王利勇

[摘? ? 要]隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，制造企業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐已在加速，離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用MES技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不僅可以暢通部門之間的溝通與協(xié)調(diào)，還可以提高生產(chǎn)效率、降低成本。企業(yè)管理者通過(guò)MES技術(shù)可以及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的監(jiān)管車間生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息，并據(jù)此及時(shí)作出生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整和結(jié)果的預(yù)判。本文通過(guò)了解MES系統(tǒng)的概念、功能、作用、背景，分析離散制造車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集遇到的問(wèn)題，最后通過(guò)收集信息實(shí)踐系統(tǒng)，得出了能提高工作效率，精準(zhǔn)度高，成本適合企業(yè)承受的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，讓生產(chǎn)過(guò)程變得可視化解決了生產(chǎn)過(guò)程管理的難題。

[關(guān)鍵詞]MES;離散制造車間;生產(chǎn)過(guò)程;數(shù)據(jù)采集

[中圖分類號(hào)]TP274.2;F424 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）03–00–04

[Abstract]With the advent of the Internet of things era， the pace of manufacturing enterprises to digital transformation has been accelerated. The application of MES technology to data acquisition in the production process of discrete manufacturing workshop can not only smooth the communication and coordination between departments， but also improve production efficiency and reduce costs. Enterprise managers can timely， accurately and effectively supervise the data information of workshop production process through MES technology， and timely adjust the production plan and predict the results. Through understanding the concept， function， role and background of MES system， this paper analyzes the problems encountered in the production data collection of discrete manufacturing workshop. Finally， through the collection of information practice system， the data acquisition system which can improve work efficiency， high accuracy and cost is suitable for enterprises to bear is obtained， which makes the production process visible and solves the problem of production process management.

[Keywords]MES; discrete manufacturing workshop; production process; data acquisition

1 MES系統(tǒng)

1.1 MES系統(tǒng)簡(jiǎn)述

MES的英文完整名稱是：Manufacturing Execution System，翻譯成中文就是“制造執(zhí)行系統(tǒng)”或者說(shuō)是“生產(chǎn)實(shí)施系統(tǒng)”?？偟膩?lái)說(shuō)就是制造企業(yè)應(yīng)用的生產(chǎn)過(guò)程管理和實(shí)時(shí)監(jiān)管信息的系統(tǒng)，主要解決車間生產(chǎn)過(guò)程中在執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)時(shí)遇到的問(wèn)題。

1.2 MES系統(tǒng)的發(fā)展歷程

1.3 MES系統(tǒng)的背景

MRPII/ERP發(fā)展的需要 完成生產(chǎn)計(jì)劃指令下達(dá)和車間生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)對(duì)接，MES應(yīng)運(yùn)而生。如圖1所示。

1.4 MES系統(tǒng)的功能

1.5 MES系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

（1）MES系統(tǒng)可以將上層生產(chǎn)計(jì)劃和底層工業(yè)控制進(jìn)行聯(lián)通，形成閉環(huán)，避免管理空白區(qū)域，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、執(zhí)行、控制的管理閉環(huán)。如圖2所示。

（2）MES系統(tǒng)可以打通計(jì)劃、執(zhí)行、控制三層之間的信息流，讓管理者獲取不僅實(shí)時(shí)還準(zhǔn)確。如圖3所示。

（3）MES可以改變制造生產(chǎn)過(guò)程中局部情況，也可以使整體制造企業(yè)管理更加協(xié)調(diào)，便捷，信息交流更加順暢。

2 基于MES的離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2.1 離散制造概念簡(jiǎn)述

離散制造簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一個(gè)產(chǎn)品在生產(chǎn)中被分為很多個(gè)加工任務(wù)來(lái)完成。

2.2 離散制造的特點(diǎn)

2.3 基于MES的離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集存在的問(wèn)題

在離散制造企業(yè)的車間，生產(chǎn)數(shù)據(jù)是呈間斷性的，斷斷續(xù)續(xù)無(wú)法連貫體現(xiàn)，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)存在復(fù)雜、量多、還很隨機(jī)，如此繁復(fù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)劃和指令下達(dá)脫節(jié)或者延時(shí)的問(wèn)題。

2.4 基于MES的離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2.4.1 離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集的重要性

離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集的過(guò)程有著承上啟下的作用，采集的數(shù)據(jù)既要向管理者傳遞設(shè)備運(yùn)行動(dòng)態(tài)、生產(chǎn)加工任務(wù)的進(jìn)度詳情、車間工人的動(dòng)態(tài)信息等。向下是要將管理者的生產(chǎn)指令及時(shí)傳遞給生產(chǎn)工人，以便于及時(shí)完成生產(chǎn)任務(wù)。

2.4.2 基于MES的離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

從圖4可以看出實(shí)現(xiàn)數(shù)字化車間的實(shí)施步驟，要想成功的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化，采集數(shù)據(jù)就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；贛ES系統(tǒng)運(yùn)行成功的前提條件也是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)的采集。

2.4.3 基于MES的離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)施

在制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集中編碼體系的建設(shè)是基礎(chǔ)，利用條碼識(shí)別、射頻識(shí)別、磁卡識(shí)別等自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其中性價(jià)比良好的是條碼識(shí)別技術(shù)。利用識(shí)別技術(shù)可以快速的實(shí)現(xiàn)設(shè)備、人員、產(chǎn)品、以及與管理活動(dòng)有關(guān)聯(lián)的編碼。

分析數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)采集來(lái)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析甄別，與需要達(dá)成目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的深入分析。如表8所示。

數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中需要將采集進(jìn)行設(shè)置，凡是與管理活動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)都是設(shè)計(jì)采集點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中分別對(duì)人員進(jìn)出口、動(dòng)態(tài)活動(dòng)操作區(qū)、設(shè)備、質(zhì)量監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)，比如針對(duì)機(jī)器需要設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速、功率、故障報(bào)警等.對(duì)于操作人員，人工打卡、手動(dòng)檢修設(shè)備、設(shè)備故障時(shí)及時(shí)手動(dòng)預(yù)警等。針對(duì)物料，利用條碼識(shí)別，分別將物料變化的每個(gè)環(huán)節(jié)掃碼留資料等等。

2.4.4 基于MES的離散制造車間生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)施效果

（1）有效提升了車間生產(chǎn)設(shè)備的壽命

有了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，可以及時(shí)針對(duì)設(shè)備的使用、修整、檢修等相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，避免設(shè)備的二次損傷和操作不當(dāng)直接報(bào)廢的情況。由于數(shù)據(jù)采集及時(shí)準(zhǔn)確，管理者快速精準(zhǔn)的掌控了設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以隨時(shí)合理的根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，設(shè)備的日常維護(hù)也更加及時(shí)和合理。及時(shí)針對(duì)設(shè)備的使用作出調(diào)整，還可以真正提升了生產(chǎn)的效率，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成功的降低了設(shè)備的故障率，提升了設(shè)備壽命，為制造車間節(jié)省了成本。

（2）促使制造車間生產(chǎn)過(guò)程的管理更加優(yōu)化

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將生產(chǎn)過(guò)程變得可視化，讓車間工作變得更加和諧。原本由于趕工和疲勞操作，容易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)硬，設(shè)備有疲勞運(yùn)作的現(xiàn)象，操作人員有應(yīng)付了事的情況，如今在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的協(xié)助下，針對(duì)這兩類問(wèn)題都變得可預(yù)知，可根據(jù)數(shù)據(jù)的常規(guī)變化和非常規(guī)變化，針對(duì)人員和設(shè)備及時(shí)地作出調(diào)整。避免為了趕工，不能及時(shí)更換刀頭，或者操作人員馬虎導(dǎo)致產(chǎn)品的廢品率、殘次率提升的情況。有了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，可以及時(shí)根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行協(xié)調(diào)和調(diào)整，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，還提升了人員滿意度和客戶滿意度，同時(shí)也使操作人員工作更加用心和認(rèn)真，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用，無(wú)形中也減輕了操作人員的工作量，綜合效率得以提高。

（3）有助于生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝水平和質(zhì)量不斷提升

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)將情況傳輸給管理者，針對(duì)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，管理者及時(shí)作出調(diào)整，召集設(shè)計(jì)師研究改進(jìn)，避免了產(chǎn)品全部生產(chǎn)結(jié)束才發(fā)現(xiàn)存在重大問(wèn)題的情況。利用采集的數(shù)據(jù)，還可以針對(duì)產(chǎn)品的細(xì)節(jié)進(jìn)行改良，爭(zhēng)取讓產(chǎn)品的外觀、質(zhì)量、色澤等更優(yōu)秀，比如在生產(chǎn)飛機(jī)的過(guò)程中，離散制造車間就要格外的注意，尤其是一些用在飛機(jī)外觀上的零件，既要保證質(zhì)量又要確保美觀，這就需要車間采集的數(shù)據(jù)做好分析，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)作出的實(shí)物預(yù)判和真正的實(shí)物進(jìn)行比對(duì)，尋找差距和改進(jìn)之處。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，生產(chǎn)車間在MES系統(tǒng)使用中有了生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使車間生產(chǎn)過(guò)程的管理變得更加合理、規(guī)范、便捷。采集數(shù)據(jù)就是首要任務(wù)，在采集數(shù)據(jù)過(guò)程要注意采集點(diǎn)的合理正確設(shè)置，針對(duì)采集到的數(shù)據(jù)要及時(shí)處理，避免數(shù)據(jù)已提示出現(xiàn)問(wèn)題，由于管理者拖延未及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成損失。制造車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不僅讓生產(chǎn)過(guò)程可視化、可控化，更多的是讓生產(chǎn)的產(chǎn)品更加地精良、更加符合客戶的要求，同時(shí)也提升了生產(chǎn)企業(yè)的品牌形象和行業(yè)地位，吸引來(lái)更多更優(yōu)質(zhì)的合作客戶。

參考文獻(xiàn)

[1] 卿建華，陳元斌，鮑敏，等.離散型生產(chǎn)車間數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2019（1）：158-172.

[2] 李超，高利偉，史運(yùn)濤，等.基于MES的離散制造車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2017（5）：149-156.

[3] 楊昀，盧家鑫.離散型制造企業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施[J].研究與開發(fā)，2017（7）：29-31.

[4] 白翱，林葉，陳楊，等.射頻識(shí)別技術(shù)在離散生產(chǎn)車間中的應(yīng)用綜述[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2015（1）：47-52，56.

[5] 呂紀(jì)偉，宋豫川.基于Holon思想的自動(dòng)信息采集系統(tǒng)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2011（2）：122-125.

[6] 劉檢華，林曉青，劉金山，等.基于工作流的裝配車間生產(chǎn)過(guò)程計(jì)劃和控制技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16（4）：755-762，771.

[7] 馬麗麗.電子裝配行業(yè)的車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2019，41（12）：48-51.

[8] 饒運(yùn)清，李培根，李淑霞，等.制造執(zhí)行系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002（6）：1011-1016.

[9] 李澍，吳瑜，楊立斌，等.面向離散企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].控制工程，2015，22（S1）：13-16.

[10] 于乃功，王新愛，方林，等.離散制造業(yè)生產(chǎn)排產(chǎn)算法研究及應(yīng)用[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，28（1）：39-44.