服装加工数字化生产线构建

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摘要：论文介绍了服装加工数字化生产线的构建方案，包括总体技术方案、数字化生产线组成、生产设备联网，以及生产线数字化管控系统软件的功能模块、工作流程、体系结构设计等。

关键词：服装加工；生产线；联网；管控系统

0引言

随着工业4.0的来临，国内各制造企业面临转型升级的压力，各行业已经意识到只有建立数字化生产线，贯通车间生产现场各环节数据链，提供连续的制造过程数据流，真正实现制造过程的透明化管控，才能支撑上层精益化管理、智能化决策。这是迈向数字化车间、智能化工厂的第一步。服装加工行业数字化生产线的构建，围绕数字化生产线建设及运行管控需求，综合采用自动化、数字化、制造物联网等技术，对缝纫设备、物流设备进行自动化、数字化改造。通过现场网络对缝纫设备、物流设备的联网，通过缝纫生产线数字化管控系统，实现缝纫生产线设备数据的自动采集、生产线现场要素（进度、设备、人员、物流等）的集中监控、生产任务优化排产和动态调度、生产线关键管控指标（工作量、产量）的统计分析，充分保障生产线的顺利运行，提高生产线的生产效率，为服装加工企业数字化、智能化系统的建设提供底层支撑。

1技术方案

1.1总体技术方案

系统采用模块化、标准化、系列化设计，以方便用户根据实情进行配置和组合。系统体系采用开放式架构，预留接口，便于系统扩展和升级。本方案针对服装行业生产线现状和数字化生产线建设要求，建设包括缝纫设备数字化和吊挂系统数字化改造、生产设备联网、生产线数字化管控、数据采集和信息显示系统。总体技术方案如图1所示。生产线的所有设备通过现场总线进行物理联网，实现设备的互联互通和数据的采集、管理和共享。在此基础上，针对服装加工生产线的管控模式和业务流程，研发生产线数字化管控系统，实现服装加工生产线设备状态数据、任务数据、物流数据的采集与分类处理，提供包括生产任务协调平衡、任务执行过程监控、生产状况电子看板、设备运行监控、人员加工监控、数据统计分析等功能，完成与外部生产管理系统（ERP/MES/PDM）的集成，为服装加工生产线平稳运行和任务准时执行打造一个数字化的协同管控平台，为管理人员随时随地掌控生产现场状况，科学决策、高效管理提供支撑。

1.2数字化生产线组成

缝纫生产线由地面生产线与吊挂物流线两部分组成，见图2。地面生产线一般包含几条生产流水线，每条流水线由20~30个工位组成。其中花样机、平锁机、套结机等系统可实现底层的单机缝纫，电控系统可提供WIFI接口通信，为生产管理提供相关数据。对于一般的平车系统需要增加数据采集装置，实现对外通信和数据输出。吊挂物流系统指布料、裁片、工具等由悬空吊架进行传输的流水线物流系统。硬件部分由吊架导轨和物流吊架组成。吊架导轨将缝纫生产线的所有加工工位桥接起来，吊架在不同的工位之间传输物料。吊架由上位机控制，带有不同编码，可以接收来自物料配送控制系统的实时调度指令，实现物料的高效、精准配送。吊挂物流系统示意图如图3所示。

1.3数字化生产线设备联网

服装加工生产线由缝纫平车、吊挂小车组成，采用工业以太网实现现场设备的联网，为数据采集、统计分析及其业务管理提供基础支撑。网络采用开放式体系架构，可与企业网络进行连接，便于生产线系统与企业其他信息系统的集成。生产线设备联网拓扑结构如图4所示。缝纫生产线设备的联网功能：①采集缝纫设备数据，包括开关机、故障、停机、加工时间、加工数量等；②生产管控工作站实时监控缝纫生产线上的采集数据，分析各工位的生产状态和效率，掌控生产线运行情况，进行物料补充或任务调配；③物料配送控制工作站接收各工位的生产状态作为吊挂物流系统的调度依据。物料配送控制系统从数据库中获取生产状态数据，进行分析及配送决策，生成控制指令下发给各物流吊挂小车，指挥物流系统运行；④电子看板显示生产线运行状态、物流系统状态、设备加工状态、人员工作状态、生产任务进度等信息；⑤数据库服务器集中存储所有数据，实现信息共享。

2生产线数字化管控系统软件

2.1生产线数字化管控系统软件功能模块

生产线数字化管控系统软件功能模块：①车间数字化建模：车间设备、人员、工作日历和工艺路线等基本信息的数字化建模；②生产任务管理：实现生产线生产任务接收、安排、执行、统计等，保证生产线上设备协调平衡运行；③动态调度管理：实时查询设备状态，实现线内同一工序的不同工位的动态调度，以及线与线之间的任务动态调配、插单管理；④物流自动配送：根据生产现场任务执行情况，采用吊挂系统自动、准确、及时配送各个工位的物料；⑤人员管理：人员基本信息管理、生产件数统计、工时统计、人员调配等；⑥生产运行状态电子看板：在联网PC机上监控所有生产设备的运行情况；⑦生产线实时数据存储与管理：现场生产、设备、物料等实时数据的存储，并实现数据的导入、导出、备份、恢复等；⑧数据统计分析：统计分析设备的运行状况和生产计划完成情况，统计分析结果以报告和图表的方式呈现；⑨设备故障分析及预测：包括历史故障查询、故障时间分布、故障概率分布、故障概率趋势、全部设备故障对比图等；⑩提供与MES、ERP、PDM等各类管理系统集成接口。

2.2生产线数字化管控系统工作流程

生产线管控系统根据来自上层系统（如ERP、MES）的任务工单进行细化分解，分配生产资源，将生产指令传递给底层控制层（PCS）；管控系统还要采集生产线设备的状态数据、完工数据，实时监控底层设备的运行状态和加工情况，通过生产线数据的统计、分析、计算与处理，及时掌握生产线的运行情况，将控制系统与生产管理系统整合在一起。生产线管控系统工作流程如图5所示。

2.3生产线数字化管控软件体系结构

生产线管控系统软件体系结构如图6所示，该结构分为4层。

3结束语

数字化生产线以提供核心控制系统和产品集成服务来实现缝制行业的技术跨越，即用先进制造技术改造传统缝制技术，提高该行业的整体工业自动化水平。数字化生产线的成功实施并推广应用，在传统服装加工行业运用数字化、自动化、智能化进行技术提升，为提高缝纫设备生产效率和服装加工业建设及技术升级提供保障，大幅提高了企业的经济效益。

参考文献：

[1]张玉兰，等.组网技术与网络管理[M].北京：清华大学出版社，2013.

[2]凌红莲.数字化服装生产管理[M].上海：东华大学出版社，2014.

[3]秦凤梅.MySQL网络数据库设计与开发[M].北京：电子工业出版社，2014.

作者:杨奕昕 贺思桥 张健 单位:绵阳市维博电子有限责任公司