基于Web Services的钻锣机监控系统的实施与应用

何立发，朱贵娥，龙文卿，查红平，王仁浪（红板（江西）有限公司，江西吉安，343000）

基于Web Services的钻锣机监控系统的实施与应用

何立发，朱贵娥，龙文卿，查红平，王仁浪
（红板（江西）有限公司，江西吉安，343000）

为加强对公司数量较多的钻机和锣机的集中监控管理，实施了利用JSP技术的基于Web services的钻锣机监控系统，采集了设备的工作状态和生产信息，实现了远程设备监控，并通过对加工过程参数和信息进行统计分析，提升了生产管理水平和设备稼动率。该系统可以同ERP和MES系统等系统互通集成，为企业打造透明高效的智能生产管理系统打下坚实的基础。

Web services；JSP；远程设备监控；设备稼动率

0 前言

印刷电路板（PCB，Printed Circuit Board）主要用于支撑和连接电子元器件，被广泛用于电子设备和装备。电路板企业数量最多的设备是钻机和锣机等数控加工设备，这些设备往往有多个厂家多种型号，分布在不同区域，各自独立加工不同型号的电路板，单靠目前的人工管理模式，很难充分利用设备产能。设备监控正是在这种困境下产生和发展起来的。

虽然数控设备监控方案有很多种，但基于Web services的监控系统独具优势，具有很强的互操作性、开放性和扩展性，很好的解决了系统的集成、整合与扩展升级等问题。[1]

1 监控系统整体架构

图1 钻锣机监控系统整体架构

钻锣机监控系统整体架构如图1所示。系统服务器和钻机、锣机部署在同一个工业以太网中以相互通讯。系统服务器兼具采集服务器、数据库服务器和Web Services服务器三大功能。

服务器通过钻机和锣机的控制系统内置的通讯协议采集各类钻锣机的工作信号，并将这些数据存储在服务器内含的数据库的数据缓冲区内，对数据处理后分别存储到各自的历史数据表中。Web Services服务器直接部署到Internet中，得到授权的管理人员可以随时随地透过监控系统网络界面进行生产活动的监控或分析作业。

2 监控系统的实施

本系统以JSP（Java Server Page）技术开发，JSPs拥有动态脚本能力，配合HTML语言（超文本标记语言），将网页的设计及信息由静态信息形式转换为动态，进一步提升了HTML的应用范围。[2]

本系统为Apache Tomcat，是一种开放源网络应用服务平台，提供Java Server Page和Java servlet Technology的应用服务，并搭配最流行的开放源数据库系统MySQL进行数据存储及处理。

2.1 数据采集的实施

电路板企业使用最多的数控机床是钻机和锣机，都留有RJ45网络接口，在得到设备供应商配合后，数据采集变得可行。

利用双绞线和网络交换机将钻锣机和服务器联入工业以太网，服务器向钻锣机发送设备信息请求后，钻锣机控制系统根据开放通信协议框架下的相应函数返回工作信号（开关状态、运行参数和报警信息等）给服务器，并存储入相应的数据库。[3]

2.2 系统功能设计及界面

本系统主要提供两大功能，分别是实时监控和生产分析。

实时监控主要用于设备状态的监控，诸如生产、停机、警报和离线。有三种显示模式，分别为图示、表格和轮播。实时监控系统如图2所示，可以选择需显示的机台编号，用不同的颜色表示设备的不同状态，绿色表示正常生产，红色表示故障警报，黄色表示停机，灰色表示离线无法采集状态数据，同时还可以显示值机员或小组编号、当前产品的料号及加工进度。

生产分析从多个角度对设备运行过程进行分析，诸如稼动率分析、信息分析、刀具分析和生产分析等，且分析的结果可以自定义输出为XLS格式以满足进一步的分析需求。钻锣机稼动率分析影响因素，利用IE技术进行研究分析，通过对设备本身的定位系统和吸尘管网进行改造，增加车间压缩空气储罐保证压缩气压稳定、增加中央冷却水系统保证冷却效果等手段，显著降低了故障停机的发生次数和时间。

对断刀数据进行统计分析，一方面快速识别出了断刀较多性能不佳的个别主轴，进行了维修甚至更换，另一方面识别出某些类型的产品使用小尺寸的刀具容易发生断刀的情况，进行了修改进刀速度和控制刀具翻磨次数的调整，一段时间后断刀次数明显减少。

3.3 配合条码追溯测试系统，实现过程防呆

结合公司正在研发测试的条码追溯系统，在将电路板放进钻模块可显示在选定的时间区段或班次内选定的设备的稼动率，提供表格、曲线图和图形共3种显示模式。信息分析模块可以统计显示指定时间内各机台的警报信息，供生产管理分析。

刀具分析模块包含断刀分析、刀具统计分析、程序刀具分析和刀具用量分析4大功能，其中断刀分析系统可以统计显示选定机台的每个主轴的断刀次数和刀具直径。生产分析模块统计显示每一台设备选定时间段内的生产情况，含加工产品型号、起始时间、运行时间、钻孔总孔数/锣刀总行程等信息。

3 系统应用效果分析

3.1 使生产状况实时化透明化，生产管理更便捷

打破了以往钻锣机的信息孤岛，将设备状态进行集中动态显示，在设备即将完成加工时提前警示值机员，值机员可以提前准备好下趟要加工的板和换板需要的物料，避免出现不必要的停机等板的时间浪费。当某台机器出现故障时，不仅现场值机员可以从机器信号灯知道出现故障，班组管理人员通过车间大屏看板或电脑屏幕也能立刻知道，减少值机员离岗带来的长时间故障停机的风险。同时利用稼动率数据实施值机员的绩效考核，有效调动了值机员的主观能动性，提高了产能。

3.2 统计设备异常原因及次数，定位生产瓶颈，提高设备稼动率

对报警信息的收集和统计分析，梳理出引起停机的前几大锣机之前，先利用扫描枪扫描设备编号条码，然后扫描电路板上含身份ID的条码，记录在条码系统数据库中，在值机员调用加工程序后，条码系统通过钻锣机监控系统得到加工程序名，与电路板条码进行比对，如果加工程序与电路板条码中的身份料号不匹配，则立刻警示，避免了用错生产资料造成的报废。

4 结论

利用JSP技术开发的基于Web services的钻锣机监控系统，实现了设备的远程监控，并通过对钻锣机加工过程参数和信息的实时准确采集及后续的统计分析，为生产计划和设备维护管理提供了有力的数据支撑。本钻锣机监控系统可以很方便的同ERP和MES系统等系统互通集成，为企业打造透明高效的智能生产管理系统打下坚实的基础。

图2 钻锣机状态实时监控系统界面

[1]汪健，黄大荣等.基于Web services的数控机床系统[J].制造业自动化，2013（12）.

[2]刘春菊，朱欣焰.基于JSP/JavaBean的Web GIS实现技术[J].武汉大学学报-信息科学版，2003（10）.

[3]李星,张加波等.数控机床远程监控及加工过程参数实时采集与应用效果分析[J].新技术新工艺，2015（5）.

Implementation and application of the monitoring system of the drilling machine and Gong machine based on Web Services

He Lifa, Zhu Guier，Long Wenqing，Zha Hongping，Wang Renlang
（Red board (Jiangxi) co. LTD, Jian Jiangxi, 343000）

In order to strengthen the centralized monitoring and management of the plenty of drilling and gong machines, a drilling and gong machine monitoring system based on Web services is implemented by using the JSP technology. The working state of the equipment and production information are collected, and remote equipment monitoring is realized. The production management level and the operation Ratio of equipment are improved through the statistical analysis of the processing parameters and information. The system can be integrated with the ERP system and MES system, and can build a solid foundation for enterprises to build a transparent and efficient intelligent production management system.

Web services;JSP;remote equipment monitoring;operation ratio