[发明专利]一种面向模具制造的MES系统

权利要求书

1.一种面向模具制造的MES系统，包括：存储与模具生产制造过程相关的材料工艺、设备状况、数据分析结果等大量工业信息的数据存储层；用于对存储信息进行常规操作和大数据分析的逻辑处理层；用于对信息处理结果进行直观展示以及与使用者交互的图形化客户端显示层。存储层中关于设备信息的数据通过C#编写的中间件实现采集，经Thrift框架实现与后端逻辑层的通信，再由逻辑处理层中的功能模块完成对数据的持久化存储。工艺材料等基础数据通过客户端界面录入，逻辑层处理后写入数据存储层。三层结构之间，数据实现双向流动。

所述数据存储层包括：

普通关系型数据库：存储生产资源、加工工艺、模具产品、原料零件、仓库信的参数数据以及设备运行的历史数据。历史数据通过系统录入、程序运行产生，存入数据库，并输出给后端逻辑层中的工艺设计模块、排程管理模块、生产统计模块、系统设置模块和工具管理模块做处理和显示。

缓存数据库：存储底层采集服务器采集到的生产现场设备运行数据，具有较强的实时性。并向逻辑分析层中的设备管理模块、测量与刀补模块和保养模块输出数据，实现对设备与刀具等的运行分析和维护。

文件数据库：存入包括模具制造过程中的加工工序文件、产品图纸文件、任务文件以及训练后的大数据预测模型和系统运行的日志文件；并向后端逻辑处理层中的工艺设计模块、系统设置模块、任务管理模块和保养模块输出数据。

所述逻辑处理层包括：

工艺设计模块：导入关系数据库中已经存在的模具制造相关的设计工艺数据、零件数据、原料数据和文件数据库中的设计图纸，显示到前端界面，供给操作人员选取相应的加工工艺和相关零件，将这些信息绑定从而完成模具产品的整体生产设计。

排程管理模块：通过查询工艺设计模块中原料与生产工艺、零件与仓库的绑定关系，显示到界面上，操作人员可以进行生产排程选择，并将选定的结果存入数据库，等待生产。管理与控制模具生产流程、生产时序，同时还上传生产加工过程中的加工程序。

设备管理模块：使用Thrift协议与设备通信，输出控制信号控制设备启停；输入底层采集服务器获得的存储在缓存数据库中的现场设备运行数据，输出到前端显示界面，图形化展示设备运行参数；通过输入工业机器人上RFID读写的零件加工情况，完成料仓管理。

测量与刀补模块：实现刀具信息采集、刀补与返修、成品质量追溯、模具测量管理。其中刀具信息数据来自缓存数据库，通过Websocket长连接实现实时更新；操作人员通过页面设置刀具长度与补偿半径和模具加工零件设计尺寸和允许偏差，存入关系数据库；质量追溯界面显示缓存数据库中加工零件的加工状态、加工时间等数据。

生产统计模块：将生产线某一段时间内的产品产量、零件合格率和设备利用率进行统计，以这些数据为输入，通过可视化图表展示在前端页面，并且以看板的形式将车间的刀具、料仓、设备信息进行显示，从而使管理人员掌握模具制造生产线的产品生产效率和资源利用信息。

系统设置模块：输入缓存数据库中存储的现场设备数据和文件数据库中的日志文件，对整个MES系统中所涉及到的设备进行整体联调测试，并且针对其中重要设备分别进行单独的通讯测试，输出各个设备的状态信息到前端界面，用以确保所有设备能顺利运行，保障MES系统的正确控制。

任务管理模块：分为任务接受和任务提交两个子模块，通过FTP文件服务器实现任务接受与上传。操作人员通过任务接收子模块获得车间加工任务书。在完成相应生产计划后，操作人员根据部门或者任务种类的不同，可将任务的完成情况、生产细节文本进行提交，完成车间底层与企业上层的信息整合。

工具管理模块：处理加工过程中的刀具和量具信息，分为刀具信息维护和量具信息维护两大功能。输入关系型数据库存储的刀具和量具信息，通过表格的形式显示在前端界面上，供操作人员查看编辑和删除。

保养维护模块：输入数据存储层中的三类数据库。首先由关系型数据库提供设备历史运行数据，输入大数据分析框架，通过预测分析算法得到预测分析模型存入文件服务器，供操作人员选择使用；同时实时分析页面接受缓存数据库中经流式数据处理后的设备实时运行数据，以可视化图表形式展示设备运行状况；当有故障维护操作时，将该过程以日志形式存入文件服务器，并以表格形式展示日志。

所述客户端显示层包括：

客户端基于Vue.js框架，使用组件式开发模式实现每个功能模块的单页面展示，并通过Vue Router实现页面之间的跳转。每个单独页面中，以JSON格式接受来自后端逻辑处理层中处理后的数据，并通过Echarts等数据可视化组件展示。此外根据模块功能，在界面上提供按钮、下拉框和输入框等输入口，供操作人员根据加工需求输入相关数据。