智能生產(chǎn)線是實現(xiàn)智能制造的重要載體,主要通過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。服裝吊掛流水線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一套集、計算機信息處理、電子系統(tǒng)設(shè)計、優(yōu)化算法設(shè)計、工業(yè)自動化控制技術(shù)及現(xiàn)代管理方法于一體的服裝制造設(shè)備,也稱柔性生產(chǎn)系統(tǒng)或靈活生產(chǎn)系統(tǒng)(FMS),是提升服裝生產(chǎn)效率和企業(yè)生產(chǎn)管理水平的有效工具。在服裝生產(chǎn)中,服裝吊掛流水線是服裝生產(chǎn)的執(zhí)行系統(tǒng),它本身并不能實現(xiàn)智能化生產(chǎn);而MES(ManufacturingExecution System )是一套對生產(chǎn)現(xiàn)場綜合管理系統(tǒng)。MES用集成的思想替代原來的設(shè)備管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)排程、DNC、數(shù)據(jù)采集軟件等車間需要用的孤立軟件系統(tǒng)。服裝吊掛流水線(FMS)只有通過具有通信功能的云平臺與MES系統(tǒng)對接,實現(xiàn)對自身工作狀態(tài)的感知;具有自適應(yīng)能力,能夠根據(jù)作業(yè)數(shù)據(jù)進行調(diào)整;這樣才能通過數(shù)據(jù)應(yīng)用和工業(yè)云服務(wù),實現(xiàn)企業(yè)整個業(yè)務(wù)流程的智能制造與科學(xué)運營。
服裝吊掛流水線系統(tǒng)是服裝工業(yè)“快速反應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)”中的一項高科技自動化設(shè)備,其基本組成是一臺主電腦、一套懸空的物體傳送系統(tǒng)和一套含有電腦終端機的工作站(工位)。
服裝吊掛系統(tǒng)的基本理念是將服裝各部件的裁片掛在衣架上,通過一個環(huán)形傳輸軌道把流水線上的各個生產(chǎn)工作站(工位)結(jié)合起來,負載衣料的吊架按預(yù)先設(shè)置的加工方案流程,并結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)實際情況進行智能調(diào)整,在各個工作站(工位)之間自動傳輸,經(jīng)傳輸軌道自動將衣料輸送到每一個員工所在的加工工作站(工位)位置上,能大幅度地減少搬運、綁扎、折疊等的非生產(chǎn)時間的生產(chǎn)流水線,并能提前發(fā)現(xiàn)及解決生產(chǎn)過程中的瓶頸。當生產(chǎn)員工完成一個工序后,只需輕按控制鈕,吊掛系統(tǒng)就自動地將衣架轉(zhuǎn)送到下一個工序站。
一個基本的吊掛系統(tǒng)分為:主傳動系統(tǒng)、主軌道、進站機構(gòu)與支軌道、工作站(工位)、出站機構(gòu)、氣動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電子件和軟件部分以及型材支架、儲備站衣架等。每一個工作站(工位)又包括進、出站放行機構(gòu)、衣架提升機構(gòu)和操作終端等。其中最核心的軟件部分,包括生產(chǎn)信息的采集、整理、分析和智能調(diào)度系統(tǒng)和整個吊掛系統(tǒng)運行所需的驅(qū)動軟件。
服裝吊掛流水線系統(tǒng)是利用單元生產(chǎn)模式進行服裝加工。同一個工序可由多個工作站加工,一個工作站也可以加工不同的工序。服裝吊掛流水線系統(tǒng)從整體構(gòu)成來看,可分為:機械架構(gòu)部分和管理控制系統(tǒng)兩部分。機械架構(gòu)從外觀上可分高吊懸空式和落地式兩種;管理控制系統(tǒng)按管理控制方式可分為:人工控制、電腦自動控制、人工與電腦控制??刂葡到y(tǒng)由上機位軟件管理中心、硬件控制節(jié)點、操作終端和主軌道四部分構(gòu)成。如圖所示
上位機軟件是整套控制系統(tǒng)的“大腦”,上機位實時與終端程序進行數(shù)據(jù)交換,對數(shù)據(jù)進行保存、分析和顯示,通過有效的調(diào)度算法控制每一件衣服的整個生產(chǎn)過程。主要是根據(jù)下位機采集反饋的數(shù)據(jù)對負載衣料的吊架進行調(diào)度,完成制衣工作站監(jiān)控管理和企業(yè)生產(chǎn)管理,控制服裝加工過程的順利進行。同時將采集的數(shù)據(jù)進行分析,以報表形式展現(xiàn)給用戶。上位機軟件也支持跟其他信息管理軟件,如:ERP、OA進行不同方式的數(shù)據(jù)對接,將整個公司信息整合起來。
上位機管理軟件本質(zhì)上是以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)操作、分析系統(tǒng)。分為三大部分:管理終端、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫操作。上位機軟件總體結(jié)構(gòu)圖見圖2所示。
PC程控器電腦(上位機)與工作站之間是一對多的關(guān)系。工作站與信息管理系統(tǒng)通過串行通訊方式上下傳輸數(shù)據(jù),通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見圖3所示。PC電腦上位機以網(wǎng)絡(luò)分布形式連接每一個工作站內(nèi)的控制器,在PC電腦上位機上可實時監(jiān)控到各個工作站當前產(chǎn)量以及其它方面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)故障等信息,使生產(chǎn)管理具有良好的可視性和可控性。
工作站控制器系統(tǒng)主要包括中轉(zhuǎn)器和制衣工作站智能控制節(jié)點兩部分,完成對各個制衣工位的控制和上下交互數(shù)據(jù)的傳輸。STC單片機作為整個工位控制核心,管理整個工作站及外圍擴展資源的工作運行,對工作模塊進行控制。其中中轉(zhuǎn)器是以STC為核心實現(xiàn)總線通信方式的轉(zhuǎn)換??刂乒?jié)點以STC為核心,連接有數(shù)據(jù)采集設(shè)備和手持設(shè)備等外設(shè)。
中轉(zhuǎn)器是上下通信的橋梁,負責處理所有工作站的數(shù)據(jù)。上位機下發(fā)給工作站的數(shù)據(jù),先進入發(fā)送緩存區(qū),再由MCU取出轉(zhuǎn)換處理后下發(fā)給工位,工作站接到命令響應(yīng)動作后反饋應(yīng)答,應(yīng)答數(shù)據(jù)也是先由MCU轉(zhuǎn)換后填入接收緩存區(qū)。正常工作時,MCU實時去判斷發(fā)送緩存區(qū)(TX )是否有數(shù)據(jù),如果有數(shù)據(jù),取出數(shù)據(jù)放入數(shù)組進行處理,再把這部分數(shù)據(jù)下發(fā)給所有工位,數(shù)據(jù)中含有工作站地址,每個工作站根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行地址匹配,如果是自己的數(shù)據(jù)就按受處理并立即應(yīng)答給上位機。MCU接收到工作站的應(yīng)答數(shù)據(jù)后,先將數(shù)據(jù)存入數(shù)組,再將這部分數(shù)據(jù)發(fā)送到接收緩存區(qū)(RX)。中轉(zhuǎn)器處理程序的流程如圖4所示。
工作站接受到中轉(zhuǎn)站下發(fā)的控制信號之后產(chǎn)生相應(yīng)動作。工作站作為員工直接操作的工作平臺,是吊掛流水線系統(tǒng)員工直接操作的部分,主要完成與上位機的信息交互,通過執(zhí)行命令和發(fā)送命令對工作站的機電設(shè)備進行控制,如讀卡器的信息交互,電磁閥的開關(guān)、負載電機的運轉(zhuǎn)、手持設(shè)備命令控制等等。另外,手持器的控制信號及數(shù)據(jù)采集裝置(RFID讀卡器)所讀取的RFID卡信息,也通過工作站上傳中轉(zhuǎn)站,再由中轉(zhuǎn)站傳送至PC終端。
通過RFID多種傳感器的配備,可以實現(xiàn)精確識別和實時追蹤生產(chǎn)線上每一個布料的加工信息和位置信息,不同的款式、不同品種的面料可以同時掛入生產(chǎn)線,系統(tǒng)會準確的將不同款式和品種的面料傳送到對應(yīng)的工序和工人手中,在工人和縫制設(shè)備充足的條件下,實現(xiàn)了一條生產(chǎn)線中同時對不同品種、多款式服裝等產(chǎn)品的加工生產(chǎn)。
控制節(jié)點的數(shù)據(jù)采集裝置要實現(xiàn)對RFID卡信號的采集,借助RFID讀卡器的實時信息讀取及記錄,可以方便的實現(xiàn)生產(chǎn)信息的及時反饋和交互,從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)流程實時監(jiān)測和控制。讀卡器可以讀取員工上下班、工作數(shù)量、時間等信息,并傳輸給工作站,工作站再通過中轉(zhuǎn)站傳送給上位機,控制系統(tǒng)的信息處理分析,方便對員工工資及產(chǎn)品數(shù)量統(tǒng)計處理。
管理終端即人機交互模塊,是流水線管理者可以直接操作的軟件平臺。管理終端可以調(diào)用網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫操作兩個模塊,網(wǎng)絡(luò)通信模塊存儲數(shù)據(jù)時可以對數(shù)據(jù)庫模塊進行操作。也就是把整個上位機管理軟件從邏輯結(jié)構(gòu)上劃分為了3層:表示層 (USL)、業(yè)務(wù)邏輯層(BLL),數(shù)據(jù)訪問層(DAL)。
控制節(jié)點的數(shù)據(jù)采集裝置要實現(xiàn)對RFID卡信號的采集,借助RFID讀卡器的實時信息讀取及記錄,可以方便的實現(xiàn)生產(chǎn)信息的及時反饋和交互,從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)流程實時監(jiān)測和控制。讀卡器可以讀取員工上下班、工作數(shù)量、時間等信息,并傳輸給工作站,工作站再通過中轉(zhuǎn)站傳送給上位機,控制系統(tǒng)的信息處理分析,方便對員工工資及產(chǎn)品數(shù)量統(tǒng)計處理。
管理終端即人機交互模塊,是流水線管理者可以直接操作的軟件平臺。管理終端可以調(diào)用網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫操作兩個模塊,網(wǎng)絡(luò)通信模塊存儲數(shù)據(jù)時可以對數(shù)據(jù)庫模塊進行操作。也就是把整個上位機管理軟件從邏輯結(jié)構(gòu)上劃分為了3層:表示層 (USL)、業(yè)務(wù)邏輯層(BLL),數(shù)據(jù)訪問層(DAL)。