制造执行系统的应用,物联网技术的企业MES制造执行系统,生产制造执行系统,制造执行系统信息化

1、制造执行系统的应用 ,物联网技术的企业 MES 制造执行系统 ,生产制造执行系统 ,制造执行系统信息化 1基于物联网技术的企业 MES 系统改进研究来自：杭州集控物联网 ( Internet of Thing ，IOT) 是通过模拟人类之间的信息 交互方式， 将各类信息感知设备嵌入物体中， 实时获取物体的状 态信息， 并将这些物体传感器通过通信网络互联起来， 对感知信 息进行智能处理， 实现对物体的管理、 协调和控制的一种高度信 息化技术，其可以实现信息的交换与通信。目前，大多数企业实 施的制造执行系统 ( Manufacturing Execution System ，MES) 的主 要功能

2、是信息的管理与“上传下达” ，对于物流配送系统和制造 过程中的生产实时状态以及产品全寿命周期等的实时监控能力 较弱，而且系统信息管理与信息的实时更新之间也存在着断层。 随着互联网技术的发展， 物联网可依托的各方面技术也相应得到 发展，例如，大规模的感知信息处理技术、云计算技术等，而且 成本也趋于降低。基于物联网技术的 MES 系统设计，可以实现 企业整个生产制造的实时监控及全方位管理， 从而真正实现 “管 控一体化”，这对于完善 MES 系统的功能、 弥补控制与管理的断 层意义重大。笔者以某拖拉机装配厂为背景， 结合企业的制造执行系统现 状，针对企业物流配送，以及装配过程实时监控能力弱、报警系

3、 统不完善和信息交互不及时等问题， 运用过程控制理论和物联网技术，在实际调研和系统改进目标分析的基础上， 提出基于物联 网技术的企业制造执行系统改进方案，即通过增加物流配送管 理、现场生产线实时运行状态监控、 预防报警指挥和远程监控等 模块， 对企业制造执行系统的功能进行完善， 实现企业制造过程 的全方位监控和物流运输的实时跟踪， 从而提高产品质量， 实现 企业高度信息化和智能化的管理要求。1、MES 现状与改进目标分析1.1 企业 MES 现状分析企业现有的 MES 系统主要针对流程生产中的关键点进行控 制，实现的主要功能有生产计划管理，主机跟踪管理、生产装配 指示、关重件档案管理、停线管理

4、、 LED 生产看板、报表管理等。现有的 MES 系统主要实现了基本信息的存储及共享功能， 并不能满足企业对生产过程全方位的监控管理和物流状态追踪 的需要。首先，装配厂远离零部件供应商，且拖拉机装配过程复 杂，厂外物流配送系统庞大，整个物流运输成本高，为确保配送 的零部件质量，增加了物流运输途中的质量监管力度。其次，目 前该车间装配线的监控主要使用的是条码技术， 其工位员工采用 手动方式对物品逐一地进行扫描跟踪， 整个操作过程工人的劳动 强度大，工作效率低，并且条形码容易受作业环境的限制，不能 重复使用。此外，现场报警系统不完善，当某个工位发出急停信 号时，现场生产管理人员很难及时发现造成停线

5、的具体工位， 而 且也没有对停线信号进行历史记录， 也就无法将停线信号及时发 送给 MES 系统，最终导致 MES 的部分功能发挥不够充分。再 者，现有的 MES 系统对于客户反馈的信息交互不及时，致使出 现的产品质量问题不能及时地得到处理， 严重影响了企业的信誉 度和市场竞争力。1.2 改进目标分析物联网是建立在 Internet 基础上，利用 RFID（ 射频识别 ） 、 无线数据通信等技术构造的一个实现全球物品信息实时共享的 网络。物联网的核心能力是全面感知、 可靠传输、 智能处理5 7。将物联网技术与 MES 进行集成，依托物联网的视频监控技 术实现物流车辆运输的实时监控 ; 用 RF

6、ID 技术取代条形码技 术，实现装配线上物品的实时在线跟踪， 减少装配过程的人工干 预，既可以降低工人劳动强度，又能提高工作效率。将物联网技 术应用于装配厂，并融入到 MES 系统中，可有效实现企业系统 的集成和动态监控，达到企业高度信息化的要求。通过对企业 MES 现状的分析，结合物联网技术，以实现对 企业生产过程全方位的监控管理和物流状态追踪管理为总体目 标，完善原有系统功能， 实现厂内物流和厂外物流的可视化操作 和智能化管理， 保证产品全寿命周期的质量， 具体有以下改进目 标：1）将物流配送系统与物联网技术结合， 对厂内物流和厂外物 流实时全方位的跟踪管理， 保障物流畅通， 加强产品在运

7、输过程 中的质量监管力度；2）将物联网技术应用于车间装配线上，用 RFID 技术代替原 有的条码技术， 甩掉手工操作方式， 实现生产线数据采集智能化 和在制品实时监控可视化， 降低人工的管理成本， 提高生产效率；3）完善报警系统。在原有停线管理的基础上，通过物联网将 实时数据传输到 MES 信息中心，开发设计系统并进行远程监控， 显示报警的具体工位，并记录报警的历史数据；4）在企业实施信息化的基础上，通过物联网的数据传输技 术，针对用户需求签订协议，对产品进行远程监控，做到随时发 现并解决问题，从而保证产品整个寿命周期的质量。2、基于物联网技术的 MES 系统改进方案2.1 系统的硬件架构根据

8、 MES 系统和物流配送管理现状，充分使用物联网的技 术优势，在原有系统的基础上建立一个具有组网技术的灵活的 MES 指挥中心；在装配厂的生产现场安置摄像头，利用先进的 GPS 全球定位系统和卫星系统，实现系统的总体功能。2.2 系统体系结构制造执行系统与物联网技术利用统一的系统接口实现数据 信息的互联互通。 根据 ISO 定义的 MES 功能层次模型， 将 MES 软件体系结构从整体上分为数据采集层、 数据集成平台层、 应用 层 3 层功能模式。首先， MES 的数据采集层利用物联网技术感 知层的识别感知技术获取车间的实时数据， 并通过 MES 数据集 成平台进行智能计算处理和管理 ; 然后

9、，借助于物联网的网络 层，实现数据传输和应用，供决策层上传下达 ; 最后，通过后台 的信息储存进行数据交换， 达到实时信息共享。 数据是物联网与 MES 集成的媒介，物联网技术是系统实现在线监控、实时监测 的手段和支撑力量，而制造执行系统是整个系统的核心力量。2.3 系统功能结构结合物联网的 RFID 技术、数据传输、智能处理技术，在把 握系统总体目标的前提下，将物联网与 MES 进行集成，并对企 业 MES 功能加以补充和完善。基于物联网技术的装配厂 MES 系统的功能模块有系统管理、生产计划管理、主机跟踪管理、生 产装配指示、关重件档案管理、停线管理、 LED 生产看板、报 表管理、物流配

10、送管理、生产线运行状态监控、预防报警指挥和 远程监控等模块，应用于拖拉机产品的全寿命周期管理中。2.4 系统数据库对系统设计的总体目标进行分析，在确定系统的改进方案 后，建立系统数据库。然后设计数据表，包括产品基本情况表、 物料主数据表、关重件配置表、销售代码、装配配置表、分装线 生产表、总装线生产表、主机关重件装配档案表等。2.5 系统实施的关键技术系统研究的监控功能所依托的物联网技术主要有 : 感知识 别技术、组网与泛在接入技术、大规模感知信息处理技术等，而 对于 MES 开发与实施涉及的关键技术包括了计算机操作系统、 网络技术、数据库技术、 MES 体系结构、开发应用技术和接口 技术等，

11、其中接口技术主要包括管理系统接口和控制系统接口。 此外，进行 MES 的开发和实施还需要考虑 MES 系统与物联网后 台系统的可配置性。3、MES 系统改进功能模块设计为了实现对企业进行全方位的监控和管理， 结合基于物联网技术的制造执行系统改进方案，对系统原有的功能模块进行补 充，即增加系统管理模块、物流配送管理模块、生产线实时运行 状态监控模块、预防报警指挥和远程监控模块。3.1 系统管理模块系统管理模块是企业整个系统的基础数据部分， 其可以进行 系统相关基础信息的设置， 机型配置管理， 系统关键操作日志管 理，系统与数据库备份、恢复管理等工作。它依据标准的信息对 象，对整个装配厂进行虚拟化

12、处理，建立基于产品、装配的设备单元和生产路径的生产流程， 并提供与各 个外部系统的连接。3.2 物流配送管理模块此模块可实现对运输车辆的运行路线、 运行位置、 运行状态 的动态监控， 既能实现厂内物流和厂外物流的可视化， 又能保障 货物的安全。物流配送功能主要是依靠 GPS 定位来实现的。首先在物流 运输车辆的前后分别安装一个摄像头， 通过前方安置的摄像头采 集交通数据和运输路面情况，经过车载 GPS 终端将数据传输给 MES 指挥中心 GPS 服务器，并在大屏幕上显示前方路况和准确 的交通信息 ; 然后，基于电子地图的配置和车辆行程时间历史数 据库等基本信息， 通过物联网技术将数据融合并形成准确的交通 数据，再根据运输管理软件的处理方式进行运算、预测 ; 最后， 通过车载导航设备等传播媒体将路面实时情况发布给车辆司机， 供司机选择正确的运输路线， 以期避开交通高峰期和路况不好的地段，减少货物的运输时间，从而保障货物的运输质量。4、结论物联网技术与 MES 系统设计的有机结合，为企业加快信息 化步伐、提高产品质量和生产制造过程的安全度起到了推动作 用，也为增强企业的竞争力提供了有力保障。 笔者通过