食品加工企業(yè)產(chǎn)品所含成份十分復雜惧仪，其有效成份的分析與定量也非常困難，相同的原材料因產(chǎn)地不同蹲楷、采收季節(jié)不同蠕艳、生產(chǎn)工藝參數(shù)控制水平不同而導致產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差。食品原料及生產(chǎn)過程的質(zhì)量安全控制是整個食品企業(yè)提供安全放心產(chǎn)品的關鍵所在茬蒿，要保持產(chǎn)品質(zhì)量的均一性磺则、穩(wěn)定性，除原材料的采收要穩(wěn)定外附扭，還必須保障生產(chǎn)過程控制的穩(wěn)定性牧俩。目前，自動化信息技術（MES）已廣泛應用于各類食品的生產(chǎn)過程中叔寓，從而減少人為操作過程中出現(xiàn)的差異性妨迈。實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、生產(chǎn)監(jiān)控的可視化穷窃、過程控制優(yōu)化以及管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的集成技術等呈枉，保障產(chǎn)品質(zhì)量。
        食品制造業(yè)現(xiàn)代化是將傳統(tǒng)食品生產(chǎn)的優(yōu)勢埃碱、特色與現(xiàn)代科學技術相結合猖辫，以適應當代社會發(fā)展需求的過程。因此本文設計了符合食品質(zhì)量安全要求的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一套涉及面廣啃憎，并且業(yè)務非常復雜的系統(tǒng)芝囤，涉及的數(shù)據(jù)源很廣，包括生產(chǎn)過程控制信息荧飞、生產(chǎn)過程質(zhì)量信息凡人、生產(chǎn)倉庫信息生產(chǎn)維護信息、生產(chǎn)管理信息叹阔，因此它可實現(xiàn)多元異構系統(tǒng)的集成挠轴。
食品制造業(yè)MES 系統(tǒng)建設的需求
        由于MES 處于企業(yè)的計劃執(zhí)行層，從MRPII/ERP 層接受計劃指令耳幢，并向MRPII/ERP 反饋信息岸晦。因此，MES 需要與MRPII/ERP 建立緊密的信息集成痪僵。
        在生產(chǎn)計劃方式方面螃浑，企業(yè)根據(jù)市場的需求進行組織生產(chǎn)。但一般情況下暮诫，特別是對市場需求量大的產(chǎn)品诵城，是“以產(chǎn)促銷”——通過大批量生產(chǎn)，降低成本参唆，提高競爭力慷组。因此，企業(yè)生產(chǎn)計劃的依據(jù)主要是市場預測躯殷。
        在成本核算方式方面溢棱，計算產(chǎn)品成本一般采用平行結轉法，在其成本組成中独府，生產(chǎn)成本中占比例最大的是原材料吩伊。通常，原材料占產(chǎn)品成本的較大婆沟，人工成本所占比例較小便螟，還有其他為分攤成本。
        在作業(yè)計劃調(diào)度方面唠摹，企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)計劃調(diào)度爆捞，需要根據(jù)市場情況、設備能力跃闹、均衡生產(chǎn)等方面進行調(diào)度。這種調(diào)度毛好，是基于有限能力的調(diào)度并通過考慮生產(chǎn)中的交錯望艺、重疊和并行操作來準確地計算工序的開工時間、完工時間、準備時間找默、排隊時間以及移動時間艇劫。通過良好的作業(yè)順序，可以明顯地提高生產(chǎn)效率惩激。
        在數(shù)據(jù)采集方面店煞，由于單機設備自動化程度較高，設備控制級大量采用DCS风钻、PLC顷蟀。在檢測驅(qū)動方面，各種智能儀表缎选、數(shù)字傳感器已普遍應用展管；過程控制則廣泛采用以小型機為主的自動控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的“計否胜、電瓣老、儀”分工界限已不再明顯，計算機技術的應用已深入各個領域忽愧。這些自動化設備崇已，能自動準確記錄各種生產(chǎn)現(xiàn)場信息。對于MES 而言脑苫，重點在于系統(tǒng)構建的時候與這些自動化設備做好數(shù)據(jù)接口贱起。
        在作業(yè)指令的下達方面，食品制造行業(yè)的MES中肝慕，通過下達作業(yè)指令以及PDI（Panel Data Interface椭皿，面板數(shù)據(jù)接口）數(shù)據(jù)，將作業(yè)指令轉化為各個機組及設備的操作指令和各種基礎自動化設備的控制參數(shù)（例如PID 控制參數(shù)——Proportional Integral Derivative孟景，比例積分微分控制）刻渔，并下達給相應的PCS 系統(tǒng)（Production Control System，生產(chǎn)控制系統(tǒng)）让腹。反沖處理方面远剩，生產(chǎn)的完工上報，廣泛采用反沖處理骇窍。一般在工藝流程的最后設置完工上報點瓜晤，而對前面工序流程實行反沖處理，如人工工時反沖腹纳、設備工時反沖痢掠、物料反沖，從而對在制品和成本進行跟蹤嘲恍。

        在設備管理方面足画，在流水線生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)線上的設備維護特別重要，每臺設備都是關鍵設備淹辞，不能發(fā)生故障医舆，一臺設備的故障會導致整個工藝流程的終止。

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        在庫房物料管理方面象缀，由于食品的特殊性彪饺，一般需對半成品設有相應的庫房，各工序根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計劃以及配套清單分別進行領料促弯。
        在質(zhì)量管理方面通冕，質(zhì)量檢驗和管理相當重要，根據(jù)原材料性質(zhì)采用近紅外技術,對生產(chǎn)批號產(chǎn)品進行各工序上的在線檢測,并通過MES系統(tǒng)反饋到控制平臺,從而確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和均一性范般。
        當然驹莽，在每個企業(yè)的情況不同，MES 的應用還存在一些差別钟展，仍然需要根據(jù)各自特點進行綜合分析烙巩。
精誠軟件食品制造企業(yè)MES 系統(tǒng)設計
        食品質(zhì)量安全監(jiān)督管理有力的促進了食品加工企業(yè)向現(xiàn)代化、規(guī)范化肢钙、標準化發(fā)展距堂。針對食品制造企業(yè)MES 系統(tǒng)設計的需求，我們設計了符合食品行業(yè)質(zhì)量安全標準的生產(chǎn)過程的MES 控制系統(tǒng)遍削，如圖1 所示吹夏。通過建立公司生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)控制網(wǎng)，收集各個裝置及各個部門的情況子擅，利用集成的各種資料弟孟，進行生產(chǎn)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)計样悟、分析拂募、優(yōu)化，實現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)和優(yōu)化操作的目標窟她。建立符合食品企業(yè)安全生產(chǎn)管理規(guī)范的先進MES 系統(tǒng)陈症，達到穩(wěn)定生產(chǎn)、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量震糖、降低消耗录肯、降低成本、獲取最大的經(jīng)濟效益吊说。

圖1 食品生產(chǎn)過程符合標準的EAS-MES 系統(tǒng)總體架構

        （1）建立食品生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)庫與過程監(jiān)控平臺
        通過利用實時數(shù)據(jù)庫軟件建立食品生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與過程監(jiān)控平臺论咏，實時數(shù)據(jù)庫是為流程工業(yè)企業(yè)提供了統(tǒng)一而完整的實時數(shù)據(jù)采集、存儲颁井、監(jiān)視和Web 瀏覽功能厅贪，提供了API穿剖、OPC 等多種數(shù)據(jù)服務方式，在生產(chǎn)控制層（DCS/PLC 等)與生產(chǎn)泛汁、經(jīng)營管理層之間建立了實時的數(shù)據(jù)連接，圖2 所示的是實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)層次結構陶焙。

圖2 實時數(shù)據(jù)庫的實時數(shù)據(jù)層次結構

        （2）食品制造企業(yè)生產(chǎn)全自動化集成寿经。通過對食品生產(chǎn)全過程中的所有設備、生產(chǎn)線听量、物料輸送系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行深入開發(fā)剖坟，建立符合食品制造企業(yè)生產(chǎn)全集成自動化的方法。
        （3）各控制系統(tǒng)接口連接榕暴。需設計一種能使各子控制系統(tǒng)與總控制系統(tǒng)實現(xiàn)互相通信的接口绪桑，實現(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián)。
        （4）大多食品生產(chǎn)企業(yè)上下游產(chǎn)品的生產(chǎn)分布在不同區(qū)域飘具，而且不同時期采用了不同的控制系統(tǒng)猴试，我們將研究如何實現(xiàn)各個區(qū)域的生產(chǎn)控制系統(tǒng)的互聯(lián)。此外载易，生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣粒惜，因此對控制系統(tǒng)和通信的可靠性提出了較高的要求。需解決系統(tǒng)的網(wǎng)絡化和通信的可靠性等關鍵技術颈墅。
        （5）構建食品制造企業(yè)生產(chǎn)全集成自動化模式蜡镶。針對食品制造企業(yè)生產(chǎn)中的各控制系統(tǒng)，構建合適的生產(chǎn)全集成自動化模式恤筛。
        （6）系統(tǒng)集成：由于各車間的工作任務都不一樣官还，其采用的控制系統(tǒng)和模式也就不一樣。而要實現(xiàn)企業(yè)的全集成自動化毒坛，就必須把各個子系統(tǒng)集成起來望伦。需解決不同控制系統(tǒng)的集成關鍵技術。

圖3 食品制造企業(yè)生產(chǎn)全集成自動化模型

        （7）研究基于多智能體的食品制造企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)綜合集成框架應用模型粘驰。研究支持開放標準（Agent屡谐，RosettaNet，SOA蝌数，Webservices愕掏，SOAP，WSDL 等）的食品制造企業(yè)企業(yè)級服務總線顶伞，從而實現(xiàn)系統(tǒng)之間信息交換和業(yè)務協(xié)同饵撑。生產(chǎn)管理系統(tǒng)通過信息集成技術，把食品企業(yè)生產(chǎn)運作中涉及的管理唆貌、生產(chǎn)子系統(tǒng)的功能單元連接為一個整體拙故，在動態(tài)變化的原料和產(chǎn)品市場等條件下窃德，通過功能單元建立信息集成與任務集成，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運作亮倍、物流整體優(yōu)化忆颇。
總結
        解決食品制造企業(yè)生產(chǎn)工藝、自動化設備和信息化技術水平偏低的問題是一個系統(tǒng)工程纠惧。本文詳細分析了食品制造企業(yè)MES 系統(tǒng)建設的需求卿截，并提出了食品制造企業(yè)MES 系統(tǒng)的詳細設計方案，基于食品生產(chǎn)過程中原料/中間產(chǎn)品/產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測赛虽、生產(chǎn)線用自動化物流裝備以及自動化生產(chǎn)裝備等硬件環(huán)境研究獲得突破等拨蓖，在生產(chǎn)管理軟件平臺方面，通過配方優(yōu)化刺泌、物流跟蹤照旺、績效評估、生產(chǎn)可視化及輔助決策等業(yè)務功能的研究與開發(fā)男枝，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中海量信息進行集成酝浦、監(jiān)控、統(tǒng)計场刑、分析與優(yōu)化的綜合應用料睛。硬件環(huán)境是基礎，軟件是硬件傳感信息的上層應用摇邦，兩者之間是相輔相成的關系恤煞。
        同時，精誠軟件公司在實現(xiàn)食品制造企業(yè)生產(chǎn)設備施籍、生產(chǎn)線自動化的基礎上居扒，研究企業(yè)生產(chǎn)全集成自動化方法與模式、控制系統(tǒng)接口技術丑慎、網(wǎng)絡建立及可靠性關鍵技術和系統(tǒng)集成關鍵技術喜喂，構建食品制造企業(yè)生產(chǎn)全集成自動化。提出的基于多智能體的食品企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的集成框架及其各單元的組成結構模型對食品企業(yè)生產(chǎn)運作系統(tǒng)具有很好的靈活性竿裂、穩(wěn)定性和可擴充性玉吁，實現(xiàn)了系統(tǒng)的綜合集成和整體優(yōu)化。

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