在日益激烈的全球化市場競爭中,國內中小型制造企業成為國民經濟活動中最有活力和發展前景的,目前中小企業創造的最終產品和服務的價值占全國GDP比重50%以上;中小企業提供的產品、技術和服務出口約占全國出口總值的60%;中小企業上交的稅收占全國全部稅收收入的43%;中小企業提供了75%的城鎮就業機會。以至于在2002年6月第九屆全國人民代表大會常務委員會第二十八次會議通過了中小企業促進法。
同時,在激烈的市場競爭中中小企業更易于面向細分市場形成有效的供應鏈體系,并趨向分布于不同地域,隨之需要使用管理手段和工藝信息技術來協調不同地域的企業以保證細分市場的產品進度和質量一致性,聯盟企業間需要面向不同體系結構、不同地域空間的可控信息共享,并對各類生產系統實現有效的遠程監控,以便提高整個供應鏈體系聯盟企業的生產競爭能力。
建立聯盟企業間的遠程監控系統可以提升供應鏈上各企業的信息化程度,從而提升生產效率,降低廢品率,簡化生產線及設備的維護保養。而系統中的監控行為都是基于局域網或Internet的信息交換得以實現的。遠程監控系統的信息平臺成為遠程監控系統中極為重要的環節。
對于需要采集的生產過程中設備等的監控信息是對生產過程中相關設備出現的各種信息進行獲取、傳輸、處理、分析和應用,包括對制造過程中設備出現的各種物理量(如:聲、光、電、熱、力、力矩和振動功率等)數據在通過傳感器接收后進行傳輸和處理,并對分析處理的結果進行設備和產品質量進行檢測、預報和診斷。
1 基于Web的遠程監控系統
遠程監控系統的建立本身就是提高企業信息化管理水平的過程,中小企業基于Web的遠程協同監控系統平臺可以面向離散/連續混合生產過程,是相關應用功能有效實現的基礎和保障。遠程監控系統平臺的構建需要滿足制造的分散化、集團化、客戶和供應商的國際化等發展趨勢的需求,配合Internet網絡化技術的持續變化和發展,實現跨平臺的異構協同工作體系,而其最基礎的工作就是對設備、生產線現場等數據的采集,并保證采集到的數據可以在網絡上安全、高效、穩定地傳輸,并防止信息的丟碼、誤碼和錯碼,圖1所示為搭建于清華大學可視化生產管理研究室中的基于Web的遠程監控系統測試平臺體系結構。
圖1 基于Web的遠程監控系統測試平臺體系結構
而在生產現場中,許多生產線、設備等包括各種信息的通信標準,如工業以太網IEEE802.3,232/442/485串口通信協議、公共電話網載波ITU-TV.23協議、無線通信IEEE802.11b及藍牙技術標準、電力線載波協議等,涉及到目前常用的現場總線控制(FBC)、可編程控制器(PLC)、集散控制系統(DCS)、基于PC控制器、CNC等控制系統等,以及視頻、聲頻、距離、溫度、濕度等傳感器信息,但由于相互間標準不同,難以有效實時集成,如當前現場總線標準僅國際標準就有12個,加之歐洲標準、企業標準共60余種,相互間不能互操作,而通過網關通信和OPC協議互操作卻不具備實時性。本文研究工作將主要解決上述問題。