摘要：为了满足电装生产中对各设备的工作生产状态进行全程监控，对生产数据信息进行采集、分析、统计的需要，本文以物联为基础构建了生产车间数据技术架构，并构建电装生产质量数据采集应用模型，对质量数据采集与应用系统设计进行了分析。
关键词：制造物联；电装生产；数据采集；应用
前言
制造物联是以物联网技术为基础，利用传感器等各类先进的信息技术，将互联网和各类生产资源有效的连接起来，通过可靠信息数据的传递、处理，从而实现产品制造中“物－物”互联。制造物料为产品信息的识别、产品的定位、产品的跟踪服务等各环节带来了极大的便利，该技术向大数据等新技术一样，推动了工厂制造业向信息、智能化方向发展。
一、基于制造物联的生产车间数据技术架构
本文所构建的数据技术架构是控制、物联、制造层构成的。如图1，制造物联层由很多传感网络、对象域名等组成，对生产车间的各类产品制造信息、生产动态、生产环境等进行管理。对象域名平台是自我网络服务平台，主要是对EPC代码进行传递，并基础设施中间件对相关产品的存储指明服务器。基于这一生产数据技术框架，制造执行层、外部信息管理系统等不需与生产设备、监控设施直接进行数据传输，在制造物联层完成即可[1]。
图1 制造物联车间技术架构
二、基于制造物联的电装生产质量数据采集应用模型
（一）采集需求和数据分类
在电装生产中的各个环节，各道工序，对生产质量有着直接的影响。焊接直通率低、检验信号不稳定等都是大多数电装车间存在的问题。从质量管理的角度看，技术水平比较低，不能准确的收集各类信息数据；很多的数据并不是电子化的，数据检索、查询存在很大的困难；图表的制作、计算等各环节大多都是人工进行，由于各类数据计算量大，计算过程比较复杂，所以，得出的结果与实际情况存在很大的误差。要使产品的生产质量、管理水平得到提高，就需要对产品制造、生产中，电装设备的刮刀速度、压力等各项参数进行全程监控，一旦发现某个环节出现问题，就要及时进行更正，以免不合格产品到下一道生产工序中[2]。同时，要做好对相关产品批次、质量等的记录、分析，满足产品质量问题可追溯的要求。另外，还应该制定质量检验标准等各项工作，为统计过程工具自动化分析创造条件。
根据上述要求，质量数据采集可以面对固有属性数据、工艺属性数据两类数。前者指的是不随工艺变化而变化的数据，即制造产品的工位、物料编号等。后者指的是随着工艺的变化而变化的数据，即各类设备的运行状态等。
（二）数据采集应用模型
数据采集模型主要包含三方面内容：
第一，底层的支撑层，提供最基础的数据信息管理服务功能，即各类产品的资料信息、工艺资料信息、不良问题编码、维修等等相关内容，是质量问题分析及管理的基础保证[3]。
第二，中间是采集执行层。按照电装生产工艺规划流程，利用射频识别 标签或者是条码识别等方式，在产品生产、组装等各个环节进行质量数据信息的采集，并将采集到的各类信息向生产管理系统进行及时反映，保证产品生产的顺利进行。
第三，顶层是数据运用层。根据采集到的相关质量数据信息，对产品质量问题进行追溯。
三、基于制造物联的质量数据采集与应用系统设计
（一）系统物理架构设计
系统主要是以以太网为基础，实现各工位、各设备等相互间的互通互联，在生产车间局域网通过生产监控、扫描枪、移动终端等各类设备，把采集到的各类数据信息通过网络平台传递到相应的服务器中，完成产品生产过程的质量管控、分析。生产车间区域网主要是将交换机和主干网络连接起来，并构建通讯链为上层数据库服务器及质量数据采集、数据交换提供条件，从而实现产品质量采集应用系统和执行管理系统的互通互联，支便于相关人员的及时监管[4]。
（二）系统功能设计
在制造物联技术架构之下，产品质量数据信息采集及应用系统，对电装生产各环节的产品质量、设备运行情况等相关数据进行采集、监控，同时，还可以利用系统界面等终端对相应数据信息进行适时查询、追溯。其模块功能如下所示:
第一，基础数据管理。主要定义各种质量标准数据信息，支持检验结果和标准的数据信息的对比，并对各类问题代码进行编制等。
第二，数据采集。接受各类文件信息，利用PC、DCT各采集点对各类工序、工位、物料等信息进行收集[5]。
第三，工艺追踪。对工艺生产过程进行追踪调查，利用SPC 对产品生产中的质量波动等一些异常情况进行监控，并及时向生产管理系统进行反映，一旦工艺中异常情况出现的频率高于限定值时，系统就会自动报警，便于相关人员及时采取有效措施，解决问题，提高产品质量。
第四，检测管理。主要是对IQC 、IPQC 、OQC 抽检进行管理。
第五，质量追溯。从产品生产制造、加工、组装、应用等各个环节的质量问题进行追溯，及时发现产品的质量问题，并进行改进。
第六，统计分析。根据产品生产的实际情况，对各类型号的产品进行不良率和原因分析，形成分析报表，并通过KPI统计数据进行展示。
结语
基于制造物联的电装生产质量数据采集与信息分析，可以确保质量安全，提高产品质量管理水平。在以后的相关研究中，还需要对系统功能进行进一步的完善，并在实现产品质量数据采集、独立应用的前提下，对系统和生产车间的MES 集成进行深入分析、研究，让相关的质量数据可以更加及时的反映到MES系统，便于产品生产的顺利进行。
参考文献：
[1]姜兴宇,王世杰，赵凯，周浩民. 关于面向网络化制造的智能工序质量控制系统[J].机械工程学报,2014(12):186-194．
[2]李聪波,刘飞,易茜,张利平.基于关键链的再制造系统不确定性生产调度方法［J］.机械工程师,2014(17):136-138．
[3]刘继红,余杰,朱玉明.浅析基于制造物联的航天产品研制过程的技术状态控制技术[J].计算机集成制造系统,2014(2):78-85．
[4]聂志,冷晟,叶文华,等.基于物联网技术的数字化车间制造数据采集与管理[J].机械制造与自动化,2015(15):156-159．
[5]樊明申,张艳明,徐菊成.基于 MES 的某企业数控车间生产管理系统的设计与实现[J].南京: 南京航空航天大学,2016(28):321-326．
论文作者:吴军民
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/24
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