Вышивка с помощью сетевых технологий

Нововведения в швейном производстве: беспроводная связь увеличивает производительность на 15% и снижает уровень ошибок на 90% по сравнению с традиционными методами.

Нанесение логотипов, лозунгов и рекламы спортивных команд и различных компаний на одежду и головные уборы давно стало эффективным средством продвижения марки на рынок. Для успешной работы такого бизнеса необходима широкая приспособляемость к требованиям заказчика, то есть быстрое и качественное исполнение небольшого заказа. В большинстве случаев заказы выполняются на производстве из порядка 100 вышивальных машин и машин для нанесения монограмм.

При управлении предприятием, которое занимается нанесением логотипов, возникает множество сложностей. Необходимо организовать работу сотни и более станков, каждый из которых необходимо заново настраивать при поступлении нового заказа. Одновременно может выполняться несколько заказов, количество машин определяется сложностью и объемом каждого. Только современные технологии автоматизации и организации производства позволяют достичь быстрого и качественного выполнения работы.

Корпорация VeriStitch одной из первых занялась модернизацией производства и на сегодняшний день претендует на лидерство в этой отрасли. Ведущая компания корпорации, Delta Industrial Sewing выполняет заказы таких гигантов швейной промышленности как Ashworth, Cutter & Buck, Disney Direct Marketing, Lands’ End и L.L. Bean.

История автоматизации

Автоматизация в швейную промышленность пришла из компьютерной среды, декоративный рисунок стали задавать не вручную каждый раз, а считывать с носителей данных. В начале 1980-х повсеместно использовались перфоленты, позже их заменили магнитные дискеты. Чтобы изменить рисунок на ткани, оператор должен был сначала считать его с носителя в память машины, и только потом можно было продолжить производство.

С развитием информационных технологий производительность системы практически не изменялась. Работа машин зависит от операторов, скорости замены носителей. Планировка заказа также производится и контролируется вручную.

Эффективность систем удалось повысить только после внедрения последовательного интерфейса для загрузки шаблона в конце 80-х годов прошлого века.

Усовершенствование последовательного интерфейса

Джерри Кан (Jerry Kahn) разработал первую систему ELI 2000, в которой впервые реализовались все преимущества последовательного порта. Позже, в 1993 году Кан вошел в VeriStitch, а сегодня является президентом и главным инженером корпорации. В ELI 2000 образ считывает-ся на компьютер, его можно посмотреть, отредактировать, сохранить в библиотеке и загрузить на одну машину. Система сразу стала очень популярной.

Кан долгое время занимался усовершенствованием ELI 2000 и в начале 90-х годов выпустил продукт Design-Net, в котором воспользовался преимуществами сетевых технологий. Теперь с одного компьютера можно было управлять большим количеством производственных машин. "Принцип, который я заложил в основу Design-Net, оказался настолько универсальным, что до сих пор используется для управления производством на Delta Industrial Sewing," — рассказывает Кан.

От последовательного интерфейса к беспроводной связи

Несмотря на успех Design-Net, Кану и VeriStitch отлично известны расходы, связанные с прокладкой сетевых кабелей в промышленных условиях. Чтобы упростить структуру сети и возможную перепланировку, в середине 90-х годов руководством корпорации было принято решение внедрить беспроводную связь. Достоинства Ethernet для промышленного производства очевидны, и Кан занялся исследованием нового поколения беспроводных serial-to-Ethernet модемов, позволяющих связать в беспроводную сеть машины с последовательным интерфейсом. Избавление от множества проводов сулило неоспоримые преимущества в производственном процессе и возможность обмена информацией в режиме реального времени. Запустив модернизацию процесса управления, VeriStitch претендовала стать первой компанией в отрасли, которая воспользовалась преимуществами передачи Интернет-протокола (IP) по беспроводным сетям.

"Я много занимался кабельным соединением машин и лучше многих знаю, насколько эффективной будет беспроводная связь в нашей отрасли, — говорит Кан. — Я был потрясен возможностями современных сетевых технологий. Если бы удалось объединить все машины одной информационной сетью, мы бы смогли автоматизировать производство и сильно повысить производительность."

В компании приступили к исследованию переходного интерфейса от последовательного порта на Ethernet (стандарт 802.11). Однако вскоре выяснилось, что из-за высоких потолков и большого числа конвейеров, подъемников и других машин в сети возникает многолучевое замирание сигнала, что ограничивает дальность действия передатчиков.

В качестве альтернативной технологии Кан предложил сетевое оборудование Cirronet. Оно разработано специально для работы в сложных промышленных условиях. Разработанный способ расширения спектра методом частотных скачков (frequency hopping spread spectrum — FHSS) был опробован в различных условиях, он позволяет избавиться от многолучевого замирания и разместить передатчики на большом расстоянии друг от друга. Эта технология легла в основу беспроводной сети корпорации.

Беспроводная промышленная сеть Delta Industrial Sewing Network — это первая распределенная сетевая архитектура на базе протокола 10 Base-T TCP/IP в швейной промышленности

Сеть для швейной промышленности

Итак, VeriStitch первой в отрасли связала промышленные станки в беспроводную сеть — Delta Industrial Sewing Network (Delta ISN) на основе стандарта 10Base-T, TCP/IP протокола и распределенной архитектуры. Обычно TCP/IP сервер включен в локальную сеть корпорации с помощью кабельного соединения, а с терминалами станков обменивается информацией по беспроводной связи.

Эта система обеспечивает централизованное назначение задач для каждого станка — изображения загружаются из библиотеки базы данных Delta, их можно перенести на любой терминал. Также обеспечивается полный контроль над выполнением задачи. В результате увеличивается производительность системы при том же числе станков и персонала.

Каждый станок под управлением Delta ISN через последовательный порт общается с терминалом, который в свою очередь передает данные на модем Cirronet 2.4 GHz HopNet. Он обеспечивает связь с точкой доступа беспроводной сети и сервером. Данные передаются в обе стороны: от терминалов на сервер поступает информация о текущей работе, статусе, возникающих ошибках и т.д.

Несмотря на то, что все станки передают данные через последовательный порт, связь между терминалами и серверами осуществляется по протоколу TCP/IP. В типичной сети объединено от 30 до 100 вышивальных машин, каждой присвоен персональный IP адрес, по которому сервер передает через точку доступа данные на конкретную машину.

Радиомодем принимает данные от сервера, выделяет данные из протокола Ethernet и передает их по последовательному порту. У модема и передатчика последовательных данных может быть одинаковый сетевой адрес, а данные направляются по назначенным портам. Радиомодемы подвешены под потолком и оборудованы гибкими штыревыми антеннами с вертикальной поляризацией. Чтобы предотвратить интерференцию между сигналами отдельных машин, VeriStitch установила систему синхронизации передачи. К каждой точке беспроводного доступа привязано 16 машин, с которых она передает данные на сервер. Оборудование точки доступа производит инкапсуляцию данных последовательного протокола в Ethernet пакеты, таким образом терминалы с последовательным интерфейсом оказываются узлами сети Ethernet.

Управление производством

Перед установкой системы необходимо проверить всю инфраструктуру: определить расположение машин и точек доступа, определить структуру сети. Для диагностики работы радиомодемов существуют специальные программные средства радиочастотного мониторинга Cirronet, они позволяют проверить и определить расположение передатчиков при первой установке либо когда нужно добавить или изменить расположение машин.

"После установки Delta ISN производительность увеличивается на 10 или 20%, а количество ошибок уменьшается на 90% и более", — утверждает Кан. Беспроводная сеть безопаснее, в ней гораздо меньше неполадок, связанных со скачками напряжения, разрывом соединений, механическим воздействием.

Отпала необходимость посылать инженеров на предприятие для каждой проверки сети, большую часть работы можно выполнить удаленно. Это еще один источник экономии средств. По отзывам пользователей, внедрение беспроводной сети VeriStitch/Cirronet оправдывает себя уже через год после установки.