1、 全面集成物流管理系统软硬件系统结构设计摘 要：全面集成物流管理系统(timms)是一个集光、机、电、信息技术于一体的系统工程。它通过有效地实时跟踪和管理物流和信息流，提高了整个企业供应链运作的透明性和流畅性，而其中的软硬件是系统的核心。本文以山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂为对象，在分析卷烟厂物流管理实际需求的基础上，对其全面集成物流管理系统的软硬件系统进行了详细的规划与设计，阐述了各功能模块的结构与功能，及其相应的实现方法。系统运行的实践表明，本文设计的软硬件结构合理。关键词：物流配送；全面集成物流管理系统；软件；硬件；卷烟厂software and hardware structure
2、 design of total integrated material management system yang fang, qu liyan , yang jianping(qingzhou cigarette factory, tobacco shandong industrial co. ltd, qingzhoun 262500, china)【abstract】total integrated material management system (timms) is a set engineering system of optical, mechanical, electr
3、icaland information technology. the system improves the operation of the entire supply chain transparency and fluency through the effective real-time tracking and management of logistics and information flow. the hardware and software is the core of the total system. based on analysis of the actual
4、needs of logistics management, qingzhou cigarette factory, tobacco shandong industrial co., ltd was presented as a targeted cigarette factory logistics for the actual situation in this paper. the hardware and software in the system were managed for the detailed planning and design with the various f
5、unctions module structure and function, and its corresponding implementation. the results show this design of the hardware and software structure is reasonable.【key words】logistics distribution; total integrated material management system; software; hardware; cigarette factory 0 引 言近年来，随着高新技术的迅猛发展，企
6、业的竞争逐步转化为精细化物流和整个供应链的竞争，最佳物流配送管理成为经济和企业管理领域中的一个新热点和最具挑战性的课题1-3。扩大物流规模，降低供应链成本，提高企业数字化程度，已经成为提升企业核心竞争力的一项主要内容。全面集成物流管理系统(timms)以生产调度为核心，集成物流设备、调度监控、物流管理，实现企业生产物流的流程化、自动化，一体化4-5。实时跟踪物流和信息流，提高整个企业供应链运作的透明性和流畅性。timms的开发按照软件工程化的设计原则及有关国家标准，从仓储管理到分拣配送，保证快速有效的存储和传送货物，实现相关服务，满足生产和市场的需求。timms构建在先进的工业控制网的基础上，
7、运行于网络系统与数据库环境下，以集成技术为核心，实现物流指令快速、准确的执行及物流信息的收集、处理、传送、存储和分析，并做出正确的决策以协调各业务环节，从而实现物料高效有序的流动和科学管理以满足工厂作业计划的需要2-4；同时，还通过对物资消耗、库存分析，及时、准确地了解某一段时间内的生产情况，为企业信息决策支持系统提供所需的物流数据和辅助决策信息。从结构功能模块来说，timms主要包括物料管理、调度管理、作业控制3个主要功能模块1。其中，物料管理支持多种仓库业务的仓库管理，从相关管理系统获取物料基础信息生产调度计划，并提供综合信息分析查询；调度管理集成物流系统控制设备，监控物流执行情况；作业控
8、制集成各种执行设备的工业控制网或专用控制系统。全系统接口统一，统一调度，保证了系统与设备的无缝连接6-7。山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂及时跟进现代物流业的发展，在“十一五”技改过程中投入巨资，建成全面集成物流管理系统(以下简称自动化物流系统)，实现了卷烟生产过程中物料传输自动化、智能化、信息化的现代化生产流程。本文以山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂为对象，对其全面集成物流管理系统的软硬件系统进行了详细的规划与设计，阐述了各功能模块的结构与功能，及其相应的实现方法。 1 功能与结构青州卷烟厂自动化物流系统timms是定位于企业管理计划层erp和生产执行层mes之下的自动化控制层，系统要求
9、完成以下三方面的任务：(1)执行生产订单：可准确、可靠的接收erp传送的物料数据，执行生产执行系统mes下达的生产订单；(2)配置生产原料：高效、稳定的管理物流信息，调度物流设备，全自动为制丝、卷包生产提供所需原辅材料；(3)反馈生产信息：实时、准确的为生产执行系统mes反馈物料消耗数据。系统的结构模块包括配方自动化物流系统、嘴棒自动化物流系统、辅料自动化物流系统、烟丝自动化物流系统、成品自动化物流系统五个子系统。五个子系统相互配合，完成全系统的功能。其结构图如下图1所示：图1 功能结构模块示意图在规划设计上，烟厂提出采用信息化程度高、占地面积小、效率高、投资少的自动化物流模式；在项目的总体规
10、划布局上，整体系统的仓储区与生产区既相互独立，又紧密联系。在实体设计中规划了原料配方自动化出入库流程、烟丝自动化出入库流程、辅料自动化出入库流程、成品自动化出入库流程、嘴棒实料盘和空料盘自动化出入库流程等，保证了全系统的功能覆盖。自动化物流系统的主要设备采用了具有国际先进水平的巷道堆垛机、机器人、agv激光导引小车、高速往复式穿梭车、烟箱分拣输送机等物流设备，提高了青州卷烟厂自动化物流系统的技术水平，保证了系统的安全稳定运行。 2 硬件系统设计 2.1 总体设计青州卷烟厂自动化物流系统中的物流管理软件系统建在先进的工业控制网上，运行于计算机网络系统与数据库环境下，上联企业的信息管理系统，下联工
11、业实时控制系统，是自动化物流系统的调度核心和信息存储处理中心。 2.2 网络配置青州卷烟厂自动化物流系统由5个立体库共611台套单机设备构成，其网络拓扑结构设计图如图2所示。整套系统的硬件结构采用了前端的中控室和后端的现场。其中，中控室主要包括：数据库服务器、数据库后备服务器、网络交换机、配方库网络交换机、管理计算机、调度计算机、打印机等。现场网络主要是有各网络交换机组成，构成了现成的网络拓扑结构。图2 自动化物流系统网络拓扑结构图 3 软件系统设计青州卷烟厂物流管理软件系统结构以集成技术为核心，实现物流指令快速、准确的执行及物流信息的收集、处理、传送、存储和分析，并做出正确的决策以协调各业务
12、环节，从而实现物料高效有序的流动和科学管理以满足工厂作业计划的需要。同时，还通过对物资消耗、库存分析，及时、准确地了解某一段时间内的生产情况，为企业信息决策支持系统提供基础数据，为上级信息管理系统提供生产物流信息。 3.1 体系结构根据青州卷烟厂自动化物流系统的设计原则和功能分析，自动化物流系统体系结构分为以下三个层次：信息管理层、调度控制层和设备执行层。(1)信息管理层：主要实现物流系统的管理功能。同时，还是衔接自动化物流系统与企业信息管理系统的接口层。(2)调度控制层：连接信息管理层和设备控制层的纽带。(3)设备执行层：集成了各种执行设备的工业控制网或专用控制系统。在青州卷烟厂自动化物流系
13、统中包括：输送控制系统、堆垛机控制系统等。 3.2 功能模块青州卷烟厂自动化物流管理软件系统采用昆船自行开发的物流管理软件包全面集成物流管理软件timms的最新版本。软件由tm管理模块、tdcs调度模块、tinf接口模块等核心应用模块组成，采用多层应用服务体系。软件架构模型如图3所示，每个模块的功能模型如图4所示，软件界面如图5所示。软件的主要功能模块包括：tm物料管理模块、tdcs调度管理模块以及tinf接口管理模块。青州卷烟厂自动化装置、液压系统，又有电气控制部分和软件程序等。组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。故障诊断
14、是进行数控机床维修的第一步,它不仅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到预防故障发生与扩大的作用。文章结合数控机床中几个故障的维修实例,说明加强理论学习,适当了解数控系统硬件的相关连接及工作原理,了解PLC与外部器件的联系,并注重系统保养,对于准确维修数控机床故障,降低机床故障率具有重要意义。 关键词:数控机床PLC;故障诊断;故障维修 一、数控机床故障诊断的基本方法 数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养
15、，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行，故障诊断是进行数控机床维修的第一步,它不仅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说,数控机床的故障诊断方法主要有以下几种: (一)常规诊断法 对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查,通常包括:(1)检查电源的规格(包括电压、频率、相序、容量等)是否符合要求;(2)CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠;(3)CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固,接插部位是否有松动;(4)CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、
16、调整是否正确;(5)液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合机床要求;(6)电器元件、机械部件是否有明显的损坏。 (二)状态诊断法 通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中,伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测,及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态,也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。 (三)动作诊断法 通过观察、监视机床的实际动作,判断动作不良部位,并由此来追溯故障源。 (四)系统自诊断法 这是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件,对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。主要包括开机自诊断、在线
17、监控和脱机测试三个方面的内容。 二、故障的调查与分析 这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作： 询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。 现场检查到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查
18、各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。 故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。 确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。排故准备有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。 数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。 (1)直观检查法这是故障分析之初必用
