零件加工流程信息獲取軟件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書題 目：零件加工流程信息獲取 軟件設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 職 稱：題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 þ工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)2013年 5月 28日摘 要機(jī)械制造過程中物料信息獲取一直是制約制造業(yè)自動(dòng)化的瓶頸，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)為方便、快捷、低成本獲取大量制造過程信息提供了可能。本項(xiàng)目擬進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械制造過程中物料信息獲取及流程優(yōu)化技術(shù)的研究，深入研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在制造流程中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與射頻識(shí)別技術(shù)融合的信息獲取和采集方法；進(jìn)一步通過獲取生

2、產(chǎn)過程的物料加工工藝時(shí)間、流向、進(jìn)度、人員等信息數(shù)據(jù)來建立加工過程的物流管理原型系統(tǒng)，快速、準(zhǔn)確、可靠地為企業(yè)信息化系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；通過對(duì)物料信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，建立各個(gè)零部件的生產(chǎn)流程信息模型，為制造業(yè)務(wù)流程精確地制訂生產(chǎn)節(jié)拍、工藝流程及安全嚴(yán)密地跟蹤追溯重要組件的加工過程提供最佳的技術(shù)支持，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化設(shè)備配置及使用效率等提高提供有效手段。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是基于Windows操作系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)前機(jī)械零件加工行業(yè)的實(shí)際情況無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)針對(duì)多品種批量生產(chǎn)編寫這個(gè)“零件加工流程信息獲取軟件”。 以某些典型零件為例子進(jìn)行了分析，最終軟件經(jīng)過調(diào)試達(dá)到要求。軟件通過串口收

3、集和發(fā)送數(shù)據(jù)。利用文件的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。軟件界面對(duì)模擬的零件加工現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息進(jìn)行了展示。關(guān)鍵字：零件加工流程信息獲取；制造業(yè)；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)；流程優(yōu)化AbstractMachinery manufacturing process obtaining material information has been a bottleneck at manufacturing automation, It may be provided that wireless sensor network is convenient, fast, low-cost access to a large numbe

4、r of manufacturing process information. The project conducted mechanical sensor networks in the manufacturing process and process optimization obtain material information technology research ,further study of wireless sensor networks which in the manufacturing process for wireless sensor networks an

5、d radio frequency identification technology acquisition and integration of information collection methods in deeply; Through production process by obtaining materials processing time, flow, schedule, personnel and other information data further to build a prototype machining process logistics manage

6、ment system,  which is more fast, more accurate and  more reliable for the enterprise information system to provide real-time data; On the other hand material information through data mining, the establishment of the various parts of the production process information model business proces

7、ses for the manufacture of tact precise formulation, process and safety critical components closely track the processing of retroactive which provided  the best technical support, to improve product quality, optimize equipment configuration and usage to provide effective means of improving effi

8、ciency.The main content of the graduation project is based on the Windows operating system, based on the current machine parts processing industry, the actual situation of wireless sensor networks, modern production management techniques for mass production of many varieties to write this "part

9、 machining process information for the software." In some parts of typical examples are analyzed carefully, in the final software to meet the requirements after commissioning. Software through collecting and sending data by the way in serial port. The in the use ofpapers on the data to be

10、saved. Software interface for analog parts processing site for the show of status information.Keywords: parts machining process information acquisition；manufacturing；wireless sensor networks；process optimization目 錄 引言11 零件加工流程信息獲取軟件概況11.1 設(shè)計(jì)零件加工流程信息獲取軟件的意義11.2 生產(chǎn)管理類軟件的發(fā)展歷程31.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.4 本論文研究的目的和內(nèi)

11、容51.5 本章小結(jié)52 零件的加工工藝與工藝流程分析62.1 常見的機(jī)械加工工藝62.2 對(duì)軸類零件加工工藝流程的分析72.3 加現(xiàn)場(chǎng)模型的建立132.4 本章小結(jié)143 生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析方法153.1 對(duì)生產(chǎn)效率影響較大的因素153.2 挖掘數(shù)據(jù)與分析方法153.3 本章小結(jié)184 軟件設(shè)計(jì)194.1 對(duì)加工現(xiàn)場(chǎng)使用RFID卡流程的說明194.2 對(duì)數(shù)據(jù)格式的設(shè)定204.3 軟件設(shè)計(jì)說明2525294.4 軟件調(diào)試344.5 零件加工流程優(yōu)化344.6 本章小結(jié)355 結(jié)論365.1 對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的總結(jié)365.2 展望36謝辭 37參考文獻(xiàn) 38附錄 39引言保留住了數(shù)據(jù)就

12、相當(dāng)于保留了一座金礦，想要得到金子還要對(duì)這座礦藏不斷的挖掘。不對(duì)零件加工流程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行采集分析也是一種浪費(fèi)，這些信息中往往包含改善加工流程的信息。在目前的零件加工現(xiàn)場(chǎng)來看，這種信息資源正在大量的流失。對(duì)這些這些信息進(jìn)行分析、篩選和保存就是為改善生產(chǎn)保留了依據(jù)。依靠物連網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，傳遞信息的準(zhǔn)確性，本身具有智能處理能力這些特點(diǎn)，零件加工流程信息的獲取有了保障。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就是挖掘金子的有力工具。計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力讓這些技術(shù)可以緊密的結(jié)合起來。結(jié)合各個(gè)相關(guān)學(xué)科，本畢業(yè)設(shè)計(jì)以一個(gè)軸零件加工過程產(chǎn)生的部分信息作為主要分析對(duì)象，說明“零件加工流程信息獲取軟件”的方案、程序流程和軟件的

13、各項(xiàng)功能。并且結(jié)合相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)算法完成零件加工流程優(yōu)化處理。零件加工流程軟件運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，通過RS-232串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送。數(shù)據(jù)的理想來源是綁定于零件上和綁定于機(jī)床上以及工人佩戴的RFID卡，但是本次的畢設(shè)主要方向在上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，所以只通過串口線把運(yùn)行零件加工流程軟件的計(jì)算機(jī)連接到另一臺(tái)計(jì)算上，后者做為數(shù)據(jù)的來源，模擬加工現(xiàn)場(chǎng)的信息。軟件包含5個(gè)主要的顯示窗口，他們分別是主窗口、加工現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)窗口、人員管理窗口、零件加工流程編輯窗口和優(yōu)化管理窗口。零件加工流程軟件的運(yùn)行流程：1.啟動(dòng)軟件。2.選擇合適的串口并打開它。如果有需要可以在打開串口后設(shè)置串口的

14、波特率等相關(guān)參數(shù)。3.軟件已經(jīng)正常運(yùn)行，加工現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)窗口、人員管理窗口、零件加工流程編輯窗口和優(yōu)化管理窗口這四個(gè)子窗口只能同時(shí)顯示其中一個(gè)，這時(shí)可以點(diǎn)擊主窗口上相應(yīng)的按鈕查看需要查看的頁(yè)面。4.四個(gè)子窗口中有不同的功能按鈕，點(diǎn)擊可激發(fā)相應(yīng)的功能。5.需要時(shí)可以退出軟件。1 零件加工流程信息獲取軟件概況1.1 設(shè)計(jì)零件加工流程信息獲取軟件的意義機(jī)械制造業(yè)為整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備，其發(fā)展水平是國(guó)家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一。隨著經(jīng)濟(jì)全球化、信息化進(jìn)程日益深入，機(jī)械制造裝備行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，客戶需求日趨個(gè)性化，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)際化的趨勢(shì)加劇，國(guó)際資本加速進(jìn)入中國(guó)機(jī)械制造業(yè)，無(wú)數(shù)企業(yè)仍在“制造之觴”中逶

15、迤前行，這些因素共同促使中國(guó)機(jī)械制造企業(yè)更應(yīng)該關(guān)注信息化建設(shè)，借助信息化提升企業(yè)的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)精益化生產(chǎn)與管理。 傳感網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息化技術(shù)中最前沿、最核心的技術(shù)之一。物聯(lián)網(wǎng)把所有物品通過射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification：RFID）、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks：WSN）等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)全球性的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它通過數(shù)據(jù)采集和通信能力將實(shí)際和虛擬的物體連接起來，并能提供特定的對(duì)象識(shí)別、傳感器和連接作為發(fā)展自主聯(lián)合服務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)，這些特點(diǎn)將體現(xiàn)在自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集，事件傳

16、輸，網(wǎng)絡(luò)連接和互用性的發(fā)展程度之中。傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)別等作為物聯(lián)網(wǎng)感知物理世界信息的載體，擔(dān)負(fù)著從物理世界獲取信息和傳遞信息的任務(wù)。 由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有體積小、低功耗、自適應(yīng)組網(wǎng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)床零部件件加工流程監(jiān)控、物料管理及機(jī)床設(shè)備的健康狀態(tài)監(jiān)控等領(lǐng)域，具有傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的制造過程的監(jiān)控管理技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)引起高度重視，而我國(guó)在這方面的研究基本屬于空白。因此，迫切需要具有高技術(shù)含量和擁有多種前沿學(xué)科交叉所形成核心技術(shù)。就機(jī)械制造工程領(lǐng)域而言，發(fā)展基于無(wú)線傳感器的機(jī)械制造物流監(jiān)控、物料管理、流程優(yōu)化技術(shù)，是目前制造業(yè)信息化的一個(gè)發(fā)展前沿，如果這方面技術(shù)獲得突

17、破并實(shí)用化，將大大地改觀現(xiàn)行的機(jī)械制造行業(yè)舉步維艱的狀況。在學(xué)術(shù)上將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)管理思想及方法產(chǎn)生重要的影響；在實(shí)用技術(shù)方法上，將為制造行業(yè)的生產(chǎn)及管理提供有效的手段。 生于信息時(shí)代的我們面臨這樣的挑戰(zhàn)：“及時(shí)”捕獲、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和信息，并將其轉(zhuǎn)化成有用的知識(shí)；在任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻需要時(shí)，用戶能用熟悉的語(yǔ)言和格式及時(shí)得到該有用的知識(shí)。所以如何能把信息保存下來，如何挖掘其中有利于生產(chǎn)的信息并把這些信息轉(zhuǎn)化為人們可以利用的知識(shí)將變得十分重要。零件加工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的安排，資源的調(diào)配都會(huì)影響生產(chǎn)的效率和成本。合理的安排生產(chǎn)和調(diào)配資源是除了花費(fèi)大量的資金運(yùn)用更先進(jìn)的設(shè)備或提高制造工藝技術(shù)之外低成本的提高生產(chǎn)力

18、的途徑。加工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的大量信息中往往包含有有利于更合理的安排生產(chǎn)和調(diào)配資源的信息。這就要求我們能把這些信息保留下來，便于分析利用。物連網(wǎng)的發(fā)展正直面這些問題。它即可以及時(shí)的捕獲這些信息，又可以根據(jù)人的需要，選擇和轉(zhuǎn)化這些信息然后傳遞給人。許多零件加工廠的生產(chǎn)車間還是十分老舊，生產(chǎn)所用的機(jī)器也大多是普通的。像這樣的加工廠直接淘汰舊的機(jī)床負(fù)擔(dān)將會(huì)十分大，提高生產(chǎn)效率的途徑大多是通過合理的生產(chǎn)管理。若利用計(jì)算機(jī)配合對(duì)應(yīng)的軟件來進(jìn)行生產(chǎn)的輔助管理效率就得到更大的提高。軟件及時(shí)的把信息反映給管理者，管理者就能從中發(fā)現(xiàn)問題，從而根具實(shí)際情況對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的調(diào)控。零件加工流程信息獲取軟件設(shè)計(jì)的目的就是迎

19、合這樣的需要。加工現(xiàn)場(chǎng)中，需要管理者合理的安排零件的加工流程。要達(dá)到各個(gè)工位間運(yùn)行流暢，即要沒有產(chǎn)品積壓也沒有下一工位等待上一工位?，F(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器、人員都能充分發(fā)揮自身的能力，沒有資源的浪費(fèi)，但在繁忙的工作中，人員和機(jī)器又能得到充分休息，保存持續(xù)高效的生產(chǎn)的能力。在這樣的要求下，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)已經(jīng)很難達(dá)到如此精細(xì)的時(shí)間、物質(zhì)、人力的管理。這就需要生產(chǎn)管理者在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)挖掘相關(guān)的信息，尋找到提升生產(chǎn)效率的空隙。從而做大量的數(shù)據(jù)采集和分析就在所難免了。本軟件的功能要求就是在作者模擬的一個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，能代替人員在現(xiàn)場(chǎng)觀察并手動(dòng)的輸入要采集的數(shù)據(jù)，把零件加工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)按照便于人閱讀分析的形式表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的屏

20、幕上，并保存下來。為了在出現(xiàn)問題需要及時(shí)的對(duì)加工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整，軟件也具備了向現(xiàn)場(chǎng)廣播信息，或者對(duì)特定的人員發(fā)布信息的功能。這樣就提高了時(shí)效，減少了人力。同時(shí)為管理者遠(yuǎn)程的管理加工現(xiàn)場(chǎng)提供了便捷。此外，為了讓軟件的設(shè)計(jì)更貼近現(xiàn)實(shí)，作者還針對(duì)一個(gè)軸類零件的加工流程做出詳細(xì)的分析。分析包括每個(gè)流程的時(shí)間、流程的順序、加工人員的安排。在此之后，根據(jù)分析的結(jié)果設(shè)計(jì)算法，完成軟件優(yōu)化零件加工流程功能。此功能可以為生產(chǎn)管理者提供一些零件加工流程編排的建議?？偠灾?，本畢業(yè)設(shè)計(jì)就是結(jié)合了計(jì)算機(jī)軟件、生產(chǎn)管理、物連網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘等方面的技術(shù)，以提高零件加工效率而做出的具體實(shí)踐。本項(xiàng)目的研究可推動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在機(jī)

21、械制造流程監(jiān)控、物料管理問題的發(fā)展，具有重要的科學(xué)意義和工程價(jià)值。另外，研究成果還可以拓展到制造業(yè)的其他領(lǐng)域。1.2 生產(chǎn)管理類軟件的發(fā)展歷程在十八世紀(jì)工業(yè)革命后，人類開始進(jìn)入工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的主體是制造業(yè)。工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)的特點(diǎn)就是產(chǎn)品生產(chǎn)成本上的競(jìng)爭(zhēng)，規(guī)?；笊a(chǎn)是降低生產(chǎn)成本的有效方式。由于生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，大生產(chǎn)給制造業(yè)帶來了許多困難，主要表現(xiàn)在：生產(chǎn)所需的原材料不能準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)或供應(yīng)不足；零部件生產(chǎn)不配套，且積壓嚴(yán)重；產(chǎn)品生產(chǎn)周期過長(zhǎng)和難以控制，勞動(dòng)生產(chǎn)率下降；資金積壓嚴(yán)重，周轉(zhuǎn)期長(zhǎng)，資金使用效率降低；市場(chǎng)和客戶需求的變化，使得企業(yè)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃難以適應(yīng)。總之，降低成本的主要矛盾就

22、是要解決庫(kù)存積壓與短缺問題。 為了解決這個(gè)關(guān)鍵問題，1957年，美國(guó)生產(chǎn)與庫(kù)存控制協(xié)會(huì)（APICS）成立，開始進(jìn)行生產(chǎn)與庫(kù)存控制方面的研究與理論傳播。隨著六十年代計(jì)算機(jī)的商業(yè)化應(yīng)用開始，第一套物料需求計(jì)劃MRP（Material Requirements Planning）軟件面世并應(yīng)用于企業(yè)物料管理工作中。在七十年代，人們?cè)诖嘶A(chǔ)上，一方面把生產(chǎn)能力作業(yè)計(jì)劃，車間作業(yè)計(jì)劃和采購(gòu)作業(yè)計(jì)劃納入MRP中，同時(shí)在計(jì)劃執(zhí)行過程中，加入來自車間，供應(yīng)商和計(jì)劃人員的反饋信息，并利用這些信息進(jìn)行計(jì)劃的平衡調(diào)整，從而圍繞著物料需求計(jì)劃，使生產(chǎn)的全過程形成一個(gè)統(tǒng)一的閉環(huán)系統(tǒng)，這就是由早期的MRP發(fā)展而來的閉環(huán)式

23、MRP，閉環(huán)式MRP將物料需求按周甚至按天進(jìn)行分解，使得MRP成為一個(gè)實(shí)際的計(jì)劃系統(tǒng)和工具，而不僅僅是一個(gè)訂貨系統(tǒng)，這是企業(yè)物流管理重大發(fā)展。 閉環(huán)MRP系統(tǒng)的出現(xiàn)，使生產(chǎn)計(jì)劃方面的各種子系統(tǒng)得到了統(tǒng)一。只要主生產(chǎn)計(jì)劃真正制訂好，那么閉環(huán)MRP系統(tǒng)就能夠很好運(yùn)行。但這還不夠，因?yàn)樵谄髽I(yè)的管理中，生產(chǎn)管理只是一個(gè)方面，它所涉及的是物流，而與物流密切相關(guān)的還有資金流。這在許多企業(yè)中是由財(cái)會(huì)人員另行管理的，這就造成了數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入與存貯，甚至造成數(shù)據(jù)的不一致性。降低了效率，浪費(fèi)了資源。于是人們想到，應(yīng)該建立一個(gè)一體化的管理系統(tǒng)，去掉不必要的重復(fù)性工作，減少數(shù)據(jù)間的不一致性現(xiàn)象和提高工作效率。實(shí)現(xiàn)資金

24、流與物流的統(tǒng)一管理，要求把財(cái)務(wù)子系統(tǒng)與生產(chǎn)子系統(tǒng)結(jié)合到一起，形成一個(gè)系統(tǒng)整體，這使得閉環(huán)MRP向MRP II前進(jìn)了一大步。最終，在八十年代，人們把制造、財(cái)務(wù)、銷售、采購(gòu)、工程技術(shù)等各個(gè)子系統(tǒng)集成為一個(gè)一體化的系統(tǒng)，并稱為制造資源計(jì)劃（Manufacturing Resource Planning）系統(tǒng)，英文縮寫還是MRP，為了區(qū)別物料需求計(jì)劃系統(tǒng)（亦縮寫為MRP）而記為MRP II。MRP II可在周密的計(jì)劃下有效地利用各種制造資源、控制資金占用、縮短生產(chǎn)周期、降低成本，但它僅僅局限于企業(yè)內(nèi)部物流、資金流和信息流的管理。它最顯著的效果是減少庫(kù)存量和減少物料短缺現(xiàn)象。 到90年代中后期，現(xiàn)實(shí)社會(huì)

25、開始發(fā)生革命性變化，即從工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代開始步入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，企業(yè)所處的時(shí)代背景與競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境發(fā)生了很大變化，企業(yè)資源計(jì)劃ERP系統(tǒng)就是在這種時(shí)代背景下面世的。在ERP系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到僅靠自己企業(yè)的資源不可能有效地參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，還必須把經(jīng)營(yíng)過程中的有關(guān)各方如供應(yīng)商、制造工廠、分銷網(wǎng)絡(luò)、客戶等納入一個(gè)緊密的供應(yīng)鏈中，才能有效地安排企業(yè)的產(chǎn)、供、銷活動(dòng)，滿足企業(yè)利用一切市場(chǎng)資源快速高效地進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的需求，以期進(jìn)一步提高效率和在市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；同時(shí)也考慮了企業(yè)為了適應(yīng)市場(chǎng)需求變化，不僅組織“大批量生產(chǎn)”，還要組織“多品種小批量生產(chǎn)”。在這兩種情況并存時(shí)，需要用不同的方法來制定計(jì)劃。1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)

26、狀本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的軟件僅僅是生產(chǎn)管理類軟件的一部分。國(guó)內(nèi)外對(duì)這類軟件的開發(fā)往往集成了大量的功能。例如西門子推出的生產(chǎn)管理軟件。它能針對(duì)每個(gè)行業(yè)自己的獨(dú)特要求，為企業(yè)提供一站式解決方案，能幫助企業(yè)顯著提高生產(chǎn)效率，其中包括工業(yè)軟件與自動(dòng)化技術(shù)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、服務(wù)以及定制的行業(yè)解決方案。西門子能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的自動(dòng)化技術(shù)與智能工業(yè)軟件的緊密結(jié)合。這使得企業(yè)以數(shù)字化方式計(jì)劃和模擬單一的、甚至是整個(gè)生產(chǎn)工廠的生產(chǎn)流程，從而讓企業(yè)可以在投產(chǎn)之前對(duì)流程進(jìn)行優(yōu)化。這不僅可以提高質(zhì)量水準(zhǔn)，并且能將產(chǎn)品上市時(shí)間縮短50%。國(guó)內(nèi)也有像海寶軟件這樣的企業(yè)為企業(yè)提供服務(wù)。例如海寶軟件塑膠件沖壓件鑄件生產(chǎn)企業(yè)管理系統(tǒng)

27、，簡(jiǎn)稱海寶E28。適用于注塑、沖壓、鑄造、汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)。這類企業(yè)有較為固定的產(chǎn)品，有多層BOM結(jié)構(gòu)和固定工藝，而有別于一般的批量生產(chǎn)企業(yè)，比如：1)按照訂單進(jìn)行批量生產(chǎn)，交期、質(zhì)量、成本不容易控制。 2)訂單變更頻繁，生產(chǎn)計(jì)劃較困難。 3)模具對(duì)質(zhì)量、交期影響非常大。 4)上游客戶推行JIT生產(chǎn)模式，將風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁到配套生產(chǎn)企業(yè)。配套企業(yè)有時(shí)不得不做適量的庫(kù)存，以滿足客戶（有時(shí)甚至不講理）的交付要求。如果風(fēng)險(xiǎn)控制的不好，企業(yè)容易陷入困境。 5)大多注塑件需要后期處理如噴涂、絲印等。 6)有些企業(yè)除了生產(chǎn)塑料件外，還生產(chǎn)沖壓件，壓鑄件，有些零件還需要后續(xù)的機(jī)械加工。 7）有些訂單還有零部件、組

28、件或整機(jī)的裝配工作，需要對(duì)其它物料進(jìn)行控制。 1.4 本論文研究的目的和內(nèi)容本設(shè)計(jì)是在當(dāng)前物連網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)代背景下，通過了解目前國(guó)內(nèi)機(jī)械零件加工企業(yè)的生產(chǎn)情況得到啟發(fā)而著手研究的。設(shè)計(jì)軟件的目的是嘗試應(yīng)用物連網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的結(jié)合，找到零件件加工流程的最優(yōu)方案。本設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、了解一般零件加工藝工流程；2、對(duì)某一個(gè)零件的加工藝工流程進(jìn)行分析，并選擇需要獲取的零件制造的信息；3、通過采集裝置采集零件制造過程的信息，并將信息存儲(chǔ)和保存下來；4、根據(jù)獲得的信息設(shè)計(jì)、編寫軟件并進(jìn)行分析。1.5 本章小結(jié)本章闡述了零件加工流程信息獲取軟件的背景和意義，然后介紹了生產(chǎn)管理類軟件發(fā)展歷程和國(guó)內(nèi)外研

29、究現(xiàn)況，同時(shí)確定了設(shè)計(jì)內(nèi)容和方向。2 零件的加工工藝與工藝流程分析2.1 常見的機(jī)械加工工藝機(jī)械加工指的是使用加工機(jī)械對(duì)工件的外形尺寸以及內(nèi)部性能進(jìn)行改變。機(jī)械加工可分為冷加工和熱加工，應(yīng)用范圍較廣，常見的有切削加工、壓力加工、焊接、鍛造等加工方式。常見的加工方式還可以繼續(xù)細(xì)分。切削加工，即使用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料層切去成為切屑，使工件獲得規(guī)定的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。任何切削加工都必須具備3個(gè)基本條件:切削工具、工件和切削運(yùn)動(dòng)。切削工具應(yīng)有刃口，其材質(zhì)必須比工件堅(jiān)硬。不同的刀具結(jié)構(gòu)和切削運(yùn)動(dòng)形式構(gòu)成不同的切削方法。用刃形和刃數(shù)都固定的刀具進(jìn)行切

30、削的方法有車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉削和鋸切等；用刃形和刃數(shù)都不固定的磨具或磨料進(jìn)行切削的方法有磨削、研磨、珩磨和拋光等。切削加工是機(jī)械制造中最主要的加工方法。雖然毛坯制造精度不斷提高，精鑄、精鍛、擠壓、粉末冶金等加工工藝應(yīng)用日廣，但由于切削加工的適應(yīng)范圍廣，且能達(dá)到很高的精度和很低的表面粗糙度，在機(jī)械制造工藝中仍占有重要地位。圖2-1 滾切法 圖2-2 刀尖軌跡法壓力加工指的是一種利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法。壓力加工，又稱金屬塑性加工。壓力加工可分為以下幾類：1、軋制：金屬坯料在兩個(gè)回轉(zhuǎn)軋輥的縫隙中受壓變形以獲

31、得各種產(chǎn)品加工方法?？磕Σ亮?，坯料連續(xù)通過軋輥間隙而受壓變形。主要產(chǎn)品：型材、圓鋼、方鋼、角鋼、鐵軌等。2、鍛造：在鍛壓設(shè)備及工(模)具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。 3、擠壓：金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出?？锥冃渭庸し椒?。4、拉拔：將金屬坯料被拉過拉拔模的模孔而變形的加工方法。5、沖壓：金屬板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或成形。6、旋壓：在坯料隨模具旋轉(zhuǎn)或旋壓工具繞坯料旋轉(zhuǎn)中，旋壓工具與坯料相對(duì)進(jìn)給，從而使坯料受壓并產(chǎn)生連續(xù)、逐點(diǎn)的變形。圖2-3 鍛壓加工焊接，指的是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材

32、料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程。其物理本質(zhì)是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體。促使原子和分子之間產(chǎn)生結(jié)合和擴(kuò)散的方法是加熱或加壓，或同時(shí)加熱又加壓。金屬的焊接，按其工藝過程的特點(diǎn)分有熔焊,壓焊和釬焊三大類。圖2-4 電弧焊2.2 對(duì)軸類零件加工工藝流程的分析在機(jī)器中，軸類零件用以支承齒輪，皮帶的傳動(dòng)零件和傳動(dòng)扭矩。軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀可分為光軸、階梯軸、花鍵軸、空心軸和曲軸等種類。軸類零件一般由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位

33、置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時(shí)退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。軸類零件的一般加工工藝路線：下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)修研中心孔半精車各外圓，車槽，倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心孔磨削檢驗(yàn)。本畢設(shè)將以一個(gè)臺(tái)階傳動(dòng)軸做為研究分析對(duì)象。擬定軸型號(hào)的編號(hào)為Z001400001。其形狀如圖2-4。圖2-4 軸Z001400001一、對(duì)軸Z001400001圖樣分析如圖2-4所示，把對(duì)軸外形的分析細(xì)分為軸的圓柱面分析，軸的孔分析，軸的槽分析以及軸的熱處理分析。1軸的圓柱面把軸的三段階梯從左往右依次分為A、B、C三段。A段軸長(zhǎng)66mm，直徑14mm

34、公差為-0.01mm，表面粗糙度不大于1.6微米。A段軸左端有1x45°倒角，右端為整軸的軸向基準(zhǔn)，軸中段有兩個(gè)直徑5mm的通孔，右端面的表面粗糙度為3.2微米。B段軸長(zhǎng)13mm，直徑為11mm公差-0.01mm，表面粗糙度不大于1.6微米。B段左端有一個(gè)寬度為1.5mm的退刀槽，與A段的連接處有半徑為0.5mm的圓角。中段有長(zhǎng)為10mm，寬為4mm公差-0.01mm，高為2.5mm公差+0.1的平鍵鍵槽。右端有1x45°的倒角。C段軸為長(zhǎng)15mm，大徑為10mm精度等級(jí)為6g的外螺紋。左端有寬度為2.5mm退刀槽，與B段的連接處有半徑為1的圓角。中段有直徑為2mm的銷孔。

35、螺紋的左右端都有1x45°的倒角。按照外圓表面加工表面粗糙度的幾種分類，軸Z001400001對(duì)表面粗糙度有1.6的要求來看，已經(jīng)屬于較高精度的加工，在使用合適的刀具，快轉(zhuǎn)速，慢走刀的情況下，車床還是比較容易達(dá)到的。C段的螺紋也可用對(duì)應(yīng)的板牙套絲。以軸Z0001400001的軸向基準(zhǔn)面為分界線，軸的左段分別在距離基準(zhǔn)面26.5mm和42.5mm有兩個(gè)沿軸徑向的通孔。孔的大小同時(shí)為Ø5。兩孔徑向相互間的角度為90°。軸的右段，距離軸的右端面6mm處有一個(gè)Ø2的開口銷釘孔。軸上的三個(gè)孔對(duì)精度都沒有特別的要求，由于是徑向的孔，利用鉆床和銑床都可以完成加工。在軸

36、的B段有長(zhǎng)寬高分別為10mm、4mm、2.5mm的圓頭平鍵的鍵槽。在寬度上有下偏差最大為0.03mm且鍵槽的側(cè)面與軸中性線的距離單邊不超過0.025mm。鍵槽的側(cè)面還有表面粗糙度不大于3.6微米的要求。此軸對(duì)于這個(gè)鍵槽的要求在數(shù)控銑床或是加工中心都可以滿足。此軸的調(diào)質(zhì)處理要求HRC20-30。表面熱處理的要求為在軸的A段表面淬火，硬度達(dá)到HRC56-62。二、確認(rèn)毛坯軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。45鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的

37、強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552HRC。40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。 軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)5058HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。 精密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。軸Z001400001按圖紙要求選擇45Cr合金結(jié)構(gòu)鋼。本例傳動(dòng)

38、軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇20mm的熱軋圓鋼作毛坯。三、確定加工方法傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形。表面粗糙度Ra值最小為1.6 um，故精車可達(dá)到要求。外圓表面的加工方案可為：粗車半精車磨削。粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾(有時(shí)在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。

39、對(duì)精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開，以保證零件的質(zhì)量。該傳動(dòng)軸加工劃分為三個(gè)階段：粗車(粗車外圓、鉆中心孔等)，半精車(半精車各處外圓、臺(tái)階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各處外圓)。各階段劃分大致以熱處理為界。軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對(duì)于傳動(dòng)軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。該軸要求淬火處理，并安排在粗車各外圓之后，精車各外圓之前。綜合上述分析，傳動(dòng)軸的工藝路線如下：下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)，淬火修研中心孔半精車各外圓，車槽，倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽鉆孔磨削修研中心孔檢驗(yàn)。傳動(dòng)軸磨削余量可取0.5mm，半精車余量可選用1.0mm。加工尺寸可由

40、此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由機(jī)械加工工藝手冊(cè)或切削用量手冊(cè)中選取。四、擬定工藝過程定位精基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在淬火之后安排一次修研中心孔的工序。調(diào)質(zhì)之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準(zhǔn)面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動(dòng)軸的工藝過程時(shí)，在考慮主要表面加工的同時(shí)，還要考慮次要表面的加工。在半精加工M10mm外圓時(shí)，應(yīng)車到圖樣規(guī)定的尺寸，同時(shí)加工出各退刀槽、倒角和螺紋；鍵槽應(yīng)在精車后銑削加工出來，同時(shí)三個(gè)不同的通孔也需要鉆出來，這樣可保證銑鍵槽時(shí)有較精確的

41、定位基準(zhǔn)。在擬定工藝過程時(shí)，應(yīng)考慮檢驗(yàn)工序的安排、檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法的確定。綜上所述，所確定的該傳動(dòng)軸加工工藝過程見表2-1。表2-1 傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝卡機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱軸圖   號(hào) 零件名稱傳動(dòng)軸共 1頁(yè)第 1 頁(yè)毛坯種類圓 鋼材料牌號(hào)45Cr毛坯尺寸20m×120序號(hào)工種工步工 序 內(nèi) 容設(shè)備工       具夾 具刃 具量 具1下料     20m×120    2車&#

42、160;三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓   車床     1車端面見平 C6140     2鉆中心孔  中心鉆1mm    用尾座頂尖頂住中心孔      3粗車14mm外圓至16mm，長(zhǎng)100mm      4粗車11mm外圓至13mm，長(zhǎng)66mm     

43、;  5粗車M10mm外圓至12mm，長(zhǎng)14mm        調(diào)頭，三爪自定心卡盤夾持16mm處       6車另一端面，保證總長(zhǎng)94 mm       7鉆中心孔       用尾座頂尖頂住中心孔      8粗車14mm外圓至16mm

44、60;     9  檢驗(yàn)         3熱 調(diào)質(zhì)處理HRC20-30    淬火5058HRC4鉗 修研兩端中心孔車床   5車 雙頂尖裝夾車床     1半精車14mm外圓至14.5mm，長(zhǎng)66mm      2半精車11mm外圓至

45、11.5mm，長(zhǎng)13mm      3半精車M10mm外圓至100.10.2 mm，長(zhǎng)15mm      4半精車23mm×      5半精車3mm×      6倒外角1mm×45°,2處       調(diào)頭，雙頂尖裝夾  &#

46、160;   7車23 mm×      8車3mm×      9倒外角lmm×45°, 2處      10車M10mm6g至尺寸車床     11檢驗(yàn)    6鉗 劃兩個(gè)鍵槽及孔中心    7銑 

47、;用V形虎鉗裝夾，按線找正      1銑鍵槽4mm×10mm立銑   8 鉆1鉆5孔 鉆床     2鉆5孔    3鉆2孔  4檢驗(yàn)    9鉗 修研兩端中心孔車床   10磨1外圓磨床     2   &

48、#160;        3檢驗(yàn)    2.3 加現(xiàn)場(chǎng)模型的建立機(jī)械加工車間的設(shè)備布局對(duì)生產(chǎn)的效率和成本也是有很大的影響的，國(guó)內(nèi)外在這方面也已經(jīng)做了較多的研究，但仍然沒有找到最優(yōu)的方法。在此，本文不對(duì)其做過多的論述，就針對(duì)多品種批量的生產(chǎn)的特點(diǎn)建立一個(gè)生產(chǎn)車間設(shè)備布局模型。如圖2-5。圖2-5 設(shè)備布局從圖2-5可看出，生產(chǎn)車間的主要設(shè)備有車床3臺(tái)、銑床2臺(tái)、磨床2臺(tái)、鉆床4臺(tái)，整體布局是以工藝為原則的。除此之外還有一個(gè)獨(dú)立的熱處理車間。在每臺(tái)機(jī)床上都安裝了獨(dú)立的RFID標(biāo)簽

49、讀卡器，讀卡器能讀寫信息，并具有向主機(jī)收發(fā)信息的功能。在讀卡器上還設(shè)有LCD顯示屏，提醒報(bào)警燈和蜂鳴器。車間的入口還專門設(shè)有用于讀取工作人員工牌信息的刷卡機(jī)。除了設(shè)備以外，我們還需要有工作人員。在此設(shè)定機(jī)加工車間有車間主管一人，技術(shù)員一人，車、銑、磨每臺(tái)機(jī)床各一人共7人，鉆床共兩人。表面熱處理車間不做討論。2.4 本章小結(jié)本章主要闡述了機(jī)械加工的工藝，針對(duì)了軸Z001400001做了工藝分析，明確了其選擇這些工藝的原因并編寫了它的工藝流程。最后，為了方便以后分析建立了生產(chǎn)車間模型。3 生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析方法3.1 對(duì)生產(chǎn)效率影響較大的因素零件加工時(shí)間影響較大的因素包括零件的復(fù)雜程度、零

50、件的精度要求、設(shè)備的先進(jìn)水平、操作人員的技術(shù)水平、車間的設(shè)備布局等。本文要研究的是如何在排除零件的復(fù)雜程度、零件的精度要求和設(shè)備的先進(jìn)水平這些影響因素后提高生產(chǎn)的效率。這就需要我們針對(duì)零件的工藝流程進(jìn)行優(yōu)化。在加工零件時(shí)，我們避免不了裝夾零件，搬運(yùn)零件，這些都會(huì)增加零件的加工時(shí)間。在生產(chǎn)的安排上，如果造成加工流程運(yùn)作不順暢，設(shè)備或人力利用率不高，這些在整體上也會(huì)大大的增加加工時(shí)間。所以，我們追求在加工流程中盡量減少裝夾次數(shù)，縮短工件的搬運(yùn)路程。針對(duì)多型號(hào)批量的生產(chǎn)，我們追求符合精益生產(chǎn)的生產(chǎn)管理理念。結(jié)合現(xiàn)有的資源優(yōu)化生產(chǎn)安排，使生產(chǎn)流暢，資源浪費(fèi)最小。了解了這些原因之后，在加工流程中產(chǎn)生海量

51、的信息中尋找對(duì)改善生產(chǎn)有利的信息有了方向。3.2 挖掘數(shù)據(jù)與分析方法一、挖掘零件生產(chǎn)流程中的數(shù)據(jù)1.生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。首先要做的就是把這些數(shù)據(jù)挖掘出來。對(duì)于軸Z001400001,可以獲得比如下面的數(shù)據(jù)：表3-1 對(duì)于整個(gè)流程的信息流程卡編號(hào)工序總數(shù)開始時(shí)間完成時(shí)間車工工序數(shù)磨工序數(shù)銑工工序數(shù)Z00140049:00當(dāng)天12:00211表3-2 對(duì)于機(jī)床的信息機(jī)床編號(hào)當(dāng)前狀態(tài)本日加工量操作人員故障概率PTC001忙/空閑/故障1000件13100000表3-3 對(duì)于工作人員的信息人員編號(hào)性別年齡工齡日產(chǎn)量考勤績(jī)效崗位狀態(tài)技能13100000男/女3510200件98%95%車工忙/閑

52、/休車、銑表3-4 對(duì)于零件的信息零件編號(hào)工藝流程卡加工開始時(shí)間加工完成時(shí)間操作人員加工機(jī)床檢驗(yàn)材料Z001400001Z00149:00當(dāng)天12:0013100000PTC001合格45Cr2.這些數(shù)據(jù)都可以在刷卡后獲得，當(dāng)獲取這些數(shù)據(jù)之后，要按照一定的格式把他們保存起來。目的是為了方便閱讀和分析。這些數(shù)據(jù)可以分成三類，一類是根具需要制定的，比如零件編號(hào)、機(jī)床編號(hào)、人員編號(hào)。第二類是生產(chǎn)資料自帶的屬性，比如人員的年齡、零件材料、機(jī)床是車床等。第三類是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，比如零件的加工時(shí)間、機(jī)床的狀態(tài)、零件的是否合格等。在此有必要對(duì)這些數(shù)據(jù)采用的格式做出說明。零件型號(hào)：Z 0014零件型號(hào)代號(hào)分

53、為兩部分：1）第一部分是首大寫字母，代表零件種類。例如：Z代表軸類零件，X代表箱體類零件。2）第二部分是后4為數(shù)字，代表本類零件的第幾個(gè)型號(hào)。例如0014代表第14個(gè)型號(hào)。零件編號(hào)：Z0014 00001零件編號(hào)代號(hào)分為兩部分：1）第一部分是前后五個(gè)字符，代表零件的型號(hào)。2）第二個(gè)部分是后五個(gè)字符，代表生產(chǎn)的此類零件中的第幾件。人員編號(hào)：13 1 00 01人員編號(hào)分為4個(gè)部分：1）第一部分是前兩個(gè)數(shù)字，代表入職年份。例如：13代表2013年入職。2）第二部分是第三個(gè)數(shù)字，代表性別。例如：1代表男性，0代表女性。3）第三部分由第四和第五位數(shù)字組成，代表崗位。例如：01代表銑工，02代表車工，0

54、3代表磨工，04代表鉆工。4）第四部分是由最后兩為數(shù)字組成，代表同類人員中是第幾位。機(jī)床編號(hào)：PTC 000機(jī)床編號(hào)分兩個(gè)部分：1）第一部分由3個(gè)大寫字母組成，取之于機(jī)床名稱的首字母。例如：PTC代表普通車床，SKX代表數(shù)控銑床。2）第二部分由3個(gè)數(shù)字組成，表示次機(jī)床是第幾臺(tái)機(jī)床。工序卡編號(hào)：Z0001 0001）第一部分是零件型號(hào)。2）第二部分代表第幾道工序。工序卡編號(hào)：Z0014 011)第一部分是零件型號(hào)。2）第二部分表示此工藝流程卡的版本。以上是對(duì)第一類數(shù)據(jù)的說明。二、零件生產(chǎn)流程中的數(shù)據(jù)挖掘1.數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)的理論依據(jù)與方法如下：1）分類分類是最常見的數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)之一。如客戶流失分析、

55、風(fēng)險(xiǎn)管理、廣告定位之類的商業(yè)問題通常涉及分類。分類是指將案例根據(jù)可預(yù)測(cè)的屬性，分為幾個(gè)類別，每個(gè)案例包含一組屬性，其中一個(gè)是類屬性（可預(yù)測(cè)屬性）。這個(gè)任務(wù)需要找到一個(gè)模型，將類屬性描述成輸入屬性的函數(shù)。為了訓(xùn)練分類模型，需要知道在訓(xùn)練集中輸入案例的類值，通常是歷史數(shù)據(jù)。需要學(xué)習(xí)目標(biāo)的數(shù)據(jù)挖掘算法被稱為是受監(jiān)督算法。典型的分類算法包括決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和樸素貝葉斯算法。2）聚類聚類方法是將物理或抽象對(duì)象的集合組成為由類似的對(duì)象組成的多個(gè)類的過程被成為聚類。由聚類所組成的簇是一組數(shù)據(jù)對(duì)象的集合，這些對(duì)象與同一簇中的對(duì)象彼此類似，與其他簇中的對(duì)象相異。在許多應(yīng)用中，可以將一些簇中的數(shù)據(jù)對(duì)象作為一個(gè)整體

56、來對(duì)待，也被稱為分割。根據(jù)一系列屬性，用來識(shí)別案例的自然分組。在同一組的案例具有或多或少類似的屬性值。聚類分析是無(wú)監(jiān)督的數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)，沒有任何單一的屬性用來指導(dǎo)訓(xùn)練過程，所有的輸入屬性均一視同仁。大多數(shù)聚類算法通過一系列的迭代建立模型，當(dāng)模型收斂時(shí)停止，也就是說，當(dāng)這些聚類結(jié)果的界限穩(wěn)定。3）關(guān)聯(lián)分析關(guān)聯(lián)分析是另一種流行的數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)，也稱為市場(chǎng)購(gòu)物籃分析，是從事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和其它信息存儲(chǔ)中的大量數(shù)據(jù)的項(xiàng)集之間發(fā)現(xiàn)有趣的、頻繁出現(xiàn)的模式、關(guān)聯(lián)和相關(guān)性。一個(gè)典型的關(guān)聯(lián)規(guī)則業(yè)務(wù)問題就是分析銷售表，找出哪些產(chǎn)品經(jīng)常在一起被購(gòu)買，關(guān)聯(lián)規(guī)則常見的應(yīng)用是確定產(chǎn)品和規(guī)則的共同組合，以便進(jìn)行交叉銷售。

57、在關(guān)聯(lián)規(guī)則方面，每個(gè)產(chǎn)品，或更普遍而言，每個(gè)屬性/值配對(duì)被認(rèn)為是一個(gè)項(xiàng)目。關(guān)聯(lián)規(guī)則任務(wù)有2個(gè)目標(biāo)：尋找頻繁項(xiàng)集，并找到關(guān)聯(lián)規(guī)則.4）回歸回歸分析是處理多變量間相關(guān)關(guān)系的一種數(shù)學(xué)方法。相關(guān)關(guān)系不同于函數(shù)關(guān)系，后者反映變量間的嚴(yán)格依存性，而前者則表現(xiàn)出一定程度的波動(dòng)性或隨機(jī)性，對(duì)自變量的每一取值，因變量可以有多個(gè)數(shù)值與之相對(duì)應(yīng)在統(tǒng)計(jì)上研究相關(guān)關(guān)系可以運(yùn)用回歸分析和相關(guān)分析。回歸與分類的任務(wù)類似主要的區(qū)別是，在回歸中，可預(yù)測(cè)的屬性值是連續(xù)的數(shù)值?；貧w技術(shù)在統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域已被廣泛研究了很長(zhǎng)時(shí)間，線性回歸和logistic回歸是最常見的回歸分析。其他的回歸技術(shù)包括回歸樹和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。5）預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)是另一個(gè)重要的數(shù)

58、據(jù)挖掘任務(wù)。某只股票明天的價(jià)格如何？可口可樂下個(gè)月的銷售量大概是多少？預(yù)測(cè)可以幫助回答這些問題。它通常需要時(shí)間序列作為輸入數(shù)據(jù)集，例如一個(gè)系列的具有表示時(shí)間屬性的數(shù)字。時(shí)間序列數(shù)據(jù)通常包含依賴于順序的相鄰的觀測(cè)值。預(yù)測(cè)技術(shù)處理常見的趨勢(shì)，周期性，和嘈雜噪音過濾。最流行的時(shí)間序列技術(shù)是ARIMA，即自回歸整合移動(dòng)平均模型。3.3 本章小結(jié)在零件加工流程海量的信息中找到我們想要的信息對(duì)于之后編寫程序來說是至關(guān)重要的。這些數(shù)據(jù)是我們獲得改善零件加工流程的方法的源頭。因此，在飲用這股“泉源”之前，對(duì)它做凈化過濾這類處理也是必要的。本章我們還找到了處理這些信息的方法。4 軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用的軟件是Mic

59、rosoft Visual Studio 2005，編寫程序時(shí)使用的是WIN32 API與MFC結(jié)合的方式。WIN32 API與MFC結(jié)合使得編寫軟件時(shí)更加靈活方便。程序的設(shè)計(jì)只是上位機(jī)的設(shè)計(jì)。程序的主要功能包括通過串口接收下位機(jī)傳來的數(shù)據(jù)。軟件具有現(xiàn)實(shí)當(dāng)前零件的狀態(tài)、機(jī)床狀態(tài)的顯示，具有保存零件加工過程中經(jīng)過的工藝和時(shí)間這些功能。4.1 對(duì)加工現(xiàn)場(chǎng)使用RFID卡流程的說明對(duì)零件加工車間做了下面的規(guī)定：1.每個(gè)工作人員都隨身攜帶個(gè)人的工牌，工作人員上下班都要打卡。工牌也是開啟設(shè)備的“鑰匙”。3.每臺(tái)機(jī)床都有一臺(tái)包含此機(jī)床信息的讀卡機(jī)。讀卡機(jī)是由RFID讀卡模塊、LCE顯示模塊、Zigbee無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)模塊、電器控制模塊組成。讀卡機(jī)不僅負(fù)責(zé)讀取操作人員和零件的信息，還要把讀到的人員信息、零件信息、機(jī)床信息發(fā)送到協(xié)調(diào)器，然后協(xié)調(diào)器通過串口把數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。讀卡機(jī)還是機(jī)床的電子鎖，只有刷工作人員的工牌才能打開。2.每個(gè)工件上都掛有攜帶有自身信息的RFID卡，每個(gè)零件的編號(hào)都是不同