国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

作者：

沈陽中科博微科技股份有限公司 劉峻瑋

上海開米科技有限公司 于文，胡紅新

中國科學院網絡化控制系統重點實驗室，中國科學院沈陽自動化研究所，中國科學院機器人與智能制造新研究院 王宇

摘要：本文針對日化行業在生產制造過程中柔性制造技術和智能化生產管控技術的研究與應用，設計了一套個性化洗滌用品與服務智能制造MES系統方案，對該方案的設計做了詳細描述。在生產車間部署實施后，對車間日常生產中的產品追溯、物料管控、設備運營監控、質量管理等方面進行了測評，驗證了該MES系統方案的優勢，實現了整體產線的靈活性，提升柔性生產以及快速重構能力，提高了生產效率，降低成本，滿足企業實際需求。

關鍵詞：個性化洗滌用品；服務智能制造；MES系統

Abstract:Aiming at the research and application of flexiblemanufacturing technology and intelligent production managementand control technology in the production and manufacturing processof daily chemical industry, this paper designs a set of personalizedwashing products and services Intelligent Manufacturing MES systemscheme, and describes the design of the scheme in detail. After thedeployment and implementation of the production workshop, theproduct traceability, material control, equipment operation monitoringand quality management in the daily production of the workshop areevaluated, which verifies the advantages of the MES system scheme,realizes the flexibility of the overall production line, improves theflexible production and rapid reconstruction ability, improves theproduction efficiency, reduces the cost, and meets the actual needs ofthe enterprise.

Key words: Personalized washing products; Service intelligentmanufacturing; Manufacturing execution system

1　引言

MES系統是智能制造的核心，MES系統的主要任務是對智能制造進行過程管控，生產制造的整個流程都離不開MES系統。個性化洗滌用品與服務智能工廠建設將全面提升產品質量和生產效率，同時日化用品智能制造是《中國制造2025》重點支持方向，具有廣闊的應用前景和行業示范作用。

努力探索個性化洗滌用品與服務智能工廠新模式，實現少（無）人化作業，用自動化、信息化、智能化改造現有生產方式和管理方式，提升洗滌用品的環保水平，提升產品品質和可靠性迫在眉睫。

2　MES系統建設方案

通過MES系統在個性化洗滌用品與服務智能制造中的研究與應用，最終完成企業智能工廠的建設，實現六大智能體系為總體目標。

（1）實時準確同步的生產計劃體系

考慮各種相關約束條件及資源條件，排產到天和工序，進一步可精確到時序，根據生產現狀進行計劃調整和場景模擬，并將確定的生產計劃分解推送到車間各工作崗位及各相關部門。

（2）及時準確的物料拉動體系和物料管控體系

原材料庫和半成品庫管理，按日生產計劃發料。拉動生產所需物料同步供應，降低因缺料導致的停產損失和現場物料積壓導致的生產浪費。對廢品、定點物料進行管控，進行物料投入產出核算。

（3）實時透明的生產監控體系

電子操作指導指示生產，生產過程多方式防差錯，質量監控和報警，各類可視化看板展示生產過程，實時透明，且可追溯生產過程人、機、料、法、環各因素。系統進一步延伸至現場施工安裝過程（視為工序）的追溯。

（4）智能化的設備運營體系

監控設備狀態及工藝參數，并對參數進行遠程控制，異常狀態報警及維修呼叫，周期性及緊急設備維保、點檢，并對異常問題閉環關閉。建立與設備之間的集成方案，并給出設備標準接口規范。

（5）持續優化的質量控制體系

異常趨勢QPC（質量和過程控制）報警及問題閉環，質量分析改善。建立快速、高效、全過程的質量反饋、處理、跟蹤、閉環機制，不接收、不制造、不傳遞質量問題產品，及時有效保證產品質量。

（6）準確客觀的績效評價體系

收集有效數據，設置符合公司大政方針的考核模型，對于班組績效展開客觀準確的評價，并能夠與HR系統等銜接，及時推送至各責任者，穩步提升績效水平。MES系統體系架構如圖1所示。

圖1 MES系統體系架構

3　MES系統分層結構

（1）數據采集層利用實時數據庫采集現場設備、人員、物料、質量數據以及生產狀態數據，并將生產采集到的數據存儲到關系數據庫中。

（2）數據持久層利用關系型數據庫歸檔數據的存儲并支持實時查詢，關系型數據庫可采用S QLServer、MySQL等主流產品。

（3）業務邏輯層實現MES的業務邏輯，處理人、機、料、法環節的實時數據和統計數據分析，是MES系統的核心。

（4）服務交互層采用訂閱/發布消息的模式將生產事件和用戶操作信息在瀏覽器與服務器間進行傳遞。

（5）展現層實現人機交互界面，應用多媒體編程技術以多種形式呈現信息，并提供人性化的操作界面，對于操作過程比較復雜的客戶端采用胖客端應用，對于生產統計分析等主要以瀏覽查詢為主的應用要求豐富的信息表現形式。MES系統的分層架構設計如圖2所示。

圖2 MES系統架構設計

4　MES系統的技術架構

（1）軟件系統的開發框架采用SSM框架（Spring+ Spring MVC + Mybatis）。服務端軟件的中間層基于Spring框架搭建，MVC基于Spring MVC框架搭建，數據持久層基于Mybatis框架搭建。

（2）軟件的開發語言使用Java語言。前端界面以HTML5、CSS3、JavaScript為基礎，利用專業的企業應用開發框架Bootstrap開發。移動端使用HTML5技術進行開發。前端與服務端通過Ajax技術實現信息通信和數據傳遞。

（3）模塊間消息的傳遞采用訂閱/發布的模式。訂閱/發布模式的消息傳遞方式是一種靈活有效的、基于事件的消息交換組合模式，具有異步、松耦合、多點通信的特點，能輕松地把各組件有機地聯系起來，使發生通信的各方在松耦合的情況下就能相互交互。這一信息傳遞方式使得各個功能模塊松耦合，減少維護更新成本，便于系統的維護更新。

（4）數據庫采用MySQL關系數據庫，持久層框架采用Mybatis輕量級框架，使系統的設計更清晰、更易維護、更易單元測試，SQL和代碼的分離，提高了可維護性。

5　MES系統的功能模塊及描述

MES系統負責企業從車間訂單下達到產品完工整個生產過程中人、機、料、法、環、測六大環節的信息采集、生產管控，對車間生產實時事件做出快速響應，與其他信息化系統實現高度集成和高效協同，向企業決策支持提供相關生產活動的重要數據。形成“計劃—執行—控制”三位一體的企業運營管理平臺，為智能制造奠定基礎。結合需求調研與分析，開米科技MES系統共開發12個功能模塊，如圖3所示。

圖3 MES系統功能模塊

以生產訂單為主線，實現研發、工藝、生產、質量、設備、物料、營銷的業務協同；實現產品全生命周期的信息化閉環，以及全產業鏈可追溯。

5.1　建模管理

建模是MES系統的基礎模塊，其核心是針對不同的企業特點進行系統底層的配置，幫助企業建立科學、標準、規范的制造要素模型，包括人、機、料、法、環五要素，定義了對生產管理中的生產組織、生產布局、人員、生產時間、產品、物料、工藝路線等基本資料進行管理的方案，讓MES系統的運行能夠與企業實際實現最佳的匹配，并為其他模塊提供基本的產品和相關信息，其定義的功能共享于其他應用模塊。

5.2　生產計劃管理

銷售訂單經過企業資源計劃（ E n t e r p r i s eResource Planning，ERP）后轉化為生產訂單，生產計劃管理就是對經過ERP設計后釋放生產的訂單進行實時動態管理，以確保嚴格地按訂單交貨日期組織生產，按時進行成品發貨。生產計劃管理包括生產工單管理、領料投料計劃、生產工單跟蹤、完工報工等功能，從工單下達生產到工單生產結案整個生產的全過程生命周期內，工單的生產組織、調度、跟蹤管理等活動。

5.3　周轉庫管理

MES系統物料管控的范圍包括瓶子庫、蓋子庫、包材庫，是基于制造追溯和工廠庫存管理基礎上的更加精細化的車間級庫存管理方案，監控了車間庫存物料出入庫、退料、實時消耗、盤點調整、原料批次制造追溯、物料報廢等整個的車間物料與ERP集成接口預留，集成后可自動根據工單和生產BOM進行物料額定用量計算，并分配到相應工位。

5.4　過程監控管理

MES系統過程監控包括了實時采集并監控生產線各種數據；通過條碼掃描進行信息的流轉；實時監測當日生產計劃、當前生產任務、統計完工進度情況、產品合格率等信息等；實時監測線邊物料情況和在制品倉庫庫存情況。通過設定線邊缺料閾值實現缺料報警、提示；生產指令調度，例如調度AGV進行物料配送；產品質量監控，主要是利用控制圖、產品質量控制計劃設定的閾值或上下限，結合灌裝包裝生產線實際情況，對裝備中的關鍵工序進行實時監控。

5.5　質量管理

質量管理功能主要對合成配料車間的液態成品質量和灌裝包裝車間的制造產品質量進行有效的管理工作。質量管理目的在于：幫助企業規范質檢操作和標準，防止問題產品出廠；幫助企業加強產品過程質量控制，控制連續質量問題；幫助企業實現完整的產品追溯；幫助企業加強產品質量信息整合與分析應用，持續推動質量改進。

5.6　設備管理

設備管理功能主要對合成配料車間和灌裝包裝車間的制造單元設備進行有效的管理工作。目的在于：幫助企業建立完整的設備基礎檔案；幫助企業規范設備預防性點檢和保養作業標準，提升設備保障能力和使用壽命；幫助企業實現設備狀態的實時監控；幫助企業建立設備OEE（設備綜合效率）分析，提升設備利用率。其中，設備檔案、設備點檢、設備維修、設備保養為通用功能模塊，MES系統提供靈活的軟件平臺，由企業相關人員完成設備參數、表單設計、工廠事件的自定義配置和管理；設備狀態監控為平臺基于合成車間成品罐、灌裝包裝生產線進行數據采集，實現設備狀態監控。

5.7　人員管理

MES系統人員管理功能的目標：規范員工崗位資質管理，保障產品質量和生產安全；加強員工考勤與實際工時管理，規范勞動紀律；細化生產人員生產效率、質量統計，為人員績效考核提供依據；提供量化數據，建立公平考核機制。

5.8　系統集成

系統集成的方法有很多，本項目采用中間數據庫+Restful API方式與各信息化系統（Java、C#等高級語言開發）進行交互；采用中間數據庫+OPC方式與各組態軟件系統（PLC、WinCC、SCADA）進行交互；采用儀表數據采集模塊與動力輔助車間各儀器儀表數據進行采集。

5.9　看板管理

看板具有強大的實時分析引擎和豐富的分析內容，因此能夠實現數據的集成；而且當系統中有用戶需要可操作性智能時，隨時可以為其提供。通過看板內容，可以縱觀整個車間系統，監控生產過程是否違反六西格瑪或其他標準，找出問題根源，在必要時采取措施予以糾正。根據特定的組織需求可以配罝看板中顯示的關鍵績效指標（KPI）；警報可用于提高績效,從而實現卓越制造。企業將會根據目標來進行生產,每年節約的生產成本和提高的產品質量都將高于行業的平均水平。

5.10　手持終端管理

滿足個性化自定義業務操作、信息錄入、查詢等移動需求，具體需要實現的移動端的錄入、查詢功能，無紙化目標在項目藍圖設計階段定義。

6　MES系統工作流程

總體業務流程描述了MES系統每個功能模塊間是如何協同、配合完成生產過程執行管理的，可以讓客戶對MES系統的功能作業有一個直觀的認識和感受。

MES系統總體業務流程如圖4所示。

圖4 MES系統工作流程

7　應用效果

MES系統在個性化洗滌用品與服務智能制造中的研究與應用，為開米實現了智能制造新模式應用，可實現個性化的產品與服務，提升開米品牌的知名度和美譽度。通過項目實施運行，顯著提高生產效率20%以上，降低企業運營成本20%以上，縮短產品研制周期30%以上，降低產品不良率20%以上，能源利用率可以提高10%左右。同時開米公司將成為洗滌行業智能化應用的示范企業，提高行業的先進制造水平，帶動行業技術進步轉型升級。通過提高洗滌行業企業的技術裝備水平，縮短行業技術裝備與國外的差距，帶動輕工行業裝備制造商的快速發展。

本項目受工信部智能制造專項項目“個性化洗滌用品與服務智能化制造新模式”資助。

作者簡介：

劉峻瑋（1990-），男，遼寧沈陽人，工程師，本科，現就職于沈陽中科博微科技股份有限公司，從事信息管理與信息系統相關研究。

參考文獻：

[1] 譚建榮, 劉振宇. 智能制造關鍵技術與企業應用[M]. 北京：機械工業出版社.

[2] 齊二石, 宋立夫. 工業工程與制造業信息化——IE+IT[M]. 北京：機械工業出版社, 2011, (8) : 121.

[3] 張蕊. 基于智能制造的企業MES系統的實現[J]. 中國戰略新興產業, 2019, (30) : 42, 44.

[4] 劉慧, 孫嘉玉. 智能制造下企業MES系統的實現路徑[J]. 中國機電工業, 2016, (12) : 96 - 97.

[5] 馬德光. MES在智能制造中應用的研究[J]. 科技視界, 2020, (007) : 222 - 224.

[6] 陳勇, 蘭衛華. 基于MES的生產管理研究與應用[J]. 計算機產品與流通, 2019, (01) : 164, 245.

摘自《自動化博覽》2021年10月刊