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方案

智能制造.數(shù)據(jù)采集與制造執(zhí)行系統(tǒng)

制造執(zhí)行系統(tǒng) (manufacturing execution system， 簡稱MES)旨在加強MRP計劃的執(zhí)行功能，把MRP計劃同車間作業(yè)現(xiàn)場控制，通過執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來。這里的現(xiàn)場控制包括PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條型碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。制造執(zhí)行系統(tǒng)MES能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質量管理、車間庫存管理、項目看板管理等，提高企業(yè)制造執(zhí)行能力。
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企業(yè)信息化四層架構體系

MESA（制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會）提出的MES功能組件和集成模型包括11個功能，最初定義MES的時候提出，只要具備功能之中的某一個或幾個也屬MES系列的單一功能產(chǎn)品，正是因為這樣的定義，引發(fā)了諸多的矛盾和尷尬。
![](/upload/picture/2022-10-20/upload_f3a974766bfb9d8d5719eff30194fbc6.png)
MESA定義的MES應用功能集成模型

自動化生產(chǎn)廠家由于具有先天的對設備、網(wǎng)絡的理解和基礎研發(fā)能力使得他們在數(shù)據(jù)采集方面如魚得水，而對于管理理論、管理方法輕車熟路的ERP廠商，卻對現(xiàn)場控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集，有著與生俱來的生疏和規(guī)避。隨著智能工廠的深入建設，對于MES的要求提出更高的要求，MES不僅與ERP集成，還要求與控制系統(tǒng)進行集成；不僅要求進行數(shù)據(jù)采集，還希望實現(xiàn)控制參數(shù)、工藝標準的下達。這也對自動化設備提供商和ERP廠商都提出很大的挑戰(zhàn)，企業(yè)資源數(shù)據(jù)來源于工廠的多個角度，如工藝資源、制造資源、流程節(jié)點等等正是自動化設備廠商認知盲區(qū)，由于兩方各不相讓造成目前智能工廠雖然發(fā)展多年依然發(fā)展緩慢或者產(chǎn)業(yè)規(guī)模根本就沒有起色的真正原因。

重新定義制造執(zhí)行系統(tǒng)功能要素：
1.**車間資源管理**：車間資源是車間制造生產(chǎn)的基礎，也是MES系統(tǒng)運行的基礎，車間資源管理主要對車間人員、設備、工裝、物料和工時等進行管理，保證生產(chǎn)正常進行，并提供資源使用情況的歷史記錄和實時狀態(tài)信息。

2.**生產(chǎn)任務管理**：包括生產(chǎn)任務接收與管理、任務進度展示和任務查詢等功能。提供所有項目信息，查詢指定項目，并展示項目的全部生產(chǎn)周期及完成情況。提供生產(chǎn)進度展示，以日、周和月等展示本日、本周和本月的任務，并以顏色區(qū)分任務所處階段，對項目任務時時跟蹤。

3.**車間計劃與排產(chǎn)**：高級排產(chǎn)工具（APS）結合車間資源實時負荷情況和現(xiàn)有計劃執(zhí)行進度，能力平衡后形成優(yōu)化的詳細排產(chǎn)計劃，提高計劃員排產(chǎn)效率和生產(chǎn)計劃準確性是優(yōu)化生產(chǎn)流程以及改進生產(chǎn)管理水平；

4.**物料跟蹤**：通過條碼技術對生產(chǎn)過程中的物流進行管理和追蹤，物料在生產(chǎn)過程中，通過條碼掃描跟蹤物料在線狀態(tài)，監(jiān)控物料流轉過程，保證物料在車間生產(chǎn)過程中快速高效流轉，并可隨時查詢。

5.**質量管理**：生產(chǎn)制造過程的工序檢驗與產(chǎn)品質量管理，能夠實現(xiàn)對工序檢驗與產(chǎn)品質量過程追溯，對不合格品以及整改過程進行嚴格控制。其功能包括：實現(xiàn)生產(chǎn)過程關鍵要素的全面記錄以及完備的質量追溯，準確統(tǒng)計產(chǎn)品的合格率和不合格率，為質量改進提供量化指標。根據(jù)產(chǎn)品質量分析結果，對出廠產(chǎn)品進行預防性維護

6.**生產(chǎn)過程管理**：生產(chǎn)過程中采用條碼、觸摸屏和機床數(shù)據(jù)采集等多種方式實時跟蹤計劃生產(chǎn)進度，生產(chǎn)過程管理旨在控制生產(chǎn)，實施并執(zhí)行生產(chǎn)調度，追蹤車間里工作和工件的狀態(tài)，對于當前沒有能力加工的工序可以外協(xié)處理。實現(xiàn)工序派工、工序外協(xié)和齊套等管理功能，可通過看板實時顯示車間現(xiàn)場信息以及任務進展信息等。

7.**生產(chǎn)監(jiān)控**：生產(chǎn)監(jiān)控實現(xiàn)從生產(chǎn)計劃進度和設備運轉情況等多維度對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，實現(xiàn)對車間報警信息的管理，包括設備故障、人員缺勤、質量及其他原因的報警信息，及時發(fā)現(xiàn)問題、匯報問題并處理問題，從而保證生產(chǎn)過程順利進行并受控；

8.**統(tǒng)計分析**：能夠對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計查詢，分析后形成報表，為后續(xù)工作提供參考數(shù)據(jù)與決策支持.

隨著時間推移，市面逐漸推出由專業(yè)數(shù)據(jù)采集設備提供商與ERP研發(fā)企業(yè)聯(lián)合研制的”ERP+MES的精益制造解決方案“，打破兩個行業(yè)各不相讓的尷尬局面，ERP研發(fā)商在大數(shù)據(jù)的基礎上將精益生產(chǎn)管理思想進一步滲入企業(yè)管理，精益生產(chǎn)管理思想得到進一步升華。相比單純的ERP或者MES，精益制造管理系統(tǒng)在企業(yè)落地方面更具有可操作性，在汽車、家電等裝配行業(yè)，企業(yè)基本可以實現(xiàn)JIT、JIS管理。
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互聯(lián)協(xié)議轉換器實現(xiàn)設備與服務器互聯(lián)互通

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食品醫(yī)藥中的數(shù)據(jù)采集

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實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)與服務器數(shù)據(jù)交換

案例展示：
1.汽車電裝公司實景
地址：四川.成都 產(chǎn)品：汽車各類啟動電機、交流電機
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生產(chǎn)車間電子看板
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現(xiàn)場調度平臺對生產(chǎn)線進行切換和監(jiān)控

亮點：

（1）.生產(chǎn)現(xiàn)場和物流倉儲采用大屏幕電子看板實現(xiàn)生產(chǎn)計劃和物料需求試試監(jiān)控和有效拉動；

（2）.線邊庫存保持在一小時用量，每日完工后線邊庫存剛好消耗完畢，整個現(xiàn)場干凈有序，整體效率提升30%；

（3）.每日生產(chǎn)計劃及時完成率達到90%以上，倉庫存貨降低30%，錯誤率小于0.5%

2.汽車零部件公司
地址：重慶 產(chǎn)品：壓鑄件
![](/upload/picture/2022-10-20/upload_015d6db115c4425037186988d9f2e674.png)

需要采集的參數(shù)：

（1）.設備OEE：鑄造時間、停機時間（起）、停機時間（止）、停機原因（設備因素）；

（2）.生產(chǎn)情況：射壓次數(shù)（起）、射壓次數(shù)（止）、壓力設定、升壓閥、壓鑄壓力、升壓時間、料餅厚度、壓射速度 1、壓射速度2、壓射速度3、壓射速度4、加速位置、減速位置、鋁液溫度；

（3）.質量參數(shù)：生產(chǎn)模次時間、鑄造壓力、澆鑄溫度、噴淋時間、循環(huán)時間、鎖模力（MN）；
![](/upload/picture/2022-10-20/upload_b27a39c090d032edd56171270da0c715.png)
單機臺連接方案及拓撲

通過在以太網(wǎng)中接入ODOT-MV103數(shù)據(jù)采集服務器，即可實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)。

（1）.數(shù)據(jù)采集服務器通過通訊協(xié)議與主控制器建立連接，從主控制器獲取數(shù)據(jù)，然后再通過與上位機的連接向上位機發(fā)布數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了主控制器數(shù)據(jù)的采集。

（2）.針對一些現(xiàn)場儀表的分散數(shù)據(jù)，ODOT-MV103數(shù)據(jù)采集服務器有RS-232,RS-485和以太網(wǎng)多種接口支持。

（3）.MES系統(tǒng)通過向數(shù)據(jù)采集服務器發(fā)送含IP地址，端口號，功能碼，數(shù)據(jù)地址和數(shù)據(jù)長度等參數(shù)的報文，即可取得需要的數(shù)據(jù)。

亮點：

（1）.數(shù)據(jù)采集服務器預留2路串口和1路RS232接口及一路CAN口，可接入其他儀表或控制器；

（2）.一臺設備即可滿足多種接口類型，簡化了系統(tǒng)結構，降低了實施難度和硬件成本；

（3）.現(xiàn)有網(wǎng)絡及設備改動小，實施方便，無需修改PLC和HMI程序，不影響設備售后。

人類社會已經(jīng)發(fā)展到分工協(xié)作高度協(xié)調階段，整個供應鏈體系需要高效率和高品質，企業(yè)要穩(wěn)步發(fā)展必需有合作精神，優(yōu)勢互補才能做大整個行業(yè)，推動企業(yè)做大做強，固步自封，短時的技術壁壘一旦被打破將面臨淘汰出局。

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