車間生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

車間生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀乍間生產(chǎn)管理是為車間生產(chǎn)系統(tǒng)從一的谷類生產(chǎn)動作進(jìn)行組織、指揮、計(jì)劃、協(xié)調(diào)及控制等相應(yīng)的管理工作，車間生產(chǎn)是企業(yè)經(jīng)營計(jì)劃實(shí)施最重要的工作之一,年間生.產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)作為乍同管理的正要幺］［成部分叫對制造企、|上的運(yùn)行至關(guān)頁要監(jiān)控系統(tǒng)包括機(jī)臺生產(chǎn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸和存儲等，這些都是年間管理的基礎(chǔ),所以說車間生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)劣,「［接關(guān)系到車間生產(chǎn)的正常運(yùn)作，伴隨著企業(yè)生產(chǎn)自動化、信息化的高速發(fā)展，企業(yè)管理技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步，而這其中車間生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)是企業(yè)管理技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展的重點(diǎn)，在早期，車間生產(chǎn)過程監(jiān)控技術(shù)受制于技術(shù)和條件下限制，沒有辦法整合整個車間的資源，各類資源的管理只是相對獨(dú)立的管理，各車間由于缺乏有效的信息溝通,解決:U雜生產(chǎn)任務(wù)的能力較弱,從而造成生產(chǎn)計(jì)劃的滯同時資源也會被極大浪費(fèi)，一個制造型的企業(yè)，其車間的加工流程越多，要求的協(xié)作也就越緊密。而如果某一調(diào)度出現(xiàn)問題，或者某個壞節(jié)拖了工期，很容易會致使整個生產(chǎn)計(jì)劃被打亂，甚至可能出現(xiàn)產(chǎn)品不能按期交付的局面，目前的制造型企業(yè)，為了提升企業(yè)競爭力，很注重人才的培養(yǎng)和選拔，不遺余力的引進(jìn)國外先誑的管理技術(shù)，但對「乍間生產(chǎn)的實(shí)時監(jiān)控管理,還沒仃較完善的解決方案,很多企業(yè)還是呆取車間操作人員手?-「-抄滎數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)車間管理方式,當(dāng)企業(yè)花費(fèi)大H資金引進(jìn)了一?些高科技生產(chǎn)機(jī)合利ERP系統(tǒng)之后，卻無法將生產(chǎn)管理系統(tǒng)和ERP生合和集成在一起,MES的概念定義最早由美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR(AdvancedManufacturingResearch)提出。1990年11月，美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR,將MES概念定義為“位「底層工業(yè)控制系統(tǒng)與上層計(jì)劃管理系統(tǒng)之間的面向車間層管理信息系統(tǒng)”|8,o定義明確了：MES是一個管理信息系統(tǒng)，面向的是車間執(zhí)行層，起著將工業(yè)控制層和計(jì)劃管理層有機(jī)的結(jié)金起來的橋梁的作用。制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(ManufacturingEnterpriseSolutionsAssociation*MESA)對MES的定義做出了詳細(xì)的說明，并從三個方面進(jìn)行了論述例：MES的目的是對整個生產(chǎn)車間的生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化，并非為了著眼丁?企業(yè)單一問題而被提出來的系統(tǒng)；MES實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息融合集成是通過建立企業(yè)的強(qiáng)大信息流，所以MES首先要與計(jì)劃管理層以及生產(chǎn)控制層有著及時準(zhǔn)確的信息交互；為了達(dá)到MES對整個生產(chǎn)鏈的實(shí)時調(diào)度，必須有實(shí)時的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，并能對這些數(shù)據(jù)做出有效地存儲和傳送。MES的模型2.2.1MES的定位企業(yè)集成體系結(jié)構(gòu)模型，即企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)以及相互之間的關(guān)系，是企業(yè)實(shí)施信息集成的基礎(chǔ)。上世紀(jì)8()年代，美國管理界提出了廣為接受的三層結(jié)構(gòu)的集成體系結(jié)構(gòu)模型。在當(dāng)時，美國咨詢調(diào)查公司(AdvancedManufacturingResearch,AMR)對當(dāng)時的大;穴企業(yè)做了詳細(xì)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)在企業(yè)中占主導(dǎo)地位的是企業(yè)管理軟件，這其中以ERP/MRPI1為代表。同時，生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件以及數(shù)據(jù)采集監(jiān)控軟件在企業(yè)中也占有一席之地，分別以用戶界面(HumanMachineInterface,HM1)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SupervisoryControlandDataAcquisitioibSCADA)為代表；而MES當(dāng)時還是一個在部分公司中用于實(shí)現(xiàn)一些單一功能的管理系統(tǒng)，所謂的單一功能即只用于解決個別問題，如：監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、進(jìn)度跟蹤、質(zhì)量參數(shù)統(tǒng)計(jì)管理等。在這種背景卜.，AMR構(gòu)建了企業(yè)集成體系的三層模型，如圖2-1所示。計(jì)劃層：企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)

財(cái)務(wù)、采購、訂貨入庫、顧客服務(wù)、物料管理執(zhí)行層：制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)生產(chǎn)調(diào)度、過程管理、電子批記錄、管理J貴量、物料跟蹤控制層：控制系統(tǒng)(Controlsystems)

過程控制、機(jī)器控制、安全系統(tǒng)、傳感控制圖2-1MES的系統(tǒng)框架三層企業(yè)集成模型具體如卜.：ERP層：企業(yè)的管理決策層，承擔(dān)著企業(yè)的全面管理的工作。關(guān)注客戶、原材料以及成本等企業(yè)各類元素。為企業(yè)的運(yùn)行制定詳細(xì)的計(jì)劃。MES層：企業(yè)生產(chǎn)的執(zhí)行層，負(fù)賁企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度。掌控車間運(yùn)行的各種數(shù)據(jù),如質(zhì)量參數(shù)、生產(chǎn)進(jìn)度等；監(jiān)督生產(chǎn)工序；有效的將生產(chǎn)博況反應(yīng)至管理層。Control層：車間生產(chǎn)的控制層，落實(shí)生產(chǎn)計(jì)劃，X'J生產(chǎn)的流程做有效及時的監(jiān)督和控制。三層系統(tǒng)分二明確，又有機(jī)結(jié)合，因而被許多研究機(jī)構(gòu)認(rèn)同。但各研究機(jī)構(gòu)對MES定位的描述卻不盡相同。ARM對MES的定義為：MES系統(tǒng)是面向生產(chǎn)過程的信息管理系統(tǒng)。連接企業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)。有效的融合車間的人員、設(shè)備、流程以及生產(chǎn)任務(wù)等多種信息和數(shù)據(jù)，并進(jìn)行及時的處理。MES協(xié)會定義為：MES4以快速精確的獲取生產(chǎn)的信息，有效做出任務(wù)安排及生產(chǎn)調(diào)度等工作。把握生產(chǎn)的整個流程，包括原料的消耗及人員的調(diào)度等工作。MES在核心的三個方面是相通的：首先，MES是ERP和車fiiJZfnJ的數(shù)據(jù)傳輸渠道，是二者信息溝通的紐帶，在企業(yè)信息集成的系統(tǒng)中，有不可或缺的重要性。其次，MES的要求很高，無論是數(shù)據(jù)采集還是產(chǎn)品跟蹤，它都要求及時的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從訂貨到產(chǎn)品仍出，這些大雖的數(shù)據(jù)都是MES關(guān)注的焦點(diǎn)。最后，MES對企業(yè)的重要性不言而喻的，其重要性主要體現(xiàn)在它能給廠家?guī)砉芾砩系膬?yōu)化、經(jīng)濟(jì)上巨大收益以及調(diào)度上的計(jì)劃和町控性，在MES的平臺上企業(yè)可以更好的管理公司，提高企業(yè)競爭力。綜上所述，不能單純的認(rèn)為MES是為了實(shí)現(xiàn)單一功能的而被創(chuàng)造出來的一套軟件，它是一個集成的系統(tǒng)。訂貨、生產(chǎn)、物料管理、質(zhì)量參數(shù)等等所有這些生產(chǎn)要素都是MES關(guān)注的重點(diǎn)，并將這些要素融合在一起，達(dá)到了信息的集成廿叫MES功能模型自MES產(chǎn)生以來，經(jīng)歷了迅速的發(fā)展，其功能模型也從初級階段發(fā)展到成熟模型。最初，在1993年AMR對MES的功能模型進(jìn)行構(gòu)造時提出了四種功能模塊:工藝管理、車間管理、過程管理利質(zhì)量管理I⑵。后來，各企業(yè)結(jié)合自身需求分別有所增加，但此時的MES并不具備適合各企業(yè)和不同行業(yè)通用的框架模型。直到1997年，MESA針對當(dāng)時不同公司的MES功能模型進(jìn)行融合，提出了11個功能模型這才提供了標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)框架，以及町以被廣泛采納的信息結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)。MES的功能模型如圖2-2所示。功能模型的具體說明如卜.：1）數(shù)據(jù)采集：該功能采集數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品系數(shù)、安全系數(shù)、設(shè)備的丁作數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品維護(hù)情況，數(shù)據(jù)能及時更新和保存。2）生產(chǎn)調(diào)度管理：企業(yè)效益的好壞，調(diào)度起著至關(guān)重要的作用，根據(jù)計(jì)劃、訂單、工作流程等因素，管理者應(yīng)做出實(shí)時的、合理的調(diào)度，調(diào)度的對象包括：人員、物料、設(shè)備等等。3）人力資源管理：包括人員的工作狀態(tài)、休假情況，正確的對每個人員近期工作出合理的評價(jià)，在人員分配上合理使用。4）工序詳細(xì)調(diào)度：在規(guī)劃生產(chǎn)計(jì)劃時，以優(yōu)先級的形式設(shè)計(jì)每一步工序，掌握每一步工序，這樣能最大化的減少準(zhǔn)備時間，提高工作效率。5）產(chǎn)品跟蹤：詳細(xì)備份產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的各類數(shù)據(jù)，包括物料來源、產(chǎn)品流通過程中的操作人員、加工的設(shè)備以及產(chǎn)品的性能參數(shù)等數(shù)據(jù)。6）資源分配：批最管理資源，對廢品、剩余物料、閑置工作人員進(jìn)行分批處理，避免資源的浪費(fèi)。而資源的合理分配既能提高效率，提高生產(chǎn)力，又能避免浪費(fèi)，節(jié)約成本。7）質(zhì)量管理：收到訂單后，分析產(chǎn)品需求，采購符合要求的材料，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格監(jiān)督質(zhì)危參數(shù)，控制殘品率，對不合格的產(chǎn)品能及時剔除，一旦出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)雖問題，分析原因，做最快的調(diào)整，將損失控制到最低。8）過程管理：以手工或自動輸入的形式記錄生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié)，并及時反饋到管理層，以便管理層及時的調(diào)度和修正。9）績效分析：定期向上匯報(bào)近期的工作情況，產(chǎn)品的殘缺率、生產(chǎn)的進(jìn)度、計(jì)劃的執(zhí)行情況等等，管理層應(yīng)隨時掌握生產(chǎn)依效率、人員的調(diào)整、設(shè)備的工作異常等信息，并以報(bào)告的形式卜?發(fā)到生產(chǎn)層。10）人員管理：這里強(qiáng)調(diào)管理，即在人員管理時制定詳細(xì)的規(guī)范制度。在人員調(diào)度時，分配好交接工作。11）計(jì)劃管理：計(jì)劃制定時應(yīng)根據(jù)已有的資源、人員以及交付時間合理規(guī)劃，當(dāng)計(jì)劃的某一環(huán)節(jié)沒有按時執(zhí)行，應(yīng)及時做出調(diào)整。MES在生產(chǎn)過程中關(guān)注每一步環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)異常，與以往的管理系統(tǒng)相比,能及時有效的做出調(diào)整，避免更大的損失。因調(diào)整得當(dāng)，能更快的提高效率。增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。MES定位模型對J'MES在企業(yè)系統(tǒng)中的定位，現(xiàn)卜大家公認(rèn)的是MESA提出的MES的定位模型如圖2-3所示,該定位模型較為形象地展示了MES在企業(yè)與其他系統(tǒng)間的有機(jī)聯(lián)系，這些系統(tǒng)包括：上層計(jì)劃管理（ERP）、產(chǎn)品及I：藝管理（Product&ProcessEngineering,P/PE）、銷售與客戶服務(wù)管理（SalesandServiceManagement,SSM）、低層控制管理（Control）以及財(cái)務(wù)和成本管理等管理系統(tǒng)I叫。這些系統(tǒng)與MES系統(tǒng)均有關(guān)聯(lián)關(guān)系，由圖町看出，MES與它們有部分功能重疊，但是這些部分在不同的系統(tǒng)中被應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)各不相同。MES與各系統(tǒng)之間的關(guān)系如卜.：（1）MES與ERP：MES會及時向ERP反應(yīng)當(dāng)前車間生產(chǎn)的具體情況，包括:預(yù)計(jì)完成時間、當(dāng)前產(chǎn)出狀況、各類產(chǎn)品參數(shù)、當(dāng)前庫存情況等等。（2）MES與P/PE：產(chǎn)品及工藝管理根據(jù)MES采集的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)和產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的改進(jìn)以及工藝的優(yōu)化。（3）MES與SSM：銷仍不光要關(guān)注市場和客戶，同時也要通過MES獲得當(dāng)前的產(chǎn)品工藝、成本、完成進(jìn)度等，以便向客戶提出合理的報(bào)價(jià)以及準(zhǔn)確的供貨時間o（4）MES與Control：低層控制模塊需要MES提供必要的生產(chǎn)指導(dǎo)和技術(shù)文檔，以便更好更快的生產(chǎn)控制。（5）MES與財(cái)務(wù)成本管理系統(tǒng)：MES會及時向財(cái)務(wù)管理部門提供當(dāng)前的物料消耗最利存貨危，并提供生產(chǎn)過程中的實(shí)時數(shù)據(jù)、預(yù)產(chǎn)出時間等等，方便財(cái)務(wù)

成本管理部門及時供貨，并做出成本預(yù)算。而MES也需要從成本財(cái)務(wù)部門獲得成本預(yù)算，以調(diào)整生產(chǎn)。總體來說MES與各系統(tǒng)間相互通信，相互取得各自需要的數(shù)據(jù)，這樣才能在一個統(tǒng)一共享的平臺上快速高效的工作。MES應(yīng)用特點(diǎn)隨著我國制造業(yè)二十多年的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床(Computernumbercontrol,CNC)和數(shù)字控制(NumericalControl,NC)等先進(jìn)技犬已經(jīng)普遍應(yīng)用「制造行業(yè)中。企業(yè)選擇這些先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，就是因?yàn)樗鼈兡茌^有效地提高生產(chǎn)效率、增強(qiáng)企業(yè)在同類行業(yè)中的競爭力。但先進(jìn)的設(shè)備、先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)同時會要求先進(jìn)的管理技術(shù)與之配套，企業(yè)在使用較高的自動化設(shè)備同時，高效的調(diào)度方法的設(shè)計(jì)、合理的生產(chǎn)流程管理變得非常復(fù)雜。企業(yè)不能再單純的依?靠手工記錄、現(xiàn)場指揮、II述傳達(dá)等以往的傳統(tǒng)管理模式，同時這些傳統(tǒng)模式也不再適應(yīng)當(dāng)下增強(qiáng)企業(yè)競爭力的要求?；鵍"MES的計(jì)算機(jī)控制管理系統(tǒng)提供了合理的解決方案。生產(chǎn)計(jì)劃物料信K生產(chǎn)調(diào)度過程管理電子批記錄質(zhì)量管理廠控制參數(shù)

j生產(chǎn)指令J在制品狀態(tài)物料信息訂單狀況質(zhì)量統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)計(jì)劃物料信K廠控制參數(shù)

j生產(chǎn)指令J在制品狀