摘 要：針對大型裝備產(chǎn)品的生產(chǎn)特點，提出一種支持生產(chǎn)設(shè)備集成的信息系統(tǒng)，旨在幫助大型裝備制造企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)外部信息的集成；應(yīng)用效果表明，該系統(tǒng)可以提高制造系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，改善生產(chǎn)計劃的可執(zhí)行性，減少廢品率，提高企業(yè)的競爭力。 關(guān)鍵詞：設(shè)備集成；信息支持系統(tǒng)；大型裝備；制造系統(tǒng) 0. 引言 在世界工業(yè)發(fā)展的歷史上，裝備制造業(yè)的發(fā)達與否，是衡量一個國家國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)是否雄厚的產(chǎn)業(yè)之一[1]。大型裝備在國民經(jīng)濟發(fā)展中也有著極其重要的地位，它涉及到發(fā)電、鋼鐵、化工、船舶、航天、工程機械和農(nóng)業(yè)機械等行業(yè)所需的裝備。大型裝備的生產(chǎn)屬于大型單件小批離散生產(chǎn)，具有訂單驅(qū)動的生產(chǎn)組織形式的特點。訂單驅(qū)動方式使得企業(yè)在實際生產(chǎn)中多采用面向訂單設(shè)計（Engineering-to-order, ETO），面向訂單制造（Make-to-order，MTO）或面向訂單裝配（Assembly-to-order，ATO）。由于訂單的多樣性、產(chǎn)品的定制性，必然帶來生產(chǎn)計劃的制定和執(zhí)行難等很多問題。另外，大型裝備的制造所涉及的零部件大多是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大，具有“邊設(shè)計、邊加工、邊修改”的技術(shù)特點，導致加工工藝復(fù)雜、使用較多的專用設(shè)備、加工周期較長等一系列問題。面對復(fù)雜多變的制造系統(tǒng)，如何提高大型裝備制造企業(yè)的制造系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力，有效提高生產(chǎn)計劃的可執(zhí)行性，縮短交貨周期，減少廢品率等，是企業(yè)提高競爭力必須要解決的問題。 正如大家所熟知的ERP、PLM/PDM、MES 等信息系統(tǒng)已經(jīng)在生產(chǎn)實際中起到很重要 的作用，但是它們都不能有效地獲取或（和）處理車間底層生產(chǎn)設(shè)備的內(nèi)部信息和外部信息，導致設(shè)備的加工任務(wù)安排不合理，設(shè)備運行效率低下，從而制約了整個制造系統(tǒng)的響應(yīng)性的進一步提高。 大型裝備制造系統(tǒng)中設(shè)備起到至關(guān)重要的作用，特別是某些關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的運行效果和效率直接決定著整個制造系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)設(shè)備大多是獨立運行的，從而產(chǎn)生了生產(chǎn)設(shè)備的信息孤島問題；即使有些企業(yè)針對數(shù)控車間采用DNC 的方式進行設(shè)備集成，但是側(cè)重于NC 代碼的傳遞，沒能實現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部信息和外部信息的有效集成管理。不能及時獲取設(shè)備的內(nèi)部信息（如設(shè)備故障信息等）以及設(shè)備內(nèi)部信息沒有與設(shè)備外的生產(chǎn)信息的集成，這必然導致設(shè)備負荷能力分配不均、設(shè)備故障不能及時處理、生產(chǎn)計劃執(zhí)行性差、廢品率高等問題，從而嚴重制約著整個制造系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。 1. 系統(tǒng)需求分析與系統(tǒng)方案的提出 1.1 系統(tǒng)需求 隨著制造業(yè)信息化的深入發(fā)展，離散制造企業(yè)的信息化已經(jīng)延伸到車間底層（如MES），但是仍然存在信息斷層現(xiàn)象如MES 與SFC 之間存在信息集成度不高的現(xiàn)象。當前，普通設(shè)備集群MES 與SFC 基本上就是信息斷層，基本沒有信息交互；數(shù)控設(shè)備集群的信息集成度較好些，但是整體上信息比較單一，不能有效使車間層信息甚至設(shè)備信息與上層信息的集成。出現(xiàn)信息斷層的原因在于SFC 的自動化程度不高，不能有效獲取和處理設(shè)備信息以及車間現(xiàn)場生產(chǎn)信息。針對這些問題，本論文提出的信息支持系統(tǒng)旨在提高SFC 與MES 等上層信息系統(tǒng)的信息集成度，實現(xiàn)上層管理者與車間層的直接溝通以增強管理決策的科學性和有效性；一方面能夠與MES 等上層信息系統(tǒng)集成而實現(xiàn)把管理層的生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)指令等管理信息和加工圖、工藝流程圖等生產(chǎn)指導信息下達至生產(chǎn)現(xiàn)場；另一方面通過信息支持系統(tǒng)更有效地實時采集和處理生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、負荷能力等設(shè)備內(nèi)部信息和設(shè)備外部信息即現(xiàn)場生產(chǎn)信息，并把處理后的設(shè)備內(nèi)部信息和外部信息提交至上層管理層，從而提高設(shè)備的利用率，改善設(shè)備的運行效率，增強生產(chǎn)過程和設(shè)備運行的數(shù)字化和可視化管理。

大型裝備產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備集成的信息支持系統(tǒng)研究全文下載