盖茨胜地汽车：CAXA DNC助力搭建数字化车间

公司背景

盖茨胜地汽车水泵产品（烟台）有限责任公司（简称烟台盖茨胜地汽车水泵公司）成立于2006年7月，公司主要研发生产汽车水泵及其附件、汽车发动机附件、硅油离合器、汽车用压铸铝件及相关产品。烟台盖茨胜地汽车水泵公司目前已经具有近百台机加设备，10多条生产线，有批量提供1000个型号年产200万台的生产能力。近年来，随着企业的发展和企业信息化工作的推进，已经完成的信息化项目有技术部门的CAXA图文档，可以管理产品的设计图纸；设计人员采用CAXA电子图板进行绘图，利用SAP的ERP改进了工作流。通过信息化建设，使企业的生产能力有了显著的提高，水泵的生产已经由2005年的510000台达到2008年的1077000台，信息化的应用在企业的发展过程中发挥着越来越大的作用。

企业面临挑战

（一）在数控设备通信方面：

1)、加工代码一部分由操作者自行在机床上编辑，在编辑的过程中机床是停止的。这样不仅耽误加工，而且还容易出错，造成设备的利用率十分的低。

2)、加工代码一部分由编程员用PC机编制，编制完成后通过U盘将程序拷贝到机床里或通过计算机传输到机床，这种方式占用人力，也耽误加工，而且还是很容易出错，造成设备的利用率不高。

3)、使用现场RS232连接方式，线路距离有限制，生产现场放置电脑或用笔记本来传输程序，粉尘、油污对计算机性能有影响，也不符合标准化管理要求。

4)、如果RS-232口受经常插拔的影响，会导致传输过程受干扰丢包及串口故障，结果导致错误代码加工出废品，一旦硬件接口被损坏，不仅维修代价昂贵，更重要的是会耽误宝贵的生产时间。

5）、由于产品型号多，设备内存也有限，因此在生产的负责人要经常将机床内的程序拷贝到办公PC上，随着产品的型号升级及新产品的研发不断加大，文件数量成倍增加，造成查找困难，并且不能保证所有有用的程序都公司都有备份。

（二）在工艺文件/代码管理方面：

1)、程序编制流程没有规范，编程人员程序编制过程没有按编制—校对—审核等流程严格规范，不符合新时代体系认证。

2)、程序一旦加工完成后，不回传到服务器保存，程序生命周期没有得到控制。

3)、大量的程序都存放在机床里，占用机床内存，使机床反应缓慢。

4)、程序分散放在计算机或机床系统内，不利于共享和管理，且容易丢失。导致重复工作增多，成熟的经验无法继承和利用。

5)、产品的变形设计导致程序的更改，需要产生很多有效版本，目前基本依靠技术人员来区分不同版本的加工文档，这种文档版本管理方式不规范且难以形成对产品的有序版本管理，时间一长，问题就会很突出。

6)、大量重要的数据需要进行备份处理，例如：机床参数、数控代码等的备份，以应对系统灾难的发生。

CAXA项目实施

2009年新春伊始，烟台盖茨胜地汽车水泵公司与CAXA签署合作协议，CAXA将协助其共同搭建车间数字化网络平台。结合实际情况，依托公司现有网络系统为支撑，建设数控机床网络环境，以CAXA网络DNC为平台，将生产设备纳入到网络化管理之中，解决数控机床通信、程序管理等问题，形成全厂级畅通的协同工作。

CAXA可以提供以下机床接入方式，分别是多串口卡接入，多串口服务器接入，有线局域网接入，无线局域网络接入，超远程无线接入，电力接入及混合接入方式等，（如下图）考虑到企业的实际情况，最终采用有线+无线的方式进行数字化车间的建设。

考虑到盖茨公司车间实际布局及机床接口情况，具备网口的直接接网口；具备RS232口的，采用有线智能终端方式接入。

有线智能终端方式就是在每台数控机床前放置一台微缩型智能终端，它具有独立的IP地址，并具有RS232功能，能够按照一定的协议和数控机床及网络上的服务器计算机进行数据交换，这样可以将RS232线路缩到最短。另一方面，由于服务器不直接和数控机床的RS232接口通信，而是以10/100M的速度与各终端微缩计算机进行网络通信，因此单台服务器可控制的机床数量将比单纯的多串口通信多很多。这个微缩计算机我们称它为微型智能终端，它内部具有独立的CPU和内存，外部具有两个接口：以太网络的RJ45接口和RS232接口。每台机床使用一个智能终端，这样相当于每台机床具有一个独立的IP地址。真正做到将机床联机到以太网络中，布线时不需要布置成本昂贵的串口线路，只要布置通用以太网即可。另外，此种通信方式真正做到将串口线路缩短到最短，增强了串口通信的稳定性。当一台智能终端发生故障，只影响一台数控设备，其它设备不受影响，并且计算机服务器的并行处理能力大大提高。

CAXA 网络DNC通信模块在网络DNC系统中起很重要的作用，它完成的基本功能是代码的双向传输，除此以外还可以完成机床参数设置/加密/备份、代码校验仿真、高级参数设置、加工数据采集等功能。CAXA 网络DNC通信模块自动传输/监测稳定可靠，能适应365×24的工作模式，保证长年全天24小时开机工作，不会影响机床的三班倒或节假日加班运行；支持线路受干扰后数据丢包、缺损的自动补齐，字符自动效验功能，保证数据传输稳定可靠。

CAXA网络DNC系统支持SQL SERVER、ORACLE、DB2数据库，所有被管理数据均置于信息中心DNC服务器中，管理客户端在工艺相关部门客户端上动态浮动，工艺相关人员可在任意一台安装有CAXA网络DNC管理客户端的计算机上登陆，方便地在电脑上查询生产计划、数控程序、刀具清单、零件的三维视图等相关信息并进行代码仿真。

CAXA网络DNC管理模块采用TEAMVAULT作为内核，是新一代的集成化并可扩展的数控车间管理解决方案。管理模块用于用户权限管理、文档版本管理、流程管理、系统恢复/自动备份、系统设置、结构管理、任务流程处理、检索工具、机床名映射等。

CAXA网络DNC管理模块支持开放型数据库，对数控程序的各种信息：程序号、图号、零件号、机床、用户信息等进行数据库管理。在网络DNC系统中有产品结构树、设备结构树、文档结构树，以便对车间的设备和文档进行分类管理；在文档结构树节点下可放置各类文档。产品各节点可定义各类属性，如零部件号、名称、自制件、标准件等。CAXA网络DNC具有多级混合权限安全控制，可以按企业结构树、角色、用户、目录结构（产品/机床）进行权限管理。具有灵活、完善的系统权限管理功能，按照工作职责设置系统管理员、数据管理员、程编员、审核人员、批准人员、机床操作员等角色，并且针对不同的用户由系统管理员设定不同的使用权限。程序版本管理可以确保机床使用的是版本程序，以版本号的形式记录程序版本，流程中的更改以小版本记录，出入库编辑以大版本记录，可以保存程序的历史版本文件，各个版本可以得到拷贝。每个版本的变动在DNC系统中都有详细记录，依此可以查看该程序的所有被编辑过程，进行编辑追踪。

CAXA网络DNC管理模块可对程序进行复合查寻，可以按零件、工号、机床、客户等进行任意查询；能对生产过程中产生的程序相关图档能进行批注、批阅等处理；在机床节点或产品节点上，允许用户自定义统计汇总表，并能够将统计汇总表在权限控制下输出Excel表格；服务器端系统支持数据/文档的备份及恢复功能，且具备定时自动备份功能，可实现自动定时备份；使用电子仓库（Vaults）实现产品图文档的集中、安全的保存与管理。有检入库、检出库、归档库、模版库的设置；开放型的管理系统，可以方便的进行软件的二次开发，和企业使用的各种管理信息系统进行集成。

项目实施效果

利用CAXA的网络DNC将生产设备纳入到网络化管理之中，形成了设计、生产的协调统一。通过搭建车间数字化网络平台，实施CAXA网络DNC项目使企业生产的信息化有了一个明显的提升，主要表现在以下几个方面：

1、通过车间网络的建设将50台数控机床连接到企业的骨干网中，实现了机床的网络化管理。

由于在DNC实施之前车间的生产现场桥架、电源等已经安装到位，地面已经美化，如果*采用有线的方式，则不可避免的需要在地面开槽或者从工具间到各条生产线高空架线，既不美观又影响车间的整体整洁，因此采用了无线加有线的方式，通过这种方式，在保证数据传输的前提下，保证了车间的整齐划一。而通过将机床接入企业网中则可以实现机床的网络化管理，目前已经可以实现程序的传输等功能，以后根据企业的发展要求还可以进行生产管理等建设，最终实现企业生产的无纸化。

2、此次项目将原有的CAXA图文档软件进行了集成，保证了设计和生产数据的统一。

此次项目将DNC的管理模块和CAXA图文档软件进行了集成合并，使得企业的产品数据*在一个管理系统下应用，保证了每一个产品下面有完成的设计图纸、工艺文件、加工代码以及产品相关的文档，保证了企业产品数据的完整性。由于企业多年来的发展，每一种产品都有大量的相关文件，长时间保存后查找起来将会非常的困难，通过此次整合将数据*的分类归档，为今后的查询或者设计改型提供了正确的数据保证。

3、此次项目完善了设计生产的流程化管理。

通过采用DNC管理中的流程管理，可以保证从产品的设计、审核、标准化、编程、代码传输直到产品的加工完成，每一个环节都可以做到有据可查。在以后的应用过程中可以实现从设计到加工代码传输到机床的过程无纸化。

4、通过日志的管理可以保证每一步过程都有据可依。

CAXA网络DNC提供日志的记录功能，操作者的每一次操作都会在数据库中产生日志，一旦生产中出现问题，都可以追溯到相关的责任人。

5、能够有效的提高企业的生产效率

机床操作人员在机床数控端就可以自动调用服务器上的加工程序，同时可以将重要的程序保存到服务器中。不必因为程序传输问题在机床和计算机间来回奔波，节省了大量的操作时间。较传统的通讯方式相比，可提高50％的工作效率。

机床的有效工作时间指机床用于实际加工零件所占用的时间。比如按50台RS232接口机床计算，联网后可以在一个季度内为公司成本上节约上万元，（按50台机床每周六天，每天平均输入程序1次，每次从技术人员处取得程序要10分钟，则每周输入CNC程序的准备时间消耗为50小时,一季度为600小时，相当于2-3台机床一个月没有生产，其机床的折旧成本，人工工时、管理成本，能源成本等）网络DNC通讯相关模块可以结合网络DNC管理模块，灵活分配工作任务，既避免机床工作任务超负荷，也避免机床处于空闲状态。即可以对生产任务进行优化，提高机床有效工作时间。

烟台盖茨胜地汽车水泵公司搭建车间数字化网络平台，实施CAXA网络DNC项目提高了生产效率，缩短生产准备周期，提高数控设备利用率，提升了公司的现代化信息化管理，应用很成功，效果很显著。