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企業MES系統的物聯網架構作用

2020-09-14 15:17:31 圖文:

          

        隨著科技的不斷更新迭代,MES系統也越發強大,逐漸的為企業帶來價值。


       目前,大多數企業MES系統實現的主要功能是信息管理的能力弱和“上傳和傳輸”實時監控實時生產狀況和產品生命周期的物流配送系統和生產過程,也有一個差距系統信息管理和實時更新的信息。隨著互聯網技術的發展,物聯網所能依賴的各種技術也隨之發展起來,如大規模感知信息處理技術、云計算技術等,人們對物聯網的興趣趨于降低。MES系統設計基于物聯網技術可以實現實時監控和全面管理整個生產和制造的企業,從而真正實現“綜合管理和控制”,具有重要意義,提高MES系統的功能和組成控制和管理之間的斷層。


   精誠MES軟件以拖拉機組裝廠為背景,結合企業制造執行系統的現狀,針對企業物流配送,以及裝配過程是薄弱的實時監控和報警系統不完善和信息交互等問題,通過使用過程控制理論和物聯網技術,實際調查和分析的基礎上,系統改進的目標,提出基于物聯網技術的企業制造執行系統的改進方案,即通過增加物流配送管理、現場生產線實時運行狀態監測、預防、報警和遠程監控模塊,完善企業制造執行系統的功能,它可以實現全方位監控生產過程和物流和運輸的實時跟蹤,從而提高產品質量,實現企業高度信息化、智能化的管理要求。


  MES現狀分析及改進目標


  1.1 MES現狀分析

  拖拉機總裝廠主要生產大功率系列輪式拖拉機,功率覆蓋51.45205.8KW70280hp),基礎產品200多個,選配車型1000多個。產品生產過程涉及訂單、生產計劃、裝配、物流、營銷、質量管理等環節,是典型的工藝制造。流程制造業生產的組織通過一系列的生產方法,包括使用常見的設備,這樣每個任務在生產線上有一個穩定的周期時間,根據流程的順序,產品可以快速和順利“流”從一個站到下一個。與離散制造的獨立控制不同,離散制造的獨立控制不僅要實現過程制造中各任務、批次之間的綜合控制,還要對關鍵環節進行實時跟蹤,最終實現“一流”生產。

  企業現有的MES系統主要對生產過程中的關鍵點進行控制。系統的主要功能包括生產計劃管理、主機跟蹤管理、生產裝配指令、關鍵零部件文件管理、線停管理、LED生產看板、報表管理等。

  現有的MES系統主要實現基礎信息的存儲和共享,不能滿足企業對生產過程的全方位監控管理和物流狀態跟蹤的需求。首先,裝配工廠離零部件供應商很遠。此外,拖拉機裝配過程復雜,廠外物流配送系統龐大,對整個物流運輸有著很高的興趣。為了保證所發貨件的質量,加強了物流運輸過程中的質量監督。其次,目前條碼技術主要應用于車間流水線的監控。站里的工作人員使用手工逐項掃描和跟蹤。整個操作過程中工人的勞動強度高,工作效率低。此外,報警系統并不完美,當一個特定的位置信號安全、現場生產管理很難發現的原因停止線的具體位置,也沒有停止線信號的歷史,也不能停止線信號及時發送到MES系統,最終導致MES功能足夠精力充沛。此外,現有的MES系統沒有及時與客戶反饋信息交互,導致產品質量問題不能及時處理,嚴重影響了企業的信譽和市場競爭力。


  2.改進目標分析

  物聯網(IOT)是以互聯網為基礎的網絡,利用RFID射頻識別(RFID)無線數據通信等技術實現全球貨物信息的實時共享。物聯網的核心能力是綜合感知、可靠傳輸和智能處置。與MES集成物聯網技術,實現物流的實時監控車輛運輸依靠物聯網視頻監控技術,射頻識別技術取代條形碼技術實現實時在線跟蹤在流水線上的物品,減少人工干預在組裝過程中,它不僅可以降低工人的勞動強度,同時提高工作效率。將物聯網技術應用于裝配車間并集成到MES系統中,可以有效實現企業系統的集成和動態監控,滿足企業高度信息化的要求。


  通過分析企業MES的現狀,結合物聯網技術,以達到全方位的監控過程的企業生產管理和物流狀態跟蹤管理的整體目標,改善原系統的功能,實現物流和非現場物流操作和可視化智能管理,保證產品整個生命周期的質量,具體有以下改進目標:


  ①. 將物流配送系統與物聯網技術相結合,對廠內、廠外物流進行實時、全方位的跟蹤和管理,確保物流通關,加強運輸過程中的產品質量監督;


  ②. 應用物聯網技術的流水線車間,替換原來的條碼技術與射頻識別技術,擺脫手工操作模式,實現生產線的智能數據采集和實時監控和可視化的在制品的數量,減少人工的成本管理,提高生產效率;


  ③改進報警系統。在原有關機管理的基礎上,通過物聯網將實時數據傳輸到MES信息中心,對系統進行開發設計,并進行遠程監控,顯示報警的具體站位,記錄報警的歷史數據。


  ④. 基于信息化的實施,企業可以根據用戶需求通過簽訂協議的數據傳輸技術物聯網進行遠程監控的產品,以便隨時發現問題和解決問題,從而確保產品的整個生命周期的質量。


  3.基于物聯網技術的系統硬件架構


  根據MES系統和物流配送管理的現狀,在原有系統的基礎上,充分利用物聯網的技術優勢,建立了具有網絡化技術的柔性MES指揮中心。裝配工廠的生產現場配備了攝像頭,并使用先進的GPS和衛星系統來實現系統的整體功能。


  4.系統體系結構


  制造執行系統和物聯網技術采用統一的系統接口,實現數據和信息的互聯。根據ISO定義的MES功能層次模型,MES軟件體系結構分為數據采集層、數據集成平臺層和應用層三種功能模式。首先,MES數據采集層利用物聯網技術感知層的識別感知技術獲取車間實時數據,并通過MES數據集成平臺進行智能計算處理和管理。然后借助物聯網的網絡層,實現決策層傳輸的數據傳輸和應用。最后,通過在后臺存儲信息,通過數據交換實現實時信息共享。數據是物聯網和MES的綜合媒介。物聯網技術是系統實現在線監控和實時監控的手段和支撐力量,制造執行系統是整個系統的核心力量。


  5.系統功能結構


  結合RFID技術、物聯網數據傳輸和智能處理技術,在掌握系統總體目標的前提下,將物聯網與MES進行整合,對企業MES功能進行補充和完善。組裝工廠MES系統基于物聯網技術的系統的功能模塊管理、生產計劃管理、主機、跟蹤管理、生產裝配指令,沉重的檔案管理,停止線,領導生產看板管理、報告管理、物流管理、生產線運行狀態監測、預防、報警和遠程監控模塊,應用于拖拉機產品全生命周期管理。


  6.系統數據庫


  分析了系統設計的總體目標,確定了系統的改進方案,建立了系統數據庫。然后設計數據表,包括產品基本情況表、材料主數據表、重件配置表、銷售代碼、裝配配置表、子裝配生產表、最終裝配線生產表、主要機構重件裝配文件表等。


  7.MES系統改進功能模塊設計


  為了實現企業的全面監控和管理,結合制造執行系統基于物聯網技術的改進,添加到原來的系統功能模塊,增加了系統管理模塊、物流配送管理模塊,生產線,實時運行狀態監控模塊、預防、報警命令和遠程監控模塊。


  8.系統管理模塊


  系統管理模塊是整個企業系統的基礎數據部分。可以對系統相關基本信息進行設置、模型配置管理、系統密鑰操作日志管理、系統和數據庫備份、恢復管理等工作。根據規范的信息對象,虛擬化整個裝配車間,建立基于產品、裝配設備單元和生產路徑的生產流程,并提供與各種外部系統的連接。


  9.物流配送管理模塊


  該模塊實現了運輸車輛運行路線、運行位置和運行狀態的動態監控,不僅實現了廠內物流和廠外物流的可視化,而且保證了貨物的安全。


  物流配送功能主要是依靠GPS實現首先在物流運輸車輛前后攝像頭設備,分別由定居在攝像機前面收集交通數據和道路條件,通過全球定位系統GPS終端傳輸數據到MES指揮中心服務器,在大銀幕上,前面的道路和準確的交通信息,然后,基于電子地圖的配置等基本信息和車輛旅行時間的歷史數據庫,數據通過物聯網技術將融合形成準確的交通數據,然后計算和預測將根據交通管理軟件的處理模式。最后,汽車導航設備和其他通信媒體將用于發布實時路況車輛司機,那司機可以選擇正確的運輸路線,為了避免高峰和糟糕的道路,減少貨物的運輸時間,從而確保貨物的運輸質量。


  此外,MES可以通過攝像頭在后面指揮中心的車輛在任何時間檢查貨物的狀態,如果有任何產品轉變,損壞或被盜,等等等等,由GPS定位終端將信息立即MES指揮中心,和振動報警指揮系統,基于呼叫中心服務器,及時通知運輸車輛的司機停車檢查,這樣不但保證零件的質量,還可以防止增加物流成本。此外,如果銷售部門已經通知客戶交貨,但客戶還沒有收到貨物,MES指揮中心可以直觀地展示車輛的當前位置和其他信息給客戶通過電子地圖,和客戶也可以調用系統中監控車輛的歷史信息。


  10.生產線運行狀態實時監控模塊


  實時運行狀態監控生產線主要依靠實時視頻采集設備,該設備應安裝在每個車間都可以360°旋轉視頻采集設備,實時監控每個軸承的裝配車間,MES指揮中心的更新每隔5 s圖片展示,并通過調度中心監控系統的人機界面,PLC系統的現場實時信號,動態顯示當前狀態的行每一個機會。


  11.防報警指令及遠程監控模塊


  基于物聯網技術的報警是命令模塊的功能:停止線的原始的基礎上管理的因素,會影響正常生產的特定信息數據庫,然后根據客戶的需求,與客戶簽署了一項協議,并通過無線通信線路與客戶建立產品售后服務遠程監控,利用物聯網的大規模數據處理技術,組裝生產線診斷,及時發現問題,管理和安排相應的專業人員,防止因重復錯誤而無法彌補的損失。


  12.結論


  物聯網技術的有機結合和MES系統設計起著推動的作用,為企業加快信息化建設的步伐,提高產品質量和生產制造過程的平滑度,同時也為企業提供了一個有力的保障,以提高它們的競爭力。作者通過分析現有拖拉機組裝工廠MES系統的研究,提出了改善項目的制造執行系統基于物聯網技術,和改善原始MES系統的功能,為企業物流和細線的實時監控、報警系統是不完美的和交互式的信息提供了一個有效的解決問題,如不及時,彌補了企業制造執行系統中實時監控和管理的不足,對提高企業生產控制和管理的效率具有一定的現實意義。

       

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