MES系統(tǒng)助力智能制造

1、MES系統(tǒng)助力智能制造摘要：中國制造2025的主攻方向為智能制造，其中涉及了眾多的應用領域， 牽扯到價值鏈的各個方面，還需要大量的技術因素，實施一個項目的時候也會大 量的應用。而MES系統(tǒng)作為智能制造建設中間重要的一個環(huán)節(jié)，其實施對于企業(yè) 的智能工廠，智能車間的整體搭建都會起到至關重要的作用。本文主要是從智能 制造的背景下，制造企業(yè)從MES系統(tǒng)的整合、選型、落地實施和集成應用等方面 的新的思路。關鍵詞：MES系統(tǒng)；智能制造；助力前言：智能制造的定義是由人類專家和智能設備一起組成的人和機器一體化 的一種智能系統(tǒng)，它主要在制造的過程中進行智能的活動，比如一系列了判斷、 分析和決策等等。主要通過人與

2、機器結合在一起共同做事，進而擴大延伸或者部 分的去取代人類的專家從事制造中進行的腦力勞動。它更新了制造及其自動化的 概念，并擴展到高度集成化、柔性化和智能化。1、概述傳統(tǒng)MES系統(tǒng)MES系統(tǒng)是制造執(zhí)行系統(tǒng)的簡稱，它是由美國的AMR公司在90年代初期的 時候提出來的，目的是為了使MPR計劃的執(zhí)行功能進行加強，把車間作業(yè)現(xiàn)場和 MPR計劃進行現(xiàn)場的控制，利用執(zhí)行系統(tǒng)把它們連接起來。這里面所說的現(xiàn)場控 制主要指的是數(shù)據(jù)采集器、條形碼、PLC程序控制器、機械手以及各種各樣的檢 測和計量的儀器。MES系統(tǒng)通過設置必要的接口，和廠商之間建立起合作關系。 現(xiàn)代的MES系統(tǒng)是一種管理系統(tǒng)，它是面向制造企業(yè)和執(zhí)

3、行層的生產(chǎn)信息化。它 能夠給企業(yè)提供計劃排程管理、設備管理、采購和成本管理、對生產(chǎn)過程進行控 制、對項目看板進行管理、對底層數(shù)據(jù)進行集成分析、對上層數(shù)據(jù)進行集成分解 等等的管理模塊，目的是為企業(yè)打造出一個可靠、全面、可行并且扎實的制造協(xié) 同管理的一個平臺。MES的體系結構經(jīng)歷過兩個發(fā)展歷程，即從T-MES向I-MES的發(fā)展歷程。傳 統(tǒng)的MES（即T-MES）是在1960年在零星的車間級應用里面發(fā)展起來的。它又 可以分為專用MES和集成MES兩大類。專用的MES是屬于一種自己就是一體的 應用系統(tǒng)。它一般是對單一的生產(chǎn)問題來說的。這些問題包括制品的庫存過大、 設備的利用率低以及商品的質量不能夠得到

4、更好的保證，它能夠給這些問題去提 供有限功能。比如質量設備、設備的維護、作業(yè)維度、物料管理，還可以適合于 某一種特定的生產(chǎn)環(huán)境（如應用于MEMS車間和半導體的MES，應用于FMS系 統(tǒng)的MES）。專用的MES具有投入少、實施快等等的優(yōu)點，但是它的可集成性和 通用性都比較差。集成MES系統(tǒng)的初衷是為了針對某些特定的行業(yè)（如裝配、半 導體、食品和衛(wèi)生、航空等等）特定的環(huán)境而進行設定的。目前整個的工業(yè)領域 都得到了拓展。它在功能上面已經(jīng)實現(xiàn)了與上層處理事務和下層控制系統(tǒng)進行實 時的集成。MES集成化具有相當豐富的應用功能，還具有統(tǒng)一的邏輯數(shù)據(jù)庫和產(chǎn) 品及工程的模型等優(yōu)點。但是這類系統(tǒng)一般都會對特定的

5、車間環(huán)境有著特殊的依 賴，柔性相對來說也比較差，缺少廣泛的集成能力和通用性，很難伴隨著業(yè)務的 過程發(fā)生變化而進行重新的配置?？杉蒑ES這個概念是AMR在發(fā)展和分析信息技術的方面和MES應用的前 景之下提出來的，它是將消息機制、組件技術模塊化應用到MES系統(tǒng)的開發(fā)中， 它是兩類傳統(tǒng)的MES系統(tǒng)的結合。在表現(xiàn)形式方面看，I-MES具有專業(yè)MES系統(tǒng) 的特點，就是說可以實現(xiàn)上下兩層的集成。另外，I-MES還具有可擴展、可重構、 客戶化和互操作等等的特性。能夠實現(xiàn)各個不同廠商之間的集成和原有系統(tǒng)方便 的進行，目前的基于組件的I-MES是MES發(fā)展的主要的方面。綜合利用成熟的技 術和理論，形成可以適應

6、，可以集成，可以重構的MES的框架體系，為了進一步 提高MES軟件能夠跨行業(yè)的使用、適應和協(xié)調能力進行強有力的支持?；诂F(xiàn)在 已經(jīng)具有的成果和基礎，發(fā)出符合我國流程工業(yè)和離散制造業(yè)特點及需求的MES 軟件系統(tǒng)、構件庫和相關的工具。2、MES系統(tǒng)助力智能制造的應用2.1在過程控制方面：MES管理生產(chǎn)訂單的整個生產(chǎn)流程，通過對生產(chǎn)過程的 所有突發(fā)事件實時監(jiān)控，自動糾正生產(chǎn)過程中的錯誤或提供決策支持，以實現(xiàn)生 產(chǎn)調度要求；在出現(xiàn)異?；蚺c生產(chǎn)計劃偏離太大時，及時反饋相關人員使其采取 相應的措施。2.2在任務派工方面：MES在生產(chǎn)計劃完成后，自動生成任務派工單，根據(jù)生 產(chǎn)設備實際加工能力的變化，制定并優(yōu)

7、化生產(chǎn)的具體過程及各設備的詳細操作順 序；為了提高生產(chǎn)柔性，生產(chǎn)任務根據(jù)生產(chǎn)執(zhí)行具體情況及設備情況，結合資源 配置進行現(xiàn)場動態(tài)分配。2.3在資源配置方面：MES通過詳細的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，為企業(yè)提供各種生 產(chǎn)現(xiàn)場資源的實時狀態(tài)，與任務分配緊密協(xié)調，為各生產(chǎn)工序配置相應的工具、 設備、物料、文檔等資源，保證各操作按調度要求準備和執(zhí)行。2.4在能力平衡分析方面：MES分析對比工作中心/設備任務負荷、部門/班組 任務負荷、工種任務負荷等并做出相應的評估，協(xié)助計劃和調度人員進行生產(chǎn)任 務的外協(xié)和均衡并實現(xiàn)最優(yōu)的生產(chǎn)計劃排程。2.5在質量管理方面：MES跟蹤原材料進廠到成品入庫的整個生產(chǎn)流程，對產(chǎn) 品原料

8、、生產(chǎn)設備、操作人員、工序批次等數(shù)據(jù)實時采集，為產(chǎn)品的使用、改進 設計及質量控制提供依據(jù);根據(jù)檢測結果確定產(chǎn)品問題、提供相應的決策支持。2.6在文檔管理方面：MES基于數(shù)據(jù)庫的解決方案，擁有海量數(shù)據(jù)的存儲和管 理能力，自定義文檔管理結構樹和版本追蹤，有效管理產(chǎn)品的設計、操作流程、 工藝說明等;根據(jù)加工任務分配，為個生產(chǎn)工序提供相應的加工程序和生產(chǎn)信息等。2.7在數(shù)據(jù)采集方面：MES根據(jù)不同的數(shù)據(jù)、應用場景、人員能力、設備投入 等方面采取不同的數(shù)據(jù)采集方式，實時獲取各工序、設備、物料、產(chǎn)品等數(shù)據(jù)， 并統(tǒng)計、分析成其它系統(tǒng)、管理者所需的信息。2.8在人力資源管理方面：MES提供人員的狀態(tài)和相關的信

9、息，跟蹤個人的工 作執(zhí)行情況，為企業(yè)實現(xiàn)精細考勤管理、控制人力成本、輕松績效考核、減少員 工流失、優(yōu)化人員調度等方面提供決策支持。2.9在維護管理方面：MES記錄每臺設備、每把工具的維護時間、維護內容、 故障原因等，從而計算出最常見的設備/工具維護工作并進行經(jīng)驗積累，管理和指 導生產(chǎn)設備、工具的維護活動，并生成相應的維護經(jīng)驗文檔，以供瀏覽、查詢。結語智能制造的任何一個角落都存在著工業(yè)軟件。而MES是企業(yè)制造業(yè)信息化的 非常重要的組成部分。它貫穿于生產(chǎn)、生產(chǎn)制造和工程技術的交集，它是智能制 造的重要靈魂，因此其在智能制造體系建立的過程中存在著舉足輕重的作用和地 位。參考文獻：1胡瑜，陳濤.專家系統(tǒng)在生產(chǎn)制造系統(tǒng)（MES）中的應用J.冶金設備，2015, 05.陳杰，孫宇，張世琪.面向過程的制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究J.高技術通訊，2013 (12)： 37-40.Jai