基于MES的數(shù)字化工廠構(gòu)建

于佃秋

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，很多制造企業(yè)已經(jīng)使用信息系統(tǒng)提升加工制造的信息化水平，而MES數(shù)字化工廠的使用，能夠通過(guò)MES系統(tǒng)和信息系統(tǒng)之間的相互作用，進(jìn)一步提升加工制造的信息化發(fā)展。本文首先分析創(chuàng)建數(shù)字化工廠的流程，其次探討系統(tǒng)實(shí)施效果，以期對(duì)相關(guān)研究具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞： MES; 數(shù)字化; 創(chuàng)建

1 創(chuàng)建數(shù)字化工廠的流程

1.1基于MES設(shè)計(jì)方案

在基于MES設(shè)計(jì)數(shù)字化工廠展示層時(shí)，能夠?yàn)橛脩籼峁┒鄠€(gè)訪問(wèn)、運(yùn)用提供了多個(gè) MES的展現(xiàn)界面，且可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要以及用戶使用情況挑選最為適宜的客戶端。在設(shè)計(jì)服務(wù)傳遞層的時(shí)候，需要在 Web 上進(jìn)行運(yùn)行管理，主要需要控制、管理展示層與邏輯層之間的通訊關(guān)系。在設(shè)計(jì)應(yīng)用邏輯層時(shí)，應(yīng)該明確該層主要用于管理 MES 業(yè)務(wù)邏輯的服務(wù)器以及組件，可以檢索數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，并將檢索數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

MES系統(tǒng)中最為核心的構(gòu)件，主要涵蓋UI框架、XML 框架設(shè)計(jì)、邏輯服務(wù)等。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)層時(shí)，主要用于管理MES 的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，能夠結(jié)合具體業(yè)務(wù)需求安排業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器。客戶可以通過(guò)在中央數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行部署安排，同時(shí)管理多個(gè)車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，甚至可以跨地域管理生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)。

1.2 異地多站點(diǎn)MES架構(gòu)安排

MES系統(tǒng)可以將所有處于分布狀態(tài)的站點(diǎn)數(shù)據(jù)匯聚成為一個(gè)數(shù)據(jù)邏輯站點(diǎn)，主要目的是將處于分散狀態(tài)、孤島狀態(tài)的制造單元集成管理為一個(gè)虛擬協(xié)同加工制造的管理中，從而順利完成數(shù)據(jù)同步處理、信息交互處理、業(yè)務(wù)集成處理，可以使處于不同地域的加工制造單元如同在一個(gè)地點(diǎn)一樣，可以提升本地加工制造的協(xié)同管理效率，從而保證分布式加工制造產(chǎn)品的順利進(jìn)行。

1.3 設(shè)計(jì)MES 數(shù)據(jù)安全方案

MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性，需要運(yùn)用安全認(rèn)證體系、訪問(wèn)控制規(guī)則、審計(jì)訪問(wèn)程序、軟件容錯(cuò)機(jī)制提供技術(shù)支撐。訪問(wèn)規(guī)則控制是保證MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的主要環(huán)節(jié)，能夠提升MES數(shù)據(jù)信息的安全保密性以及完整性。MES 系統(tǒng)的許可使用者需要在數(shù)字化工廠安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的任意一個(gè)階段，在準(zhǔn)許的權(quán)限范圍內(nèi)獲取產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)信息。MES系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及各種軟件提供支撐，因此MES系統(tǒng)安全機(jī)制是自內(nèi)向外的、安全可靠性比較高。在安全控制系統(tǒng)中，需要在MES系統(tǒng)外圍位置建立網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境管理機(jī)制，且應(yīng)該在MES系統(tǒng)內(nèi)部建立全面、多層次的數(shù)字化安全控制體系。

1.4 綜合生產(chǎn)管理平臺(tái)

由于制造企業(yè)需要使用的信息系統(tǒng)類別比較多，既包括用于數(shù)據(jù)、文檔、工裝管理的信息系統(tǒng)，又涵蓋用于資源管理財(cái)務(wù)管理的ERP系統(tǒng)、分布式數(shù)控管理系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等。各個(gè)系統(tǒng)需要借助MES系統(tǒng)創(chuàng)建將計(jì)劃管理作為驅(qū)動(dòng)力，將質(zhì)量管理作為核心要求的物料、設(shè)備、生產(chǎn)綜合管理平臺(tái)，能夠向下傳達(dá)生產(chǎn)指令，向上采集數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)加工信息，可以詳細(xì)記錄生產(chǎn)過(guò)程信息以及質(zhì)量信息，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T統(tǒng)籌規(guī)劃資源、調(diào)度資源提供便利性，從而建立數(shù)字化工廠管理模式。

2 系統(tǒng)實(shí)施效果

2.1能夠自行規(guī)劃排產(chǎn)方式

MES數(shù)字化工廠能夠借助本身具備的APS功能，結(jié)合任務(wù)的緊迫性、負(fù)荷狀況，將ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)劃轉(zhuǎn)化為MES系統(tǒng)的工序安排，然后將生產(chǎn)任務(wù)分配到每個(gè)設(shè)備上，設(shè)計(jì)明確的任務(wù)完成時(shí)間，開(kāi)展精細(xì)化的生產(chǎn)規(guī)劃，并將數(shù)字化生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作、任務(wù)完成狀態(tài)等相關(guān)信息直接傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)內(nèi)部，便于工作人員根據(jù)具體的生產(chǎn)規(guī)劃進(jìn)行監(jiān)控管理。通過(guò)系統(tǒng)具有的自行排產(chǎn)功能，能夠更改原本僅依賴經(jīng)驗(yàn)編制生產(chǎn)規(guī)劃的模式，不但能夠進(jìn)一步提升生產(chǎn)規(guī)劃編制效率，而且可以提升計(jì)劃的可行性。

2.2數(shù)據(jù)共享管理

工作人員需要依照物料清單、設(shè)備應(yīng)用狀態(tài)，使用合理的方式安排生產(chǎn)加工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)情況，將生產(chǎn)原材料、從外部購(gòu)置的零件加工制造滿足合格標(biāo)準(zhǔn)的成品。在MES系統(tǒng)上，建立和 PDM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)的信息連接通道，能夠統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)信息的源頭，能夠促進(jìn)相關(guān)數(shù)據(jù)的信息共享，從而形成集成各個(gè)系統(tǒng)的集成一體化管理模式，可以對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)施全過(guò)程管理。

2.3自動(dòng)化進(jìn)行數(shù)據(jù)采集

借助MES數(shù)字化工廠的數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集技術(shù)，能夠通過(guò)對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)地的加工卡片進(jìn)行掃描處理，將生產(chǎn)期間產(chǎn)生的任務(wù)完成信息、生產(chǎn)準(zhǔn)備信息、產(chǎn)品質(zhì)量信息、入庫(kù)管理信息匯總到MES系統(tǒng)中，能夠迅速完成數(shù)據(jù)信息的迅速材料，不但能夠節(jié)省很多人力資源、物力資源，而且統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)果會(huì)比較精準(zhǔn)。

2.4為制定決策提供支持

由于MES系統(tǒng)能夠?qū)⒉牧系母鞣N生產(chǎn)加工信息實(shí)時(shí)反饋出來(lái)，管理人員通過(guò)該系統(tǒng)能夠直接檢查生產(chǎn)加工進(jìn)度、產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、車間加工生產(chǎn)情況。通過(guò)將生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展現(xiàn)出來(lái)，保證工作人員可以依照具體情況調(diào)整車間生產(chǎn)規(guī)劃，確保生產(chǎn)任務(wù)能夠保質(zhì)保量的完成。除此以外，管理人員可以借助系統(tǒng)生產(chǎn)的各種報(bào)表全面分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于后續(xù)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。基于MES設(shè)計(jì)的數(shù)字化工廠，對(duì)于人工生產(chǎn)的需要比較少，可以在一定程度上降低對(duì)人力資源的需求量，從而有助于降低人力成本，便于管理人員高效控制數(shù)字化生產(chǎn)成本。

2.5一體化制造平臺(tái)

MES 系統(tǒng)實(shí)際上可以被視為各個(gè)系統(tǒng)之間的橋梁，通過(guò)使用接口開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)λ邢到y(tǒng)開(kāi)展無(wú)縫集成管理，并依照數(shù)據(jù)源頭統(tǒng)一的管理思路，將生產(chǎn)準(zhǔn)備工作視為產(chǎn)品加工生產(chǎn)的重要加固，將生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)視為生產(chǎn)流程的指導(dǎo)意見(jiàn)，提高對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量管理的重視程度，有助于提升生產(chǎn)加工效率。提高產(chǎn)品加工質(zhì)量的同時(shí)，加強(qiáng)生產(chǎn)場(chǎng)地的數(shù)字化管理，從而創(chuàng)建集成信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)為一體的智能工廠。

結(jié)論：綜上所述，通過(guò)創(chuàng)建MES系統(tǒng)，能夠編制比較科學(xué)的生產(chǎn)規(guī)劃，合理分配生產(chǎn)加工依照，便于在產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行責(zé)任追溯，能夠更為高效的控制生產(chǎn)成本，可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施數(shù)字化管理，從而打造一個(gè)管理效率比較高的數(shù)字化工廠。

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