基于DNC系统的数字化车间程序管理与数采的研究与应用

基于DNC系统的数字化车间程序管理与数采的研究与应用

桑弘鹏庞明仁姜焕利

中车唐山机车车辆有限公司  河北  唐山  063035

摘要：数字化车间已经成为现代制造业的趋势，数字化车间通过将传统的生产过程数字化，实现生产数据的实时监控和分析，提高生产效率和质量。数字化车间的实施需要一个强大的程序管理和数据采集系统来支持。DNC系统作为一种重要的数字化车间管理工具，可以有效地解决程序管理和数据采集的问题。基于此，本文章对基于DNC系统的数字化车间程序管理与数采的研究与应用进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：DNC系统；数字化车间程序管理；数采；应用

引言

数字化车间利用信息技术实现生产过程的可视化、可追溯和自动化，可以提高生产效率和质量，降低生产成本。而DNC系统作为数字化车间中的重要组成部分，可以对生产过程进行实时监控和数据采集，提供有效的管理手段和决策支持。

一、DNC系统的定义

DNC系统是指分布式数控系统的简称，它是一种通过网络或其他通信方式连接多台数控机床和计算机之间的系统，实现程序传输、数据管理和监控功能。DNC系统的主要功能包括程序管理、程序传输、数据采集和监控等。通过DNC系统，操作员可以通过中央服务器将数控程序发送到指定的机床，并实时监控机床状态和生产数据。随着工业自动化程度的不断提高，DNC系统在制造业中的应用越来越广泛，为企业实现数字化转型提供了有效的工具和平台，提升了生产效率和竞争力。

二、数字化车间程序管理与数采的现状分析

（一）数据质量问题和系统集成问题

数字化车间中产生的大量数据需要进行采集、存储和分析，以支持企业的决策和优化，由于数据采集设备的质量不稳定或者数据采集过程中的干扰，采集到的数据存在误差或者不完整，从而影响到数据的准确性和可靠性。数字化车间中通常涉及多个系统如生产计划系统、物料管理系统、质量管理系统等，这些系统需要进行集成和协同工作，以实现数字化车间的整体优化，在实际操作中，由于系统之间的兼容性和接口问题，系统集成存在困难，从而影响到数字化车间的运行效果。

（二）信息传递不畅问题和人员培训问题

在数字化车间中各个生产环节都需要进行信息的传递和共享，以便实现生产过程的协同和优化，在实际操作中由于系统之间的接口问题或者信息传递的延迟，信息无法及时传递到下一个环节，从而导致生产过程中的问题无法及时发现和解决。数字化车间的运行需要依靠专业的人员进行操作和维护，而这些人员需要具备一定的技术和知识，在实际操作中由于人员培训不足或者人员流动频繁，导致人员对于数字化车间的操作和维护不熟悉，从而影响到数字化车间的正常运行。

三、DNC系统在数字化车间程序管理与数采中的应用

（一）在程序管理中的应用

在数字化车间中DNC系统扮演着重要的角色，可以集中管理和存储生产线上的各种加工程序。无论是数控机床还是机械手等设备，它们的控制程序和工艺参数都可以通过DNC系统进行集中管理。操作员可以通过网络接口方便地访问和编辑这些程序，实现程序的快速更新和版本控制。通过DNC系统的程序管理功能，操作员可以随时获取最新的加工程序，无需手动复制和传输，大大提高了工作效率。DNC系统还可以实现程序的修改记录和权限管理，确保只有授权人员可以对程序进行修改和删除，确保生产过程的准确性和安全性。DNC系统还能够自动识别和翻译不同设备的加工程序语言，使得不同品牌和型号的设备可以使用统一的程序格式，避免了因设备差异而导致的程序转换和调试工作。

（二）在数采功能中的应用

在数字化车间中，DNC系统不仅可以管理加工程序，还具备了实时采集和监控生产线上的各种工艺数据的能力。通过与传感器和仪表的连接，DNC系统可以自动采集和记录生产过程中的各项数据，比如温度、压力、电流等参数。利用DNC系统的数采功能，管理人员可以实时获取工艺数据，并通过生成实时报表和趋势图的方式进行分析和评估。这些报表和趋势图可以直观地展示生产数据的变化趋势、异常情况和偏差值，帮助管理人员及时发现和解决问题，提高生产质量和效率。DNC系统还能够将采集到的数据与质量管理系统或MES系统等其他信息系统进行集成，实现数据的共享和交互，进一步拓展了数据的应用范围和价值。通过与其他系统的无缝连接，DNC系统可以为企业提供更全面、准确的生产数据，为决策和优化提供有力的支持。

（三）在工艺控制中的应用

通过与各种设备的连接，DNC系统可以实时获取设备的运行状态，包括设备的开启与关闭、加工速度、工件质量等关键参数。DNC系统还能够监测设备的各种故障报警信号，如温度过高、电流异常、刀具磨损等。当工艺出现异常情况时，DNC系统可以及时发出警报并自动采取措施进行工艺调整。当设备温度超过设定阈值时，DNC系统可以通过控制信号发送给温度控制装置，自动降低温度以避免设备过热。DNC系统还可以根据实时监测到的工艺数据进行自动调整，例如调节切削速度和进给速度，以确保产品的质量和加工效率。工艺控制功能不仅能够及时响应异常情况并进行调整，还可以通过数据分析来优化工艺参数。通过收集和分析大量的生产数据，DNC系统可以帮助企业在实际生产中发现并优化工艺中的潜在问题，提高生产线的稳定性和一致性。

（四）在资源调度中的应用

通过集中管理和调度各个设备，DNC系统可以根据生产订单和设备状态进行资源调度和排产，实现生产线的优化运行。DNC系统可以实时获取生产订单的信息，包括产品数量、交付日期等，与设备的可用状态相结合，进行智能的资源调度。当某个设备空闲时，DNC系统可以自动将相应的生产任务分配给该设备，避免资源的浪费和生产线的闲置。DNC系统还可以考虑设备的维护保养计划，合理安排停机时间，以保证设备的正常运行和寿命。资源调度功能的应用可以提高生产效率和资源利用率。通过合理安排生产任务和设备利用率，DNC系统可以减少生产停机时间，提高生产线的运行效率。

（五）在实时监控中的应用

通过与传感器和监控设备的连接，DNC系统可以收集并显示车间设备的各种实时数据，这些实时数据可以帮助管理者及时了解设备的运行状态，快速发现问题和异常情况，从而及时采取相应的措施，减少停机时间和损失。通过连接到设备的传感器和监控设备，DNC系统可以实时获取设备的运行参数，如转速、电流、工作时长等。管理者可以通过监控界面实时查看这些参数，并对设备的运行状态进行评估。如果发现设备运行异常或超出安全范围，系统可以发出警报，提醒管理者及时采取措施，避免潜在的事故风险。

结束语

综上所述，DNC系统的应用使得数字化车间在程序管理和数据采集方面取得了显著进展，通过实时监测和管理生产过程中的各项数据和参数，DNC系统可以快速发现和解决问题，提高生产效率和产品质量。DNC系统的应用也面临着一些挑战如数据安全和隐私保护等问题，随着信息技术的不断发展，DNC系统将进一步完善并与其他数字化车间技术相结合，为制造业的数字化转型提供更大的助力。

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