西航:CAXA 网络DNC与PDM、MES的集成

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一、公司背景

中国一航西安航空发动机(集团)有限公司(简称“西航集团公司”)始建于1958年,是中国大型航空发动机制造基地和国家1000家大型企业集团之一。公司现有工程技术人员2500多名,拥有各种国内外先进的冷、热加工设备和计量测试设备4000余台(套),先后取得了150多项省、部级以上科研成果奖。研制生产了涡轮喷气发动机、涡轮发电装置、涡轮风扇发动机、燃气轮机。公司的质量体系通过了ISO9000系列标准认证。公司被列为国家863计划CIMS工程应用示范企业。

西航集团公司在信息化建设上,已完成企业专用园区网络建设,接入计算机3000多台;CAD/CAM/CAPP/CAE数字化制造技术已经得到深入应用;已搭建公司OA系统、车间管理系统等企业管理信息系统;公司的ERP系统正在分步实施;PDM系统正在建设中;AMRO系统一期已经实施完成,目前正在进行第二期的实施工作。DNC系统联网已超过300多台设备,目前仍在进一步扩展。

二、企业需求

在实施DNC系统之前,企业内部设备加工数据传输/管理存在如下问题:

1.传输方式落后、传输效率低下:

  • 采用笔记本一对一的传输方式;
  • 采用台式计算机一对一传输方式;
  • 传输软件和传输介质不统一

2.数控程序管理混乱,没有可追溯性

3.无法实现信息系统间的有效集成

4.不安全因素多

考虑到公司各部门需求的不同及公司整体信息化的需求,归纳总结出公司对网络DNC的需求:

  • 加工代码/设备参数等网络化传输
  • 实现一对多的网络化传输
  • 实现数控程序传输24小时响应
  • 实现对叶片的不间断在线加工
  • 实现分布式远距离传输
  • 提高数控的传输效率和准确性
  • 代码等文档的流程化管理
  • 基于权限和角色对数控程序的编制过程进行流程化管理
  • 对数控程序进行版本化管理
  • 设备加工信息采集
  • 对机床运行时的加工信息进行反馈和采集,以便反映出机床的利用率、加工工时等关键信息
  • 网络DNC需要支持西航集团今后达到1000台数控设备网络
  • DNC系统与PDM(UGS Teamcenter Engineering)、MES(西工大MES)系统的集成

三、方案实施

普通PDM服务器可支持的并行登陆客户端理论数量为数百人,但在大文档并行文件传输能力上要弱很多。因为通常情况下,一个企业中不可能发生数百名设计员和工艺员同时上传或下载大文档的现象。对于数控加工来说,这种现象则很常见,如上班的头1小时中,所有的数控机床操作工同时从服务器下载当天需要加工程序,这很容易造成网络拥堵。CAXA就此问题采用虚拟技术进行过测试,以500点并发3兆文档,发现目前没有哪种PDM单服务器系统能够支撑,多服务器系统要做到实时双向数据同步也是非常困难。

鉴于西航集团企业规模和数控机床未来数量考量(目前近600台,未来肯定超过千台的量级),必须要求PDM服务器与下属DNC管理服务器、DNC通信服务器中的文档必须实现单向实时传递。这是一种超大规模的实施文件同步技术。属于目前信息化技术中的难点!

应用:

  • 服务器架构的数据集中与分散机制(分布式数据冗余保证)
  • DNC服务器与PDM服务器上的文档结构树一致性机制
  • 接口文件更新覆盖机制
  • 接口网路传递过程保护及告警机制
  • DNC传输系统与MES系统的数据交换
  • DNC数据采集模块与MES的数据交换

采用上述结构后,无论采用网卡采集的机床、通过加装硬件传感器进行采集的机床还是直接使用串口代码反馈的机床,都可以将采集到的数据写入统一数据库并在计算后提供给MES使用。
四、方案实施效果

  • 实现了PDM中的加工数据与DNC中加工数据的实时单向同步;
  • 在大规模数控加工中实现实际并行300台以上,理论并行可达千台。
  • 在大规模数控加工中降低了企业主干网络的负担,并保证了数控机床能够及时获得加工所需数据;消除了网络拥堵造成的机床下载迟滞问题以及企业主干网突发中断造成的加工中断问题!
  • 获得了生产加工数据的多级冗余,保证了企业数据安全。
  • DNC与MES的集成实现了车间计划指令与机床的物理关联,同时机床的生产状态能及时反馈给MES,为MES的工序加工计划提供可靠的依据。