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前面我們從ERP、PLM、MES/MOM、SCADA/DCS、工業(yè)自動化等各個方向分析了國內或者全球的相關產業(yè)和行業(yè)：

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今天我們聊一聊以西門子Opcenter MES為核心的機加車間數(shù)控一體化方案~

眾所周知，數(shù)控設備是產品制造過程中的關鍵加工設備，隨著企業(yè)信息化要求的逐步提升，對數(shù)控設備中數(shù)控程序設計、下發(fā)、執(zhí)行等，在生產過程中的全方位管理，提出一體化的要求，也成為制造企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化的一個共同目標。

西門子在工業(yè)軟件上處于全球領先地位，其工業(yè)設計軟件NX，產品生命周期管理Teamcenter，和新一代的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）Opcenter，在業(yè)界已有非常高的聲譽和非常廣泛的應用。為幫助客戶實現(xiàn)數(shù)字化工廠的目標，針對數(shù)控程序和數(shù)控設備需要實現(xiàn)的閉環(huán)制造，西門子提出了以MES（Opcenter Execution Discrete）為核心，聯(lián)通設計（NX）和產品生命周期（Teamcenter）產品，應用車間設備數(shù)控連接系統(tǒng)（Shop Floor Connect）的產品組合解決方案。

設備問題和解決設想：

數(shù)控設備在生產中所依賴的加工程序，首先是在工業(yè)設計軟件（CAM）中進行設計，然后導入產品生命周期軟件（PLM）中進行管理，在生產前下發(fā)到設備（DNC）。然而生產過程的管理依賴于制造執(zhí)行系統(tǒng)，企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)控設計和制造過程常處于隔離狀態(tài)，即生產過程中設計端對制造端并沒有任何的信息交互，以致出現(xiàn)數(shù)據(jù)斷層的現(xiàn)象，影響生產的效率和企業(yè)效益。

如何在制造過程中打通數(shù)據(jù)壁壘，業(yè)界認為在MES中針對上端設計層和下端設備層，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接成為關鍵。業(yè)界希望做到的雙向連接設想：首先依據(jù)MES的優(yōu)勢，進行數(shù)控機床與MES的數(shù)據(jù)連接，為有效管控設備層提供了數(shù)據(jù)保障；另外就是將MES與PLM進行對接，將設計完成的數(shù)控程序，直接在PLM與MES的系統(tǒng)對接中進行傳輸。如此，整個數(shù)控設計和制造過程就可以打通。

西門子的數(shù)控車間一體化解決方案：

為滿足企業(yè)對整個數(shù)控生產設計和制造執(zhí)行，進行全面數(shù)字化管理的要求，西門子依靠強大的工業(yè)軟件體系，提出的“NX+TC+OC+SFC”解決方案，成功地解決這一數(shù)控閉環(huán)制造的技術難題。通過升級原有數(shù)控車間連接系統(tǒng)（Shop Floor Connect - SFC），使其成為Opcenter中的一個模塊，實現(xiàn)PLM和MES平臺的數(shù)據(jù)連接功能，并依靠SFC與設備實現(xiàn)接口對接，將生產過程的數(shù)控程序發(fā)送到設備，最終完成核心數(shù)控生產制造的全方位管理。

具體來說，西門子MES（Opcenter）通過擴展車間數(shù)據(jù)接口（SFC），從PLM（Teamcenter）接收數(shù)控程序，通過MES的產線數(shù)據(jù)模型，下發(fā)數(shù)控程序到指定編號的設備。方案看到MES通過閉環(huán)制造，首先和產品生命周期（TC）連接，實現(xiàn)設計和制造的一體化；然后對設備層(DNC)進行網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)數(shù)控程序及相關聯(lián)的生產要素，例如加工工藝、刀具、夾具、量具等一體化管理，同時可以實現(xiàn)機床狀態(tài)等的可視化展示，有效搭建起數(shù)字化平臺。

西門子的數(shù)控系統(tǒng)產品解決方案，不但實現(xiàn)了數(shù)控程序的上傳和下載，還可以把數(shù)控程序及其應用文檔進行集中管理，實現(xiàn)兩者的同步；更為重要的是MES將數(shù)控和生產工藝相結合，可以根據(jù)生產的節(jié)拍以及排產的情況，對生產設備進行調控，讓車間生產的數(shù)字化管理邁上新臺階。

制造過程應用：

西門子解決方案，將設計計劃與制造系統(tǒng)聯(lián)系起來，為車間提供正確的數(shù)據(jù)。SFC作為MES系統(tǒng)的一部分，連接制造規(guī)劃系統(tǒng)和生產環(huán)境。Teamcenter管理NX設計的數(shù)控程序文件。利用MES所擁有的工藝路線和設備定義，幫助確立在生產中使用正確的數(shù)控程序。然后使用最新的數(shù)字控制技術，SFC將數(shù)控程序文件從Teamcenter發(fā)送到控制機床。在集成過程中，DNC系統(tǒng)將接收來自MES系統(tǒng)的生產任務和控制程序，新的生產任務按照ID被識別和指定，數(shù)控機床接收程序后，即可在運行中投入生產。

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）作為一種強有力的生產管理系統(tǒng)，需要大量來自底層的數(shù)據(jù)支撐。工單、物料、工序、設備等所有和現(xiàn)場有關的數(shù)據(jù)，都通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行整合，對采集得到的和現(xiàn)場生產有關的數(shù)據(jù)，通過多種集成手段進行分析計算，最終反饋到MES中，數(shù)控機床的數(shù)據(jù)采集就是其中之一。借此可以實現(xiàn)企業(yè)多年夢想的數(shù)控設備運行的閉環(huán)制造。

新功能模塊SFC的使用，便于生產人員訪問當前和已發(fā)布的CNC程序、圖紙、3D模型和Teamcenter中管理的其他數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的DNC系統(tǒng)相比，SFC與Teamcenter數(shù)據(jù)庫的連接避免了數(shù)據(jù)重復，并可以管理修訂，與Opcenter的連接又確保在車間使用制造數(shù)據(jù)的正確性。西門子的解決方案還允許將新的或修改的數(shù)據(jù)，根據(jù)情況在Teamcenter或Opcenter中保存，并具有完全的訪問和修訂控制權限。

西門子數(shù)控一體化方案實現(xiàn)的優(yōu)勢：

1.實現(xiàn)了以MES為核心的數(shù)控生產管理理念。

作為制造的核心系統(tǒng)，西門子MES（OpcenterExecution Discrete）原本已經(jīng)對離散型生產有了很好的管理應用，此次增加對數(shù)控機床的管控，將進一步加強其在制造業(yè)的領先地位。

2.完成了數(shù)控程序的工單識別和下發(fā)。

Teamcenter作為西門子工業(yè)軟件的拳頭產品，在產品生命周期領域有著舉足輕重的地位，此次能夠和MES在數(shù)控領域進行無縫集成，將大大提升數(shù)字孿生的應用場景。也把設計與生產更加緊密地聯(lián)系在一起。

3.有效地進行NX系統(tǒng)設計的數(shù)據(jù)反饋。

以MES作為橋梁，通過現(xiàn)場對設備狀態(tài)、設備參數(shù)等進行有效收集；MES可以將這些信息反饋到Teamcenter，最終對在NX設計數(shù)控程序進行有效的版本升級和更新，實現(xiàn)數(shù)據(jù)閉環(huán)的應用。

綜上所述，西門子數(shù)控一體化解決方案，組合Teamcenter、NX、MES、SFC等多款軟件產品和插件，實現(xiàn)了數(shù)控機床程序在設計、管理、生產、反饋的閉環(huán)制造，為制造業(yè)數(shù)字化提升和智能化改造，又提供出更為完善的解決方案，其主要價值在于提高制造過程的應變能力，并能提升企業(yè)核心競爭力。

審核編輯 ：李倩