工單管理APP
一、企業簡介
沈陽機床（上海）智能系統研發設計有限公司（前身沈陽機床上海研究院）致力于面向機床行業的運動控制技術及云制造技術的產品研發和技術儲備。迄今為止，上海分公司已經針對沈陽機床（集團）所涵蓋的業務領域內自主研發了一系列的產品，包括i5系列智能數控系統、HSHA系列伺服驅動器及WIS車間信息系統等產品。
沈機智能在完成i5運動控制核心技術的研發與i5數控系統的產業化之后，進一步提出社會化的開發思路，將i5運動控制核心技術進行模塊化封裝，以平臺形式向數控行業產業鏈上下游的參與方（包括大中小型制造企業、裝備供應商、個體開發者、創客等）開放，為數控技術在各個垂直領域的應用與推廣打造通用的工業APP開發、應用與分享的平臺。該平臺于2017年11月向全世界發布，即被業界所熟知i5OS工業操作系統（簡稱為“i5OS”）
二、工業APP簡介
（一）、問題定位
數控機床可直接作為信息化生產管理的操作平臺。設備操作者可直接通過機床來與各個生產角色（工藝設計、生產管理、質量管理、庫房管理、設備管理）間進行交互。真正實現無紙化生產，操作工不用在設備與現場終端之間來回反復的操作，提高了生產效率；設備的利用率也隨之提高。
隨著信息化管理的應用愈漸成熟，市面上各系統開發商也推出了各自的解決方案。在許多應用場合中，MES系統開發商需通過現場終端設備來實現加工設備與MES服務器之間的交互，直接導致信息化系統應用效率低下、不便。
鑒于上述問題，在搭載i5OS系統的數控機床上開發了工單管理APP。
（二）、創新點
工單管理APP可實現機床與MES服務器直接交互，實時的獲取加工工單信息，自動報工；并能實現將傳統的現場工作流程：設備點檢，按燈求助，質檢，查看加工技術文件（圖紙工藝等）和生產信息等，全部集成。
（三）、功能介紹
1、權限管理：
（1） 、支持賬號、密碼登錄；
（2） 、可擴展支持RFID卡及手機掃碼登錄；
（3）、上層系統可獲取登錄事件信息，并在登錄成功后下發工單；
2、生產任務管理：
（1） 、實時獲取加工任務；
（2） 、支持向上進行自動報工；
（3） 、可查看工單的圖紙及工藝卡片；
（4） 、支持自動下載/加載加工程序；
（5） 、支持多種不同類型的手動報工；
3、工藝管理：
（1） 、支持在線的零件工藝庫；
（2） 、支持指定程序的下載/上傳功能；
（3）、支持查看零件的工藝圖紙；
4、消息管理：
（1） 、支持接收顯示服務端發送的消息；
（2）、支持手動向服務端發送反饋信息；
5、個人信息查詢：
（1）支持顯示當前登錄的用戶詳細信息；
（2）支持查詢當前登錄用戶的歷史報工記錄
（四）、功能和技術指標優勢
1、生產流程中的執行效率：各項目中的用戶情況各不相同，平均提升26%左右；
2、生產成本：平均節省了紙質單據的消耗67%。
三、技術方案說明
（一）、工業APP架構
采用iport協議進行app與上層服務間的數據通信；MES下發生產任務給目標設備，經過中間件將數據進行加密，并推送到該設備連接的iBOX，由BOX推送到指定設備，設備系統內的工單管理app將數據解密后顯示。
圖1 產品架構圖
（二）、工業APP關鍵技術
1、面向云服務工業APP的數據接口協議（iPort協議）：
iPort協議架構如圖所示，基于iPort協議的通訊系統由Agent、
iBox和Machine三個基本部分組成，分為兩種應用模式：直連模式和間接模式（iBox中轉）。
圖2 兩種應用模式圖
名詞解釋：
Agent：靠近服務端（云服務平臺或邊緣服務器），向上兼容不同的服務平臺，代表服務端對設備認證授權，以及與設備進行交互。代理是服務端與設備通信的主要節點，根據部署的環境，分云服務代理（Cloud Agent）和邊緣服務代理（Box Agent），其中邊緣服務代理部署在接入設施（iBOX）中。
Adapter：向下兼容不同品牌的設備（Machine），用于連接代理和設備，部署于設備或接入設施中。
Machine：經過認證的設備與代理之間有連接機制，設備與代理的交互不區分云服務代理或邊緣服務代理。
iBox：接入設施中部署有邊緣服務代理，與云服務代理之間有連接機制，同時邊緣服務代理還完成設備與云服務代理之間的連接機制。邊緣代理還可以連接支持其他通信協議的設備，比如OPC UA設備。
2、工業app封裝技術
為增強工業APP對不同運行環境的兼容性，工單管理app采用開放式的開發框架，集成了多種主流的工業軟件開發工具（如Python，QT，Kiv等），并進行統一的打包封裝，有效縮短開發時間。以i5OS工單管理的開發工具 Kiv為例，Kiv框架由腳本解析引擎（負責解析腳本文件）、插件庫（封裝了工業知識的庫文件）、圖元（圖形界面的控件）共同組成。Kiv框架基于對象容器技術來管理 UI 中各個圖形控件，為開發者提供了圖形化的 APP 開發工具。
3、工業app授權技術
工業APP授權技術是為有效地保護工業APP的知識產權而開發與應用，從技術層面保障工業APP的所有者通過授權機制來合理獲得收益。工業APP的授權模式分為多種模式，如按使用次數授權、按使用時間授權、按使用設備授權等等。授權機制由i5OS云端應用商城來統一管控。
i5OS云端應用商城（www.i5osapp.com）允許APP的使用者通過商城賬戶在線購買APP，獲取APP加密授權文件，授權文件的下發和加密采用了金融領域的防護技術，防止授權文件的破解和更改。被授權的工業APP可以在手機等智能終端上被查詢，并在被授權的指定設備上被使用。
四、應用情況描述
（一）、應用場景描述
目前，iSESOL-WIS（云MES）平臺，通過i5OS的工單管理app，在全國范圍內已接入數十家企業的i5機床，實現供需雙方的對接，獲得高端工業服務及基于工業互聯網大數據分析的決策能力，提升企業信息化程度。
例如：在如下應用中，直觀的展示了在最新的i5Blocks項目中，憑借工業互聯網，實現響應時間短，資源消耗減少，質量效益提升，生態環境友好，數字化管理的全自動化生產線。
實現產品設計、制造、管理和智能數字化、網絡化、智能化的服務，以標準工單為基本單位，在數字化設計、裝備智能化升級、工藝排產、可視化管理以及信息物流追蹤方面，在制造加工中提供了數字化信息流的保證。
通過一鍵式下單，到智能排產，再到CAM程序生成，最后將加工任務發送到制造設備中，最后信息的追蹤，AR/VR加工任務等數字化信息的展示，全部是圍繞著標準工單的拆分、形成、流向來完成。
（1） 實際應用架構圖：
圖3 應用架構圖
用戶應用流程如下：
? 客戶從手機終端的iSESOL商城中選中產品，并且賦予定制化信息
? 云端MES接到訂單會自動安排生產任務
? 云端MES創建生產訂單，并且從云端CAM平臺中自動獲取生成的程序
? 中間調度控制平臺會將生成生產任務形成標準化工單（加工程序/檢測圖紙等），并且將工單派發到制造單元中（例如：加工的車床，銑床，檢測設備單元等中），由工單管理app進行執行加工
? 等訂單加工結束，中央調度控制平臺會將成品送入成品庫中
? 客戶可以通過手機微信端的訂單號來獲取產品，在加工過程中，客戶都能夠實時的在手機終端的微信端中看到訂單的完成過程，同時中央調度控制系統將信息傳遞到AR/VR展示平臺中，給客戶和參觀者提供良好的視覺體驗。
仿真概念圖如下：
圖4 仿真概念圖
云MES實際工廠圖如下：
圖5 云MES實際工廠圖
（二）、商業化情況
工單管理APP已應用于如下領域和企業：
1、金屬切屑加工領域，核心客戶：鐘祥5D制造谷、建湖智造谷；
2、激光機打標機應用領域，核心客戶：智能云科信息科技有限公司。
AII微信公眾號
AII頭條號