車間二級管理權限用戶二級。主要流程控制由車間獨立完成，形成各車間管理小模塊，同時各管理小模塊又通過公司網絡并入公司級管理模塊，從而實現管理的統一性。          

     各車間分別設立編程員、審核員、批準員，利用CIMCO DNC程序管理流程進行程序的過程審批，并將固定后的程序歸檔進入PDM數據庫。         

    程序定型后，操作人員根據生產指令，到指定地點進行程序調用，程序加工完成后，程序上傳車間編程人員，編程人員對程序是否改動進行比較驗證。

    下圖為程序管理審批流程示意圖。

2.3 實際應用  

    2.3.1高級權限員的應用         

    高級權限管理員根據公司生產組織現狀進行用戶創立、權限分配。

    2.3.2車間服務器/客戶端的應用          

    在生產車間技術組設立車間級服務器，用來管理車間技術組一定數量的數據庫客戶端，根據車間實踐情況進行用戶設立和權限開通。可以瀏覽本車間數據庫內的程序和各種信息。在數據庫客戶端上，技術人員可以對數控程序進行管理，數控程序的整個審批流程在本車間數據客戶端實現。編程人員定期根據生產任務把加工程序添加到指定地點。

    2.3.3加工現場的應用      

    為了加工現場操作人員的實際應用，在車間現場設置了客戶端，操作人員可以根據個人權限進行加工程序的調用、工藝文件、程序仿真的查看以及三維模型、教學錄像的觀看等操作。

    下圖為生產現場觸摸客戶端。

    同時操作者也可以通過數控機床操作界面進行程序的傳輸。

具體分為以下幾步：

1、在機床端通過控制面板，向服務器發送查詢請求，服務器自動識別請求端口，并向請求端發送當前的數控程序列表。

2、根據生產指令和操作工藝卡片，在數控程序列表中找到生產所用加工程序，在需要調用的數控程序行前面加上請求發送的標志信息，然后向服務器發送該程序列表。

3、服務器根據接收到的程序列表和所請求發送的標志信息，自動向相應的端口發送要求的數控程序。

4、在機床端接收請求發送的數控程序，然后進行程序的實際加工。加工完成將程序上傳編程人員進行比較驗證。

3、結束語     

    數控機床網絡CIMCO DNC應用和實施，使機床的程序傳輸效率和傳輸準確性大大提高，對生產過程的監控、管理具有很大的輔助作用，使數控程序的管理規范化、系統化向前邁出了一大步。同車公司有了目前的數控機床網絡管理系統，為將來的車間生產管理系統、設備在線維護系統和上端的PDM、ERP等系統提供了一個鏈接的平臺，成為了整個企業信息化建設的重要組成部分。