聊一聊MES數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需求分析和總體設(shè)計(jì)

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前面我們從ERP、PLM、MES/MOM、SCADA/DCS、工業(yè)自動(dòng)化等各個(gè)方向分析了國(guó)內(nèi)或者全球的相關(guān)產(chǎn)業(yè)和行業(yè)：

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今天我們聊一聊MES數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需求分析和總體設(shè)計(jì)~

隨著社會(huì)市場(chǎng)需求的不斷變化，傳統(tǒng)生產(chǎn)車間內(nèi)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)無(wú)法跟上市場(chǎng)變化的需求，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄滯后、實(shí)時(shí)監(jiān)控困難等問(wèn)題，造成了車間的生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量低。在全球信息化的時(shí)代背景下，企業(yè)內(nèi)的信息化管理可有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。傳統(tǒng)的車間管理系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)時(shí)代的變化，很難滿足消費(fèi)者的需求。研究一種新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)時(shí)記錄生產(chǎn)信息、靈活應(yīng)對(duì)生產(chǎn)需求，對(duì)實(shí)現(xiàn)智能化的信息管理發(fā)揮著重要作用，同時(shí)也能夠保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效性。

1 MES數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述

1.1 MES系統(tǒng)概述Manufacturing Execution System 為生產(chǎn)管理系統(tǒng)，也叫制造執(zhí)行系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 MES。在剛開始，MES 被人們理解為數(shù)字群控（DNC）、生產(chǎn)指揮系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集等人力管理資源的集成者，但是隨著該技術(shù)的發(fā)展，MES 已經(jīng)慢慢能夠支持生產(chǎn)中管理的層次，同時(shí)還能夠匯聚管理的所有主要元素，正式成為生產(chǎn)管理系統(tǒng)。該技術(shù)具有先進(jìn)的生產(chǎn)管理理念，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)之間的信息管理功能，并為企業(yè)的日常生產(chǎn)管理提供所需要的數(shù)據(jù)資料，在企業(yè)內(nèi)部 MES 系統(tǒng)信息流通示意圖如圖 1 所示。

圖 1 企業(yè)內(nèi)部 MES 系統(tǒng)信息流通示意圖目前 MES 已經(jīng)處于制造生產(chǎn)企業(yè)的核心地位，在生產(chǎn)中作為生產(chǎn)管理層，兼具便捷性、靈活性以及先進(jìn)性等特點(diǎn)，匯聚生產(chǎn)運(yùn)行中的所有元素，成為綜合性的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。在很多制造信息化企業(yè)的建設(shè)中，大多會(huì)優(yōu)先選擇EPR系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠滿足企業(yè)建設(shè)的基本需求，但是在 MES 系統(tǒng)內(nèi)部上層的 EPR 很少有生產(chǎn)管理功能。而 MES 在生產(chǎn)過(guò)程中以管理者的視角，向操作人員提供生產(chǎn)所需要的全部數(shù)據(jù)信息，例如材料、工具、設(shè)備以及要求等。將 MES 和 EPR 進(jìn)行結(jié)合，兩者之間協(xié)同工作，可進(jìn)一步提高企業(yè)系統(tǒng)的智能化建設(shè)。MES 系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中起著重要作用，可有效提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)還能夠和除 EPR 系統(tǒng)外的其他系統(tǒng)協(xié)同工作，加快信息流通速度，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了保障。1.2 MES主要功能MES 系統(tǒng)主要是在企業(yè)的生產(chǎn)管理層起作用的，物料移動(dòng)、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、能源管理都?xì)w MES 系統(tǒng)管理。物料移動(dòng)模塊可以分為五個(gè)基礎(chǔ)子模塊，主要包括倉(cāng)儲(chǔ)模塊、配料模塊、熔煉模塊、檢測(cè)模塊以及進(jìn)出廠模塊。

倉(cāng)儲(chǔ)模塊主要對(duì)庫(kù)存內(nèi)所有原材料和在制品成品的出入庫(kù)、移動(dòng)等操作進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄與管理，在完成崗位操作的同時(shí)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)行解析，實(shí)現(xiàn)物料移動(dòng)模塊與倉(cāng)儲(chǔ)模塊之間的關(guān)系解析，使整個(gè)管理模塊進(jìn)行的更加規(guī)范；配料模塊利用數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，對(duì)配料計(jì)算，配料操作等進(jìn)行記錄與管理；熔煉模塊對(duì)裝置內(nèi)的各種操作進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理，利用數(shù)據(jù)集成平臺(tái)修正系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，并通過(guò)人工確定等手段來(lái)增加結(jié)果的可靠性；檢測(cè)裝置模塊按照企業(yè)需求，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和化驗(yàn)分析等數(shù)據(jù)，為企業(yè)提供所需要的數(shù)據(jù)管理業(yè)務(wù)都可以通過(guò)此模塊來(lái)提供數(shù)據(jù)；進(jìn)出廠模塊記錄原料和成品的出入廠情況，并以班為單位，提供物料移動(dòng)所需要的數(shù)據(jù)解析。

生產(chǎn)調(diào)度可解析物料移動(dòng)模塊的動(dòng)態(tài)移動(dòng)關(guān)系，描述節(jié)點(diǎn)之間的移動(dòng)類型、原物料、目的物料以及目的節(jié)點(diǎn)等，進(jìn)一步保證檢驗(yàn)操作的合理性。通過(guò)解析物料移動(dòng)模塊，利用該模塊節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，求解出節(jié)點(diǎn)的拓?fù)淠Ｐ筒⑸上鄳?yīng)的生產(chǎn)平衡模型，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)平衡提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)平衡的過(guò)程中，利用人機(jī)交互可有效提高生產(chǎn)平衡的效率，減少平衡的生產(chǎn)周期。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)主要是統(tǒng)計(jì)物料平衡以及輔料消耗與 ERP 支撐。生產(chǎn)調(diào)度模塊能夠?qū)ιa(chǎn)進(jìn)行計(jì)算，找到合適的生產(chǎn)平衡模型，統(tǒng)計(jì)物料平衡能夠在生產(chǎn)平衡下對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分類和匯總，并對(duì)統(tǒng)計(jì)層的拓?fù)淠Ｐ头治龊陀?jì)算，完成 MES 工廠與企業(yè)之間的物料統(tǒng)計(jì)平衡，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“日平衡、旬確認(rèn)、月結(jié)算”，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)物料的各種產(chǎn)料統(tǒng)計(jì)，為 EPR 和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)提供數(shù)據(jù)支撐。能源管理主要有數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、產(chǎn)耗平衡、EPR 支撐等功能，它是以各種能源介質(zhì)為基本對(duì)象，能源管網(wǎng)為平衡中心建立起來(lái)的能源拓?fù)淠Ｐ停瑸榻y(tǒng)計(jì)產(chǎn)耗和 EPR 數(shù)據(jù)提供有效的技術(shù)保障。1.3 MES數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作流程在企業(yè)的生產(chǎn)管理中，需要對(duì)多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理，并對(duì)每個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，其數(shù)據(jù)采集的工作流程如圖 2所示。

圖 2 數(shù)據(jù)采集的工作流程圖企業(yè)中基于 MES 的車間管理系統(tǒng)有兩種生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集方式，分別為自動(dòng)采集和手動(dòng)采集。自動(dòng)采集是系統(tǒng)使用具備二維碼采集的功能來(lái)采集生產(chǎn)信息，它是在上線前將生產(chǎn)計(jì)劃和操作人員信息進(jìn)行初始化關(guān)聯(lián)，在原材料上貼上二維碼的標(biāo)簽。工控網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)其他系統(tǒng)對(duì)二維碼掃描來(lái)記錄產(chǎn)品的編號(hào)、操作人員信息以及檢測(cè)的設(shè)備，最后由 MES 系統(tǒng)生成產(chǎn)品的質(zhì)量檔案。自動(dòng)采集使用較為簡(jiǎn)單，但實(shí)際應(yīng)用起來(lái)還有一定的限制，這就需要工作人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行手動(dòng)錄入，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。若是企業(yè)想要獲得監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及對(duì)設(shè)備工藝等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，就需要 MES 系統(tǒng)直接采用 PLC 設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這種采集方式比較簡(jiǎn)單方便，特別適合那些以PLC 設(shè)備為主的生產(chǎn)制造車間。

目前 MES 系統(tǒng)的發(fā)展還不太完善，很多的控制系統(tǒng)都不是采用以太網(wǎng)的通信方式，容易造成 PLC 采集出現(xiàn)問(wèn)題。為解決這種問(wèn)題，部分系統(tǒng)使用 OPC 來(lái)連接以太網(wǎng)和 PLC 設(shè)備，爭(zhēng)取能夠通過(guò) OPC 來(lái)完成控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。另外還有一些控制系統(tǒng)不是通過(guò)以太網(wǎng)的方式連接，這就需要將這些控制系統(tǒng)連接成一個(gè)網(wǎng)，進(jìn)而形成一個(gè)整體的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)采集的投資成本上，MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集本身就需要很高的運(yùn)行成本，其內(nèi)部存在的問(wèn)題還需要更多的成本來(lái)解決，因此這種數(shù)據(jù)采集的方式就存在成本浪費(fèi)的情況，還需要尋求更為有效的成本更低的數(shù)據(jù)采集方法。

2 需求分析和總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)需求分析

MES 中最重要的子系統(tǒng)便有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它可以對(duì)車間內(nèi)產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與整理，實(shí)現(xiàn)物料跟蹤、產(chǎn)能分析、維護(hù)歷史記錄等功能，為其他的數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。以某手工生產(chǎn)型制造車間為例，該車間的加工設(shè)備按照加工順序進(jìn)行設(shè)置，可生產(chǎn)多種類型的配套產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)該車間生產(chǎn)過(guò)程的研究，可以發(fā)現(xiàn)該車間不同設(shè)備加工的零件數(shù)量不同，且僅依靠手工來(lái)記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)。另外員工對(duì)車間生產(chǎn)缺少全面了解，只注重生產(chǎn)的數(shù)量，忽略了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，造成產(chǎn)品的廢品率上升。為維持整個(gè)生產(chǎn)車間的正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要適應(yīng)現(xiàn)代化的管理方式，及時(shí)準(zhǔn)確的采集生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，并將采集到的信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，供 MES 或其他外部系統(tǒng)調(diào)用。隨著現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)需求，企業(yè)生產(chǎn)車間的生產(chǎn)模式變得越來(lái)越復(fù)雜，導(dǎo)致車間管理不能正常運(yùn)行。越復(fù)雜的生產(chǎn)車間就越需要及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控產(chǎn)品的生產(chǎn)狀態(tài)。根據(jù)不同類型的車間選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集方式，如手持人工采集、條形碼技術(shù)和 RFID 技術(shù)等，并將監(jiān)控到的產(chǎn)品信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、車間生產(chǎn)狀態(tài)通過(guò)顯示屏展示給管理人員，使生產(chǎn)車間能夠可視化管理。這就需要企業(yè)在信息管理的過(guò)程中，積極適應(yīng)市場(chǎng)變化，根據(jù)產(chǎn)品需求選用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，避免在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中淘汰。另外在遇到突發(fā)情況時(shí)，車間應(yīng)該具備應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力，保證車間生產(chǎn)的連續(xù)性。

2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需求分析，該生產(chǎn)車間主要存在生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集不完善、質(zhì)量分許無(wú)法追溯、物料管理落后等問(wèn)題。生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)不完善使工作人員很難對(duì)加工零件的狀態(tài)、時(shí)間、質(zhì)檢等追蹤，無(wú)法保證數(shù)據(jù)的完整與可靠；質(zhì)量分析無(wú)法追溯就很難對(duì)客戶提供產(chǎn)品信息，導(dǎo)致無(wú)法交貨或者無(wú)法跟蹤訂單進(jìn)度的情況；物料管理的不及時(shí)、不準(zhǔn)確就無(wú)法為車間提供物料庫(kù)存信息，會(huì)出現(xiàn)物料擠壓、短缺的情況發(fā)生，會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)車間的正常運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)了一款基于 MES 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以解決該車間之前存在的問(wèn)題，同時(shí)還可以完成數(shù)據(jù)的采集與展示功能。MES數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中資源狀態(tài)查詢一般包括三個(gè)方面，分別為設(shè)備狀態(tài)、工具狀態(tài)以及物料狀態(tài)。該系統(tǒng)最重要的子模塊就是生產(chǎn)物料進(jìn)度追蹤，它可以查詢?nèi)蝿?wù)的分配情況、生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)進(jìn)度以及產(chǎn)品的完成量。生產(chǎn)過(guò)程統(tǒng)計(jì)分析是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和匯總，以便為管理者形成更便捷的管理體系。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集就是采集設(shè)備的工作信息（設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備故障信息）、產(chǎn)品工序信息（產(chǎn)品的過(guò)程記錄）、人員操作信息（任務(wù)下達(dá)、接收、開始與結(jié)束）、質(zhì)量檢測(cè)信息（合格、返修、檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)、合格證）生產(chǎn)過(guò)程中的人員、設(shè)備、加工時(shí)間等數(shù)據(jù)。

2.3 過(guò)程數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中數(shù)據(jù)采集方式的分析，結(jié)合車間的實(shí)際生產(chǎn)情況，選擇了兩類數(shù)據(jù)采集方法。在車間內(nèi)采用以太網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，可采集到所需的真空感應(yīng)熔煉爐的加工數(shù)據(jù)，而且還能夠向監(jiān)控系統(tǒng)提供設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。設(shè)備在使用時(shí)不能夠與以太網(wǎng)直接連接，而是需要相應(yīng)的串口輸出模塊，通過(guò)串口輸出模塊與以太網(wǎng)的服務(wù)器或交換機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的通信過(guò)程。其他設(shè)備只能夠通過(guò)手工方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這種方法使用起來(lái)較為有限，且只能記錄相關(guān)設(shè)備的基本數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，無(wú)法完成全部數(shù)據(jù)的采集工作。由于采集過(guò)程中涉及到了人員、物料、進(jìn)度、質(zhì)量等數(shù)據(jù)，管理者需要根據(jù)不同的信息來(lái)選擇合適的采集方式。在該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方案中，主要采用的計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等，將數(shù)控機(jī)床聯(lián)系起來(lái)，并與上層的計(jì)算機(jī)結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集中管理控制。

實(shí)現(xiàn)該車間的自動(dòng)化管理控制模式對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)有著重要意義，因此在該車間的數(shù)據(jù)采集中，需要對(duì)具備 DNC 網(wǎng)卡的設(shè)備直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而對(duì)于不具備網(wǎng)卡采集條件的需要采用具有宏命令的采集方式，增加相應(yīng)配置的網(wǎng)口，從而完成自動(dòng)化控制模塊。在車間內(nèi)部，還存在兩種采集方式都不具備的設(shè)備，這時(shí)候 PLC設(shè)備就能夠發(fā)揮很大的作用，它首先使采集設(shè)備的輸入輸出信號(hào)，然后將信號(hào)發(fā)送給相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而利用翻譯工具完成信息的轉(zhuǎn)換與采集。該系統(tǒng)還具備射頻識(shí)別功能，可有效保證數(shù)據(jù)采集的完整性，對(duì)于無(wú)法自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)，后期添加 RFID 掃描設(shè)備補(bǔ)充錄入。在生產(chǎn)車間還會(huì)配置一定數(shù)量的攝像頭，對(duì)車間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，并將信號(hào)線與以太網(wǎng)連接，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)異常的情況下向車間報(bào)警，提醒工作人員，便于及時(shí)處理問(wèn)題。而電子看板的設(shè)置，就能夠?yàn)樯霞?jí)顯示班組的生產(chǎn)情況，使信息能夠更加直觀、明朗。

3 數(shù)據(jù)采集應(yīng)用——以某車間為例

3.1 采集技術(shù)分析

生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集實(shí)際上就是對(duì)監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這些監(jiān)控對(duì)象都可以使用掃描二維碼來(lái)監(jiān)控。在原材料輸入經(jīng)過(guò)生產(chǎn)加工至產(chǎn)品完成的過(guò)程中，一般都是對(duì)產(chǎn)品、人員、物流、設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，這種監(jiān)控的目的就是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并在事后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠得到有效的追溯。在工序的入口、設(shè)備、手持式讀寫器或其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備上都可以采用數(shù)據(jù)采集器，其中工序入口和設(shè)備上采用的都是二維碼讀取頭器，使數(shù)據(jù)采集過(guò)程更加連貫。使用這種方式，可增加覆蓋面積，覆蓋 10-100 米之內(nèi)的范圍。

圖 3 MES 生產(chǎn)車間應(yīng)用過(guò)程

將設(shè)計(jì)的基于 MES 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用到該生產(chǎn)車間中（圖 3），為該企業(yè)的信息化管理提供了解決方案。該系統(tǒng)采用 RFID 技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可利用電磁波感應(yīng)進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)采集，適用于多種惡劣環(huán)境，不用擔(dān)心由于生產(chǎn)車間環(huán)境為數(shù)據(jù)采集帶來(lái)的困難。這種通過(guò)電磁波感應(yīng)或傳播來(lái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，具有體積小、使用靈活、存儲(chǔ)量大、安全性高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)多種無(wú)人化的生產(chǎn)模式。而且使用 RFID 技術(shù)可以減少人工操作，提高信息的讀取度，便于下一步的加工。RFID 技術(shù)的實(shí)施是在 EPR 的基礎(chǔ)上完成的，RFID 掃描的條碼信息是由EPR 來(lái)提供，并生成能夠被唯一識(shí)別的電子標(biāo)簽，另外還有ZigBee 數(shù)據(jù)采集器的幫助，可對(duì)舊設(shè)備原有的管理系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，為該系統(tǒng)的實(shí)施降低了難度。3.2 數(shù)據(jù)采集過(guò)程在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，主要包括人員數(shù)據(jù)的采集、物料數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備數(shù)據(jù)的采集以及產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集。

該系統(tǒng)可發(fā)放人員的調(diào)度任務(wù)，通過(guò)對(duì)人員工作的出行狀態(tài)、出行時(shí)間、產(chǎn)品加工時(shí)間等主要信息的采集，來(lái)確定人員的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。物料數(shù)據(jù)的采集是使用二維碼標(biāo)簽來(lái)進(jìn)行分區(qū)管理，在不同的區(qū)間內(nèi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工序號(hào)和加工數(shù)量等信息的讀取。車間的生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度不高，在采集時(shí)主要是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)品加工的數(shù)量進(jìn)行采集。讀寫器可讀取設(shè)備的編號(hào)、操作員工的編號(hào)、工號(hào)以及讀取時(shí)間等設(shè)備信息，在設(shè)備運(yùn)行到一定程度或發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)向相關(guān)部門發(fā)送信息，以便相關(guān)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。另外所有設(shè)備的運(yùn)行信息都會(huì)被保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，每運(yùn)行一次數(shù)據(jù)庫(kù)都會(huì)進(jìn)行一次更新。

生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量是整個(gè)生產(chǎn)管理部門的重點(diǎn)，若生產(chǎn)工序不在控制范圍內(nèi)，就會(huì)造成后續(xù)一系列加工浪費(fèi)的情況，及時(shí)向管理者反饋生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，有利于減少加工的質(zhì)量問(wèn)題。在生產(chǎn)過(guò)程中一般有自檢、互檢和專檢三個(gè)質(zhì)量檢測(cè)制度，完成產(chǎn)品的加工后，質(zhì)檢人員需要對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)并記錄產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)情況，可根據(jù)產(chǎn)品的具體情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題的一般是采用生產(chǎn)自檢模式，通過(guò)提交質(zhì)檢申請(qǐng)，對(duì)編碼有問(wèn)題的板件進(jìn)行上報(bào)，等待審核通過(guò)；而他檢是在產(chǎn)品的最后環(huán)節(jié)，待產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束之后，由統(tǒng)一的檢查人員產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并將合格與不合格的都計(jì)入產(chǎn)品檔案。

產(chǎn)品的這些工序都完成之后，這個(gè)產(chǎn)品才算結(jié)束，然后才能給用戶使用。3.3 車間應(yīng)用效果將設(shè)計(jì)的 MES 系統(tǒng)應(yīng)用在車間上，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。該車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理方面，數(shù)據(jù)按照一定的采集規(guī)則實(shí)行采集，并用四個(gè)班來(lái)進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的更為準(zhǔn)確。使用上線對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，并查找數(shù)據(jù)和物料之間的聯(lián)系，找到數(shù)據(jù)產(chǎn)生差異的原因，自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)與糾正。在調(diào)度日?qǐng)?bào)生成方面，將之間的人工采集錄入改成系統(tǒng)匯總，形成企業(yè)的調(diào)度總結(jié)。該系統(tǒng)在整體上減少了數(shù)據(jù)匯總時(shí)間，之前的調(diào)度日?qǐng)?bào)都是在 26 小時(shí)之后完成，而該系統(tǒng)只需要兩個(gè)小時(shí)，比之前的調(diào)度匯總提前了整整一天時(shí)間，大大提高了企業(yè)的工作效率。調(diào)度日?qǐng)?bào)只是其中的一小部分，而統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)的變化才更加直觀。上線之前的統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)并不做日平衡，只會(huì)在每月的月底進(jìn)行盤點(diǎn)，使用該系統(tǒng)之后，可實(shí)現(xiàn)日累計(jì)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行日、旬、月的平衡。另外由于 EPR 的技術(shù)支撐，使統(tǒng)計(jì)報(bào)表業(yè)務(wù)更加便捷。在該方案實(shí)施的過(guò)程中，對(duì)于設(shè)備數(shù)據(jù)的采集需要不斷調(diào)試修改，直到最后能夠滿足應(yīng)用要求。由于不同廠家的機(jī)床參數(shù)不一樣，在購(gòu)買相應(yīng)硬件設(shè)施的時(shí)候需要權(quán)衡設(shè)備的性能以及應(yīng)用環(huán)境，以求能夠最大程度的滿足該方案的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際的應(yīng)用中，車間需要考慮 RFID 的掃描尺寸、條形碼的大小以及掃描接口等，這些都需要先進(jìn)行初步的挑選，然后結(jié)合調(diào)試的最佳結(jié)果選擇效果最好的掃描設(shè)備。

4 結(jié)論

一個(gè)企業(yè)要想在同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，就必須適應(yīng)市場(chǎng)的應(yīng)用需求，掌握最先進(jìn)的技術(shù)，生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。基于MES的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有快速、準(zhǔn)確、靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)行信息化管理，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)車間，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。本文是在現(xiàn)有的設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)上改造設(shè)計(jì)的一款新型 MES 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并在某生產(chǎn)車間進(jìn)行應(yīng)用，分析該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集狀態(tài)，為 MES 系統(tǒng)的進(jìn)一步研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

編輯：黃飛