一、引言
在工業(yè)控制計算機及系統(tǒng)制造領域，隨著智能制造理念的深入與產業(yè)升級的需求日益迫切，實現(xiàn)生產過程的精細化、透明化與智能化管理已成為提升企業(yè)核心競爭力的關鍵。工位作為制造流程的基本單元，其運行狀態(tài)、生產效率與數(shù)據(jù)集成直接影響整體制造效能。本方案旨在提出一套基于紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件的工位生產管理綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)對工業(yè)控制計算機及系統(tǒng)制造過程中各關鍵工位的全面監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、過程管理與分析優(yōu)化，從而構建一個高效、可靠、集成的數(shù)字化生產管理平臺。
二、系統(tǒng)設計目標
- 實時監(jiān)控與可視化：實現(xiàn)對裝配、測試、調試、老化等各工位設備狀態(tài)、生產進度、工藝參數(shù)、質量指標的實時采集與集中可視化展示，形成統(tǒng)一的監(jiān)控視圖。
- 生產數(shù)據(jù)集成與管理：自動采集并整合工位生產數(shù)據(jù)（如產量、工時、合格率、設備利用率等），建立完整的生產數(shù)據(jù)檔案，支持追溯與查詢。
- 過程控制與調度優(yōu)化：基于實時數(shù)據(jù)，對生產工單、物料配送、人員操作進行動態(tài)調度與指導，優(yōu)化生產節(jié)拍，減少在制品積壓。
- 質量管控與預警：集成質量檢測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)關鍵質量特性（CTQ）的在線監(jiān)控與統(tǒng)計分析，對異常趨勢或超差情況及時預警，輔助質量改進。
- 設備維護與管理：監(jiān)控關鍵生產設備及測試儀器的運行狀態(tài)與性能參數(shù)，實現(xiàn)預防性維護提示與故障報警，提升設備綜合效率（OEE）。
- 系統(tǒng)開放與可擴展：基于紫金橋軟件強大的兼容性與開放性，確保系統(tǒng)能夠與MES、ERP等上層管理系統(tǒng)以及PLC、傳感器、智能儀表等底層設備無縫集成，并支持未來功能的靈活擴展。
三、系統(tǒng)架構與功能模塊
系統(tǒng)采用分層分布式架構，主要由數(shù)據(jù)采集層、監(jiān)控層、數(shù)據(jù)服務層及應用層構成。
1. 數(shù)據(jù)采集層
- 方式：通過紫金橋軟件豐富的I/O驅動及OPC、Modbus TCP/RTU、Profibus等標準工業(yè)通信協(xié)議，連接各工位的PLC控制器、智能儀表、條碼/RFID閱讀器、數(shù)據(jù)采集卡等設備。
- 內容：實時采集設備啟停狀態(tài)、電壓電流、溫度壓力等工藝參數(shù)，以及產品序列號、操作員ID、測試結果等生產數(shù)據(jù)。
2. 監(jiān)控層（紫金橋軟件平臺核心）
- 組態(tài)監(jiān)控畫面：為每個工位定制開發(fā)直觀的動態(tài)監(jiān)控畫面，以圖形、圖表、指示燈等形式展示實時狀態(tài)。支持多畫面切換、放大、導航。
- 報警管理：定義各類工藝、設備、質量報警限值與邏輯，實現(xiàn)分級報警（預警、一般、緊急），并提供聲光、短信、郵件等多種通知方式。
- 歷史數(shù)據(jù)存儲：利用紫金橋實時數(shù)據(jù)庫，高效存儲海量過程數(shù)據(jù)與事件記錄，為分析提供數(shù)據(jù)基礎。
3. 數(shù)據(jù)服務層
- 實時/歷史數(shù)據(jù)服務：為上層應用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口。
- 關系數(shù)據(jù)庫接口：將關鍵生產數(shù)據(jù)（如工單信息、產品檔案、質量記錄）同步至SQL Server、Oracle等關系數(shù)據(jù)庫，用于結構化存儲與管理。
4. 應用層（核心功能模塊）
- 生產監(jiān)控中心：總覽所有工位實時狀態(tài)、當日產能、綜合效率等關鍵績效指標（KPI）儀表盤。
- 工位作業(yè)管理：電子化作業(yè)指導書下發(fā)與查看；操作步驟確認與防錯提示；物料消耗實時記錄與預警。
- 生產進度跟蹤：基于工單，圖形化展示產品在各工位的流轉進度，精確跟蹤在制品（WIP）位置與狀態(tài)。
- 質量數(shù)據(jù)管理：記錄各工位（特別是測試工位）的檢測數(shù)據(jù)，自動生成統(tǒng)計過程控制（SPC）圖表，分析過程能力。
- 設備管理模塊：建立設備電子臺賬，記錄運行時間、故障信息、維護保養(yǎng)計劃與執(zhí)行情況。
- 報表與分析：提供日報、周報、月報等標準生產報表，并支持自定義報表與多維數(shù)據(jù)分析，如產量趨勢分析、合格率柏拉圖、設備OEE分析等。
四、方案實施關鍵技術
- 紫金橋軟件平臺應用：充分利用其強大的組態(tài)開發(fā)環(huán)境、穩(wěn)定可靠的實時數(shù)據(jù)庫、靈活的腳本功能以及豐富的第三方接口，快速構建監(jiān)控應用。
- 統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型構建：定義標準的工位、設備、產品、工藝參數(shù)、事件等數(shù)據(jù)模型，確保數(shù)據(jù)一致性與整合性。
- 網(wǎng)絡與安全設計：采用工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線結合的混合網(wǎng)絡架構，劃分安全區(qū)域，設置防火墻與訪問權限控制，保障系統(tǒng)網(wǎng)絡安全與數(shù)據(jù)安全。
- 系統(tǒng)集成策略：通過紫金橋軟件提供的API、ODBC、OPC UA等方式，實現(xiàn)與MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的工單、物料信息同步，與ERP的完工匯報集成。
五、預期效益
- 管理透明化：管理者可遠程實時掌握車間生產全貌，決策由“經驗驅動”轉向“數(shù)據(jù)驅動”。
- 生產效率提升：通過減少停機等待時間、優(yōu)化生產調度、加強過程控制，有效提升生產線整體效率與產能。
- 產品質量改善：實現(xiàn)全過程質量數(shù)據(jù)監(jiān)控與追溯，及時發(fā)現(xiàn)并遏制質量問題，降低不良品率。
- 生產成本降低：通過精細化的物料與能源管理、預防性設備維護，減少浪費與突發(fā)故障損失。
- 數(shù)字化基礎夯實：為后續(xù)邁向更高級別的智能制造（如數(shù)字孿生、自適應控制）積累數(shù)據(jù)資產與系統(tǒng)經驗。
六、結論
本方案提出的基于紫金橋軟件的工位生產管理綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，緊密圍繞工業(yè)控制計算機及系統(tǒng)制造的行業(yè)特點與需求，構建了一個從設備層到管理層的縱向集成監(jiān)控管理平臺。它不僅能實現(xiàn)生產現(xiàn)場的實時可視化與精準控制，更能通過對生產大數(shù)據(jù)的深度挖掘與應用，持續(xù)驅動生產運營的優(yōu)化與創(chuàng)新。該系統(tǒng)實施后，將顯著提升企業(yè)的數(shù)字化、智能化管理水平，為企業(yè)在激烈的市場競爭中構筑堅實的技術與管理優(yōu)勢。
