西門子MCIS是針對發動機和變速箱等汽車動力總成部件生產而提供的完整信息化解決方案，是為適應車間級和工廠級信息化需求而開發的運動控制信息系統。它具有較強的開放性，不同的工控產品可以連接在共同的網絡結構下，軟件平臺統一，硬件結構一致，提供與上位管理軟件開放性的接口，為實現全廠ERP提供了軟件保障。
隨著計算機及網絡技術的日益普遍運用，汽車制造業走向網絡化、集成化已成為必然的趨勢和方向。目前流行的ERP對于汽車制造業來說，側重于通常的管理部門（人、財、物、產、供、銷）或設計、開發等上層部門，而工廠、車間的最底層加工設備--數控機床不能夠連接網絡或信息化系統就必然成為制約汽車制造業工廠信息化的瓶頸。ERP沒能真正地解決汽車制造工廠最關鍵的問題，而對于面臨日益全球化競爭的現代汽車制造工廠來說，第一是要大大提高機床的數控化率，即數控機床必須達到起碼的數量或比例，第二就是所擁有的數控機床必須具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在工廠、車間的底層之間及底層與上層之間通訊的暢通無阻。
西門子MCIS ( Motion Control Inbbbbation System ) 正是為適應汽車動力總成車間信息化而設計開發的，它包含了基于以太網的眾多信息模塊，根據實際應用的不同要求，定制成車間級信息管理系統，并提供了完善的通訊接口與ERP連接，為汽車工廠實施ERP管理提供可靠的軟件保障。
MCIS的結構與功能
1. 系統結構
通常的制造業信息系統由ERP、MES和生產控制級三層結構組成（如圖 1所示）。西門子MCIS是中間層的制造執行系統，是連接生產級與ERP的橋梁，以實現信息流在底層和上層的暢通無阻，同時具有信息收集、統計、分析和處理功能。MCIS與ERP之間相互獨立又相互關聯， MCIS構成了一個功能完善的車間管理信息系統。
2. MCIS的功能模塊
MCIS是針對發動機和變速箱等汽車動力總成部件生產而提供的完整信息化解決方案，它具有分布式的網絡優點，是一個開放性的運動控制信息系統。在實際工程應用中，不同的工控產品可以連接在共同的網絡結構下，軟件平臺統一，硬件結構一致。它主要由以下幾大模塊組成：生產數據管理、NC程序管理、刀具管理、維修管理和遠程診斷(如圖2所示)。
（1）生產數據管理
生產數據管理包含機床數據獲取(MDA)、工件監控和跟蹤(PMT)、生產數據獲取(PDA)功能模塊。
● 機床數據獲取(MDA)
該功能模塊通過OPC自動化接口和工業以太網進行生產數據的收集統計，完成報警信息的分類歸檔、機床運行狀態參數分析比較、設備整體效率分析等功能。圖3中，MDA IFC安裝在連接單臺機床的控制面板上，MDA HMI安裝在工作站上，最多可連接16臺設備、MDA PLANT安裝在服務器上，負責信息的分析和管理。信息顯示方式可選擇表格、曲線、棒圖等多種形式。
機床操作面板(如PCU50)與PLC之間的數據傳遞是通過OPC自動化接口來完成的。PLC向上傳遞的數據統一放在DB13數據塊中，同類數據信息放在相同的位、字節、字或雙字中，MDA軟件模塊以相同的地址收集數據信息。到目前為止，全球范圍內已有近300家公司加入了OPC基金會這個國際標準組織，其中包括了所有大型的控制設備廠商和控制軟件供應商，這樣保證了西門子MCIS具有很大的開放性，可以集成不同廠商的控制設備在同一個網絡中。當操作面板與服務器之間的工業以太網通訊出現故障時，收集的生產數據被暫時緩存在操作面板的小型數據庫中，通訊恢復正常后再向服務器中的大型數據庫傳送，避免生產數據丟失。
● 工件監控和跟蹤(PMT)
生產數據管理軟件包PMT為操作員提供了對生產設施的最優化支持。許多功能的目的在于優化車間操作。將所有的加工結果以及來自生產和裝配的附加數據長期地保存在永久性存儲器中，對于調查產品責任來說非常重要。用戶獲得對車間操作的最優化支持：透明的零件管理、滿足產品責任立法的要求和在索賠情況下，通過零件跟蹤和目標檢索，減少優惠和保修成本。
● 生產數據獲取(PDA)
生產數據管理PDA軟件包從ERP系統(例如SAP R / 3)獲得例如生產訂單等規定數據，并使操作員在生產級通過操作人員對話框使用這些數據。反過來，工件計數或者報廢原因等來自生產的反饋信息記錄在生產服務器中，這些項還可以傳送到ERP系統。
PDA允許將來自ERP系統的生產訂單數據傳送以后獨立地運行。將訂單分發給較低級別的工作站，可以保證在出現電源或者服務器故障的情況下也可以在生產級別獨立地運行。這種雙級獨立的方案保證了系統的高可靠性。
（2）NC程序管理(DNC)
DNC用于工件程序的管理，可進行NC程序和數據的上載及下傳，其結構如圖3所示。DNC IFC SINUMERIK安裝在連接單臺機床的控制面板上；DNC HMI安裝在工作站上，最多可連接16臺設備；DNC PLANT安裝在服務器上，實現各機床加工程序的統一管理。NC程序存放在bbbbbbs或Unix文件系統中，通過工業以太網進行文件的傳遞。
（3）刀具管理( TDI )
刀具管理是運動控制信息系統獲取刀具數據信息( MCIS TDI )的接口，通過該功能模塊可以得到車間所有刀具的詳細信息，方便操作人員瀏覽和操作。它能設定刀具的功能參數，生成刀具管理計劃，根據一定的數學模型生成刀具訂單，并提供了外圍設備接口。圖4顯示的是刀具信息瀏覽和刀具訂單的畫面。
（4）維修管理(TPM)
根據專家實際應用經驗，建立維修保養計劃，系統會自動提示需要維修保養的設備和維修保養的內容，比如清潔、換油、維修等。在維修保養過程中，從顯示屏幕上可以看到車間正在進行的維修保養工作和設備信息，并可查詢已經完成的工作和將要進行的維修保養工作。做到定期維修保養，減少誤工時間，延長設備使用壽命，提高設備的利用率。圖5顯示的是正在進行維修保養的設備畫面和已經完成工作的統計。
（5）遠程診斷(RCS)
服務管理提供兩種遠程控制系統，用于遠程操作和監控以及在故障報警時通過電子郵件進行通知。詳細信息包含在下列模塊中：
● RCS Host 遠程控制系統主機
● RCS Viewer 遠程控制系統查看器
● RCS @Event 遠程控制系統@Event
遠程診斷功能使機床制造商或服務人員能夠迅速聯機到現場，異地對機床進行遠程診斷，能夠對服務任務進行更為詳細的準備，幾位專家用電話會議形式同時提出解決方案，最終達到縮短停機時間的目的。當發生故障報警時，自動以電子郵件的形式發送給管理者和技術人員，及時做出處理。
工程應用
國內某柴油機廠新建的發動機車間生產線由缸體、缸蓋線組成，現場控制設備包括西門子的數控設備840D和可編程控制器S7等，每臺機床分別連接一個PCU50。把這些不同的工控產品連接到同一個信息系統中，首先要建立工業以太網。根據用戶所要實現的功能，我們選擇MDA、DNC和RCS建成一個車間級信息管理系統，實現圖形監視、報警信息歸檔統計、機床運行狀態參數分析比較、OEE設備整體效率分析、加工程序管理和遠程診斷等功能。
● 圖形化的監視功能：機床的工作狀態通過七種顏色的圖形顯示出來，監視管理員從圖形的不同顏色很容易了解機床的工作狀態，不用到機床運行現場巡查就可知道機床的運行情況，圖6所示的是缸體生產線的圖形監視畫面。
● 報警歸檔統計功能：機床的當前報警和歷史報警都被歸檔到服務器的數據庫中，管理員可以根據需要定義報警過濾器，對數據庫進行分類處理，集中顯示經過過濾后的報警信息，便于分析發生報警的原因；對于歷史報警，數據庫分類歸檔處理，統計出一段時期內發生報警的時間和報警發生的頻率，統計結果如圖7所示，可以分別用表格和棒圖顯示。
● 機床運行狀態參數分析比較功能：對機床運行的狀態歸類分析比較，計算出機床運行過程中各狀態占用的時間及其所占百分比，特別是機床可利用率和實際使用率以棒圖和表格的形式進行比較，給生產管理者提供了直觀的決策依據。機床狀態參數統計結果如圖8 所示。
● OEE設備整體效率分析：OEE指標是一個統計規律的綜合性指標，它反映了設備可利用率、實際使用率、產品合格率和設備運行性能等指標，它涉及到設備和管理的各個方面，利用該項指標，可以從宏觀上評價出車間的生產運行管理情況。OEE顯示結果如圖9所示，其中Availability表示在計劃生產時間內設備的可利用率，Utilization表示設備的實際使用率，Perbbbbance表示實際循環周期與目標循環周期之間的差別，Quality表示產品質量合格率，OEE綜合反映以上指標。
● DNC程序管理：使用該軟件模塊實現了NC加工程序的統一管理，完成NC 程序管理和歸檔，完成程序的上傳、下傳，可為整條生產線機床提供最新的 NC 程序。對于每個NC 程序都有可在 SINUMERIK 上顯示的詳細信息。NC 程序的管理信息包括NC 程序名稱、NC 數據類型(例如，MPF、SPF、TOA 等)、NC 程序的版本識別（1 到 99）、NC 程序啟用識別、NC 程序試車識別、NC 程序的作者和修改者、最后訪問 NC 程序的日期、NC 程序的評論文件。同時具有NC 程序比較、分級授權管理功能。圖10所示的是加工程序下載時的一個畫面。
：鞏經理
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：南京塞姆泵業有限公司
