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

    李泳湛，杜文雄，邵于寧李泳湛（1981－）
男，廣東佛山人，（廣東工業(yè)大學自動化學院，廣東  廣州  510006）,在讀碩士，研究方向為控制網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成。

摘要：本文通過對某大型美資化裝美容品和日用洗滌用品廠的現(xiàn)場生產(chǎn)過程的特點與需求的分析, 介紹了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的概念、功能模型，以及MES與ERP及現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的關(guān)系，并且描述了MES系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)與基本功能,提出MES在化妝品生產(chǎn)過程中的功能模塊的設計。MES通過強調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。

關(guān)鍵詞：制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）；企業(yè)資源管理計劃（ERP）；過程控制系統(tǒng)（PCS）

Abstract: This paper introduces the concept and function model of MES, and the connection between MES and ERP/SFC. The representative structure and function model are also described in this paper,. Finally, we put forward the design scheme of function modules in the production of cosmetic by analyzing the characteristics and requirement in the production process of a certain big commodity factory. It shows that MES is helpful for enterprises to build the concentrative and real time ERP/MES/SFC information system.

Key words: Manufacturing Execution System(MES) ；Enterprise Resourse Planning (ERP) ；Processing Control System(PCS)

1 引言

    中國的制造業(yè)企業(yè)面臨日益激烈的國內(nèi)外競爭，如何迅速提高企業(yè)的核心競爭力，很重要的一點，就是以信息化帶動工業(yè)化，加快信息化進程，走新型工業(yè)化道路，實現(xiàn)全社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展。 縱觀我國制造業(yè)信息化系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀，建設的重點普遍放在ERP管理系統(tǒng)和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)兩個方面。ERP位于企業(yè)上層計劃層，用于整合企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)資源，編制生產(chǎn)計劃。而在現(xiàn)場自動化系統(tǒng)，主要采用自動化生產(chǎn)設備、檢測儀器、物流搬運儲存設備等解決具體生產(chǎn)(制程)的瓶頸，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化控制。 由于市場環(huán)境的變化和現(xiàn)代生產(chǎn)管理理念的不斷更新，一個制造型企業(yè)能否良性運營，關(guān)鍵是使“計劃”與“生產(chǎn)”密切配合，企業(yè)和車間管理人員需在最短時間內(nèi)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的變化，作出準確判斷和快速應對措施，保證生產(chǎn)計劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系統(tǒng)的服務對象是企業(yè)管理的上層，一般對車間層的管理流程不提供直接的支持；而現(xiàn)場自動化系統(tǒng)的功能主要在于現(xiàn)場設備和工藝參數(shù)的監(jiān)控，而并非真正意義上的管理系統(tǒng)。所以，ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間出現(xiàn)了管理信息方面的“斷層”，對于用戶車間層面的調(diào)度和管理要求，它們往往顯得束手無策或功能薄弱。以及由于產(chǎn)品行銷正在從生產(chǎn)導向快速地演變成市場導向、競爭導向，因而也對制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的管理和組織提出了挑戰(zhàn)，僅僅依靠ERP和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)往往無法應付這新的局面。 工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System, MES)恰好能填補這一空白。

2 系統(tǒng)介紹

    2.1 系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

    本系統(tǒng)硬件部分由兩個二級系統(tǒng)組成：收貨/稱料子系統(tǒng)和補料/加料子系統(tǒng)。本系統(tǒng)使用了現(xiàn)場總線和基于TCP/IP的標準工業(yè)以太網(wǎng)，實現(xiàn)了工廠倉庫管理與現(xiàn)場生產(chǎn)管理的融合，保證了系統(tǒng)的標準性、有效性和快速響應性， 以下是系統(tǒng)總體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

    2.1.1 收貨/稱料子系統(tǒng)

    (1) 收貨功能的實現(xiàn)流程

    2.1.2 補料/加料子系統(tǒng)

    補料/加料子系統(tǒng)有兩個基本的功能：補料功能與加料功能。該大型美資化裝美容品和日用洗滌用品廠日常主要工作任務是把各種原材料經(jīng)過配制、混合、乳化等過程來生產(chǎn)產(chǎn)品的，所以各種生產(chǎn)鍋的加料動作經(jīng)常發(fā)生.人手操作不但效率低,而且出現(xiàn)投錯料和數(shù)據(jù)記錄錯誤的可能性比較大。補料／加料子系統(tǒng)正是為了避免加料過程中人手操作出錯的情況而提出的。

    (1) 補料功能的實現(xiàn)流程

    首先，PLC從PCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫讀到要補料的計劃和操作。PLC把數(shù)據(jù)信息處理好，通過條碼掃描器(人手操作)識別原料的編號是否符合。如果符合，PLC會自動打開閥門和啟動液體泵把液體原料輸?shù)焦潭ㄔ瞎蘩铮琍LC實時地把流量計的數(shù)據(jù)記錄下來,流量達到需要就會自動停止補料動作。PCS系統(tǒng)通過TCP/IP網(wǎng)絡與PLC通信，實時地把補料過程的數(shù)據(jù)記錄下來和控制補料過程，如圖2所示。

    (2)加料功能的實現(xiàn)流程

    首先,PLC從PCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫讀到要加料的計劃和操作。PLC把數(shù)據(jù)信息處理好,如果條件達到要求就可以進行加料操作了。PLC啟動固定原料罐的液體泵把原料抽到輸料管道（與各個生產(chǎn)鍋連接），然后打開對應的生產(chǎn)鍋上面輸料管的閥門和啟動生產(chǎn)鍋的液體泵，進行加料的動作。 PLC實時地把流量計的數(shù)據(jù)記錄下來，流量達到需要就會自動停止加料動作。PCS系統(tǒng)通過TCP／IP網(wǎng)絡與PLC通信,實時地把加料過程的數(shù)據(jù)記錄下來和控制補料過程，如圖3所示。

    2.2 系統(tǒng)軟件功能模塊

    本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)在Microsoft的.NET開發(fā)環(huán)境與ORACLE數(shù)據(jù)庫下開發(fā)與調(diào)試，主要應用了.NET環(huán)境下的XML技術(shù)與ADO技術(shù)。根據(jù)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的要求，本軟件系統(tǒng)是一個以現(xiàn)場數(shù)據(jù)為基礎的實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在功能上可將系統(tǒng)劃分為幾個相對獨立的模塊，如圖4所示。 

圖4 系統(tǒng)功能模塊圖

    （1）“通信中心”為系統(tǒng)的實時通訊系統(tǒng)，主要功能是負責安全地、可靠地、準確地接收PLC采集的各種實時數(shù)據(jù)，具有良好的擴展性，可靈活的增減需采集的設備的數(shù)目。

    （2）“數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”將完成系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)處理功能，即數(shù)據(jù)處理、分析和存儲，包括原始數(shù)據(jù)的工程換算、告警產(chǎn)生、向“實時監(jiān)控報警系統(tǒng)”和“工程師集中監(jiān)控系統(tǒng)”發(fā)送實時數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，還要完成告警入庫等功能。“數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”還可為模擬屏（大屏幕）生成Excel格式的顯示數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)的同時在大屏幕顯示。

    （3）“投料實時監(jiān)控報警系統(tǒng)”是運行在各個配置工人工作臺中的觸摸屏計算機中的唯一程序，完成系統(tǒng)的投料跟蹤提示、參數(shù)實時監(jiān)控、曲線顯示、報警提示和投料記錄生成功能。如果某些參數(shù)需要調(diào)整，管理人員可以根據(jù)權(quán)限在現(xiàn)場修正。因為投料時同一個工作臺的不同鍋（如油相鍋、水相鍋、乳化鍋等）有可能同時開啟，但生產(chǎn)的產(chǎn)品不同。“投料實時監(jiān)控報警系統(tǒng)”可處理此異步過程。工作臺工作時，設備的運行狀態(tài)可以有一定的人機界面，如動畫或顏色表示。

    （4）“工程師集中監(jiān)控系統(tǒng)”運行在工程師工作站中，為工藝師和管理人員提供現(xiàn)場的實時參數(shù)、實時告警和當前生產(chǎn)狀態(tài)。該模塊也包括不同生產(chǎn)過程參數(shù)的曲線對比、實時線和標準過程參數(shù)曲線的對比功能。

    （5）“管理配置報表系統(tǒng)”完成系統(tǒng)所有需配置、管理和查詢報表的功能，有權(quán)限的人員可以用它來設置產(chǎn)品的標準生產(chǎn)過程、查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)和打印報表，包括配置記錄和生產(chǎn)報表。在此模塊中可設置生產(chǎn)的標準過程曲線，供其他模塊使用。

3 使用效果與總結(jié)

    3.1 使用效果

    (1) 系統(tǒng)與上層ERP達到數(shù)據(jù)共享，為管理層的各種決策提供準確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

    (2) 系統(tǒng)既可幫助工人控制投料時間，亦可通過報警手段幫助其準確的控制生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵溫度和轉(zhuǎn)速等參數(shù)的控制和記錄。

    (3) 系統(tǒng)還使管理人員可隨時方便的查看生產(chǎn)線的實時參數(shù)和生產(chǎn)進展情況，自動生成打印與生產(chǎn)和管理相關(guān)的報表，使工藝師和管理人員根據(jù)各自的權(quán)限隨時查找以往的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析所有的生產(chǎn)過程。

    (4) 系統(tǒng)自動準確的記錄整個生產(chǎn)過程、生產(chǎn)參數(shù)和過程中的報警，通過對歷史數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)的分析和比較，幫助工藝師發(fā)現(xiàn)最好的生產(chǎn)過程，從而使得同一產(chǎn)品的品質(zhì)得到統(tǒng)一的控制。

    (5) 系統(tǒng)既可幫助工人控制投料時間，亦可通過報警手段幫助其準確的控制生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵溫度和轉(zhuǎn)速等參數(shù)的控制和記錄。

    3.2 總結(jié)

    利用現(xiàn)今提出的MES體系結(jié)構(gòu),針對不同的工廠自動化要求,而開發(fā)出的專業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)能夠成為企業(yè)上層信息管理與下層現(xiàn)場監(jiān)控執(zhí)行系統(tǒng)管理的一條強而有力的紐帶,為實現(xiàn)工廠企業(yè)的全面而有效的自動化信息管理打下堅實的基礎。

其它作者：

    杜文雄（1983-），男，廣東佛山人，在讀碩士，研究方向為職能控制技術(shù)及其應用；

    邵于寧（1981-），男，廣東佛山人，在讀碩士，研究方向為智能交通。

參考文獻

    [1] 蔡立軍．關(guān)系數(shù)據(jù)庫Oracel 9i原理及應用［M］．清華大學出版社，2005．

    [2] 王志新，金壽松．制造執(zhí)行系統(tǒng)MES及應用［M］．中國電力出版社，2006．

    [3] 周玉清，劉伯瑩，周強．ERP理論、方法與實踐［M］．電子工業(yè)出版社，2006．

    [4] (美)斯特納森 著，王樅　等譯．工業(yè)自動化及過程控制［M］．科學出版社，2006．

    [5] (美)GENE FRANKLIN，J.D. POWELL 等．FEEDBACK CONTROL OF DYNAMIC SYSTEMS［M］．人民郵電出版社，2007．

    [6] 孫彥廣．流程工業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)［M］．化學工業(yè)出版社，2006．