以西门子Opcenter MES为核心的机加车间数控一体化方案
写在前面
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今天我们聊一聊以西门子opcenter mes为核心的机加车间数控一体化方案~
众所周知，数控设备是产品制造过程中的关键加工设备，随着企业信息化要求的逐步提升，对数控设备中数控程序设计、下发、执行等，在生产过程中的全方位管理，提出一体化的要求，也成为制造企业实现数字化的一个共同目标。
西门子在工业软件上处于全球领先地位，其工业设计软件nx，产品生命周期管理teamcenter，和新一代的制造执行系统（mes）opcenter，在业界已有非常高的声誉和非常广泛的应用。为帮助客户实现数字化工厂的目标，针对数控程序和数控设备需要实现的闭环制造，西门子提出了以mes（opcenter execution discrete）为核心，联通设计（nx）和产品生命周期（teamcenter）产品，应用车间设备数控连接系统（shop floor connect）的产品组合解决方案。
设备问题和解决设想：
数控设备在生产中所依赖的加工程序，首先是在工业设计软件（cam）中进行设计，然后导入产品生命周期软件（plm）中进行管理，在生产前下发到设备（dnc）。然而生产过程的管理依赖于制造执行系统，企业现有的数控设计和制造过程常处于隔离状态，即生产过程中设计端对制造端并没有任何的信息交互，以致出现数据断层的现象，影响生产的效率和企业效益。
如何在制造过程中打通数据壁垒，业界认为在mes中针对上端设计层和下端设备层，同时实现数据连接成为关键。业界希望做到的双向连接设想：首先依据mes的优势，进行数控机床与mes的数据连接，为有效管控设备层提供了数据保障；另外就是将mes与plm进行对接，将设计完成的数控程序，直接在plm与mes的系统对接中进行传输。如此，整个数控设计和制造过程就可以打通。
西门子的数控车间一体化解决方案：
为满足企业对整个数控生产设计和制造执行，进行全面数字化管理的要求，西门子依靠强大的工业软件体系，提出的“nx+tc+oc+sfc”解决方案，成功地解决这一数控闭环制造的技术难题。通过升级原有数控车间连接系统（shop floor connect - sfc），使其成为opcenter中的一个模块，实现plm和mes平台的数据连接功能，并依靠sfc与设备实现接口对接，将生产过程的数控程序发送到设备，最终完成核心数控生产制造的全方位管理。
具体来说，西门子mes（opcenter）通过扩展车间数据接口（sfc），从plm（teamcenter）接收数控程序，通过mes的产线数据模型，下发数控程序到指定编号的设备。方案看到mes通过闭环制造，首先和产品生命周期（tc）连接，实现设计和制造的一体化；然后对设备层(dnc)进行网络连接，实现数控程序及相关联的生产要素，例如加工工艺、刀具、夹具、量具等一体化管理，同时可以实现机床状态等的可视化展示，有效搭建起数字化平台。
西门子的数控系统产品解决方案，不但实现了数控程序的上传和下载，还可以把数控程序及其应用文档进行集中管理，实现两者的同步；更为重要的是mes将数控和生产工艺相结合，可以根据生产的节拍以及排产的情况，对生产设备进行调控，让车间生产的数字化管理迈上新台阶。
制造过程应用：
西门子解决方案，将设计计划与制造系统联系起来，为车间提供正确的数据。sfc作为mes系统的一部分，连接制造规划系统和生产环境。teamcenter管理nx设计的数控程序文件。利用mes所拥有的工艺路线和设备定义，帮助确立在生产中使用正确的数控程序。然后使用最新的数字控制技术，sfc将数控程序文件从teamcenter发送到控制机床。在集成过程中，dnc系统将接收来自mes系统的生产任务和控制程序，新的生产任务按照id被识别和指定，数控机床接收程序后，即可在运行中投入生产。
制造执行系统（mes）作为一种强有力的生产管理系统，需要大量来自底层的数据支撑。工单、物料、工序、设备等所有和现场有关的数据，都通过数据采集系统进行整合，对采集得到的和现场生产有关的数据，通过多种集成手段进行分析计算，最终反馈到mes中，数控机床的数据采集就是其中之一。借此可以实现企业多年梦想的数控设备运行的闭环制造。
新功能模块sfc的使用，便于生产人员访问当前和已发布的cnc程序、图纸、3d模型和teamcenter中管理的其他数据。与传统的dnc系统相比，sfc与teamcenter数据库的连接避免了数据重复，并可以管理修订，与opcenter的连接又确保在车间使用制造数据的正确性。西门子的解决方案还允许将新的或修改的数据，根据情况在teamcenter或opcenter中保存，并具有完全的访问和修订控制权限。
西门子数控一体化方案实现的优势：
1. 实现了以mes为核心的数控生产管理理念。
作为制造的核心系统，西门子mes（opcenterexecution discrete）原本已经对离散型生产有了很好的管理应用，此次增加对数控机床的管控，将进一步加强其在制造业的领先地位。
2. 完成了数控程序的工单识别和下发。
teamcenter作为西门子工业软件的拳头产品，在产品生命周期领域有着举足轻重的地位，此次能够和mes在数控领域进行无缝集成，将大大提升数字孪生的应用场景。也把设计与生产更加紧密地联系在一起。
3. 有效地进行nx系统设计的数据反馈。
以mes作为桥梁，通过现场对设备状态、设备参数等进行有效收集；mes可以将这些信息反馈到teamcenter，最终对在nx设计数控程序进行有效的版本升级和更新，实现数据闭环的应用。
综上所述，西门子数控一体化解决方案，组合teamcenter、nx、mes、sfc等多款软件产品和插件，实现了数控机床程序在设计、管理、生产、反馈的闭环制造，为制造业数字化提升和智能化改造，又提供出更为完善的解决方案，其主要价值在于提高制造过程的应变能力，并能提升企业核心竞争力。
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