服裝加工數字化生產線構建

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摘要：論文介紹了服裝加工數字化生產線的構建方案，包括總體技術方案、數字化生產線組成、生產設備聯網，以及生產線數字化管控系統軟件的功能模塊、工作流程、體系結構設計等。

關鍵詞：服裝加工；生產線；聯網；管控系統

0引言

隨著工業4.0的來臨，國內各制造企業面臨轉型升級的壓力，各行業已經意識到只有建立數字化生產線，貫通車間生產現場各環節數據鏈，提供連續的制造過程數據流，真正實現制造過程的透明化管控，才能支撐上層精益化管理、智能化決策。這是邁向數字化車間、智能化工廠的第一步。服裝加工行業數字化生產線的構建，圍繞數字化生產線建設及運行管控需求，綜合采用自動化、數字化、制造物聯網等技術，對縫紉設備、物流設備進行自動化、數字化改造。通過現場網絡對縫紉設備、物流設備的聯網，通過縫紉生產線數字化管控系統，實現縫紉生產線設備數據的自動采集、生產線現場要素（進度、設備、人員、物流等）的集中監控、生產任務優化排產和動態調度、生產線關鍵管控指標（工作量、產量）的統計分析，充分保障生產線的順利運行，提高生產線的生產效率，為服裝加工企業數字化、智能化系統的建設提供底層支撐。

1技術方案

1.1總體技術方案

系統采用模塊化、標準化、系列化設計，以方便用戶根據實情進行配置和組合。系統體系采用開放式架構，預留接口，便于系統擴展和升級。本方案針對服裝行業生產線現狀和數字化生產線建設要求，建設包括縫紉設備數字化和吊掛系統數字化改造、生產設備聯網、生產線數字化管控、數據采集和信息顯示系統。總體技術方案如圖1所示。生產線的所有設備通過現場總線進行物理聯網，實現設備的互聯互通和數據的采集、管理和共享。在此基礎上，針對服裝加工生產線的管控模式和業務流程，研發生產線數字化管控系統，實現服裝加工生產線設備狀態數據、任務數據、物流數據的采集與分類處理，提供包括生產任務協調平衡、任務執行過程監控、生產狀況電子看板、設備運行監控、人員加工監控、數據統計分析等功能，完成與外部生產管理系統（ERP/MES/PDM）的集成，為服裝加工生產線平穩運行和任務準時執行打造一個數字化的協同管控平臺，為管理人員隨時隨地掌控生產現場狀況，科學決策、高效管理提供支撐。

1.2數字化生產線組成

縫紉生產線由地面生產線與吊掛物流線兩部分組成，見圖2。地面生產線一般包含幾條生產流水線，每條流水線由20~30個工位組成。其中花樣機、平鎖機、套結機等系統可實現底層的單機縫紉，電控系統可提供WIFI接口通信，為生產管理提供相關數據。對于一般的平車系統需要增加數據采集裝置，實現對外通信和數據輸出。吊掛物流系統指布料、裁片、工具等由懸空吊架進行傳輸的流水線物流系統。硬件部分由吊架導軌和物流吊架組成。吊架導軌將縫紉生產線的所有加工工位橋接起來，吊架在不同的工位之間傳輸物料。吊架由上位機控制，帶有不同編碼，可以接收來自物料配送控制系統的實時調度指令，實現物料的高效、精準配送。吊掛物流系統示意圖如圖3所示。

1.3數字化生產線設備聯網

服裝加工生產線由縫紉平車、吊掛小車組成，采用工業以太網實現現場設備的聯網，為數據采集、統計分析及其業務管理提供基礎支撐。網絡采用開放式體系架構，可與企業網絡進行連接，便于生產線系統與企業其他信息系統的集成。生產線設備聯網拓撲結構如圖4所示。縫紉生產線設備的聯網功能：①采集縫紉設備數據，包括開關機、故障、停機、加工時間、加工數量等；②生產管控工作站實時監控縫紉生產線上的采集數據，分析各工位的生產狀態和效率，掌控生產線運行情況，進行物料補充或任務調配；③物料配送控制工作站接收各工位的生產狀態作為吊掛物流系統的調度依據。物料配送控制系統從數據庫中獲取生產狀態數據，進行分析及配送決策，生成控制指令下發給各物流吊掛小車，指揮物流系統運行；④電子看板顯示生產線運行狀態、物流系統狀態、設備加工狀態、人員工作狀態、生產任務進度等信息；⑤數據庫服務器集中存儲所有數據，實現信息共享。

2生產線數字化管控系統軟件

2.1生產線數字化管控系統軟件功能模塊

生產線數字化管控系統軟件功能模塊：①車間數字化建模：車間設備、人員、工作日歷和工藝路線等基本信息的數字化建模；②生產任務管理：實現生產線生產任務接收、安排、執行、統計等，保證生產線上設備協調平衡運行；③動態調度管理：實時查詢設備狀態，實現線內同一工序的不同工位的動態調度，以及線與線之間的任務動態調配、插單管理；④物流自動配送：根據生產現場任務執行情況，采用吊掛系統自動、準確、及時配送各個工位的物料；⑤人員管理：人員基本信息管理、生產件數統計、工時統計、人員調配等；⑥生產運行狀態電子看板：在聯網PC機上監控所有生產設備的運行情況；⑦生產線實時數據存儲與管理：現場生產、設備、物料等實時數據的存儲，并實現數據的導入、導出、備份、恢復等；⑧數據統計分析：統計分析設備的運行狀況和生產計劃完成情況，統計分析結果以報告和圖表的方式呈現；⑨設備故障分析及預測：包括歷史故障查詢、故障時間分布、故障概率分布、故障概率趨勢、全部設備故障對比圖等；⑩提供與MES、ERP、PDM等各類管理系統集成接口。

2.2生產線數字化管控系統工作流程

生產線管控系統根據來自上層系統（如ERP、MES）的任務工單進行細化分解，分配生產資源，將生產指令傳遞給底層控制層（PCS）；管控系統還要采集生產線設備的狀態數據、完工數據，實時監控底層設備的運行狀態和加工情況，通過生產線數據的統計、分析、計算與處理，及時掌握生產線的運行情況，將控制系統與生產管理系統整合在一起。生產線管控系統工作流程如圖5所示。

2.3生產線數字化管控軟件體系結構

生產線管控系統軟件體系結構如圖6所示，該結構分為4層。

3結束語

數字化生產線以提供核心控制系統和產品集成服務來實現縫制行業的技術跨越，即用先進制造技術改造傳統縫制技術，提高該行業的整體工業自動化水平。數字化生產線的成功實施并推廣應用，在傳統服裝加工行業運用數字化、自動化、智能化進行技術提升，為提高縫紉設備生產效率和服裝加工業建設及技術升級提供保障，大幅提高了企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]張玉蘭，等.組網技術與網絡管理[M].北京：清華大學出版社，2013.

[2]凌紅蓮.數字化服裝生產管理[M].上海：東華大學出版社，2014.

[3]秦鳳梅.MySQL網絡數據庫設計與開發[M].北京：電子工業出版社，2014.

作者:楊奕昕 賀思橋 張健 單位:綿陽市維博電子有限責任公司