制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingE xecutionS ystem雪隧，MES)的概念形成于20世紀(jì)80年代末档价，90年代逐步完善并得到迅速發(fā)展熟央。美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR將MES定義為：“位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”，它為計(jì)劃的執(zhí)行而跟蹤所有資源(人鹅址、設(shè)備裤困、物料)的當(dāng)前狀態(tài)。本文結(jié)合大型汽車變速箱裝配線MES系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)踐妨谦，對MES系統(tǒng)的體系巡雄、功能結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹。

一 裝配生產(chǎn)線配置分析

裝配生產(chǎn)車間的設(shè)備系統(tǒng)主要包括以下四類：裝配生產(chǎn)線显而、裝配線料架夹宏、物料倉庫和送料系統(tǒng)。

根據(jù)企業(yè)確定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)楷芝，追蹤當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢檩耕，建設(shè)一個(gè)自動化程度高的裝配生產(chǎn)車間，相關(guān)設(shè)備選用了先進(jìn)的裝配生產(chǎn)線裕砖、智能料架蜒鸣、智能立體倉庫和智能送料小車，并通過制造執(zhí)行系統(tǒng)將各類設(shè)備和系統(tǒng)有機(jī)地集成起來鸵隧，達(dá)到生產(chǎn)過程的高度自動化绸罗。

1 裝配生產(chǎn)線

包括流水線裝配小車、裝配工具和設(shè)備，裝配小車采用新型的軌道導(dǎo)向小車(Rail Guided Vehicles珊蟀， RGV)和自動導(dǎo)向小車(Automatic Guided Vehicles菊值， AGV)，取代配置相對復(fù)雜而且機(jī)動性差的輸送機(jī)系統(tǒng)系洛。

2 裝配線料架

采用智能料架管理俊性，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工位主要零部件的上料略步、用料描扯、存儲的自動計(jì)數(shù)等功能，以便于物料的申請與配送趟薄，提高供料自動化程度绽诚。

3 零部件倉庫

存放零部件的堆場有：主倉庫、部件裝配車間杭煎、自制件倉庫等恩够。其中，主倉庫采用智能化的立體倉庫枝徙，實(shí)現(xiàn)自動化出料檬撒。

4 物料配送系統(tǒng)

采用激光導(dǎo)向小車(Laser Guided Vehicles，LGV)進(jìn)行物料配送饺焕。激光導(dǎo)引方式與電磁促军、光學(xué)、慣性導(dǎo)引方式相比什氮，具有停止精度高等灾，自主性強(qiáng)，智能化程度高舟道，適應(yīng)性莫金、靈活性強(qiáng)，路徑的擴(kuò)充和更改更為方便遍沟，安裝成本低洽咬，運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

二 裝配生產(chǎn)物流倚务、數(shù)據(jù)流分析

1 系統(tǒng)主要物流

為了設(shè)計(jì)出合理的MES系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)橙围，需要分析裝配車間物流變化，主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

1)制訂裝配生產(chǎn)計(jì)劃：計(jì)劃部門根據(jù)市場需求等情況制訂裝配計(jì)劃节猿。

2)倉庫進(jìn)貨票从、備料：為保證裝配計(jì)劃的實(shí)施，采購部門采購零部件并進(jìn)貨人庫滨嘱。

3)倉庫出料：按裝配生產(chǎn)任務(wù)峰鄙，從智能倉庫中以一定的節(jié)奏出料到配送中心。

4)小車送料：運(yùn)料LGV小車將零部件從配送中心運(yùn)到相應(yīng)裝配工位，上料架吟榴。

5)工位裝配：各個(gè)工位按裝配工藝將相應(yīng)零部件進(jìn)行裝配魁蒜。

6)下線入庫：完成裝配并經(jīng)檢測的產(chǎn)品下線，入成品緩存區(qū)吩翻。

7)銷售出庫：按生產(chǎn)訂單兜看，將相關(guān)的成品出庫運(yùn)出生產(chǎn)車間。

2狭瞎、系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)處理流程與物流對應(yīng)的主要數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示

三细移、 MES系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

MES是用來輔助生產(chǎn)管理人員收集現(xiàn)場資料，并控制現(xiàn)場制造流程的應(yīng)用軟件熊锭，是企業(yè)改善制造流程弧轧、提高生產(chǎn)效益的工具。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則

為搞好MES系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)俯态，確定下列設(shè)計(jì)基本原則：

1)以最大限度符合用戶需求為目標(biāo)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)中跃览，充分了解用戶需求，掌握系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程與各項(xiàng)資源;

2)樹立全局觀點(diǎn)玻桶，局部適應(yīng)總體昧挚，注重系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性;

3)注意系統(tǒng)安全性和可靠性;

4)注意系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，預(yù)留相關(guān)系統(tǒng)接口;

5)不盲目追求新技術(shù)假盼，盡量做到實(shí)用：一個(gè)好的系統(tǒng)首先應(yīng)該是一個(gè)可用的系統(tǒng);

6)用戶操作界面友好肢糜，直觀明了，操作簡便乌烫。

2 軟件功能模塊

MES主要有以下幾大功能练歇，與企業(yè)的其它各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系如圖2所示。

3 軟件功能簡述

1)裝配計(jì)劃管理：包括總成年度忍症、月度蔑枣、三日滾動和當(dāng)日裝配計(jì)劃的編制和調(diào)整;總成三日滾動、當(dāng)日裝配計(jì)劃下達(dá)稽及、執(zhí)行和計(jì)劃進(jìn)度跟蹤仿吞。裝配計(jì)劃與ERP系統(tǒng)等的接口。

2)裝配工藝管理：包括裝配生產(chǎn)線的各個(gè)工位的工序捡偏、裝配的零部件唤冈、裝配時(shí)間等的管理，以及裝配工藝改進(jìn)银伟、工位裝配工藝瀏覽人機(jī)界面你虹。

3)物料配送管理：根據(jù)總成當(dāng)日裝配計(jì)劃、工位智能料架記錄合理配送各個(gè)工位料架的物料彤避，并提供物料消耗情況及配送批次跟蹤傅物。

4)質(zhì)量在線管理：根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)夯辖，對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動判斷，超標(biāo)情況進(jìn)行報(bào)警董饰，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量在線控制和統(tǒng)計(jì)分析蒿褂。

5)設(shè)備維護(hù)管理：裝配車間設(shè)備運(yùn)行和維修記錄管理;包括設(shè)備故障信息、設(shè)備例行檢修項(xiàng)目和設(shè)備的定期例行檢修(維護(hù)卒暂、保養(yǎng)啄栓、點(diǎn)檢和潤滑計(jì)劃管理)和生成維修備件領(lǐng)料單和清單。

6)車間考核和管理：根據(jù)裝配追蹤過程記錄的信息乏根，對每個(gè)工位卜判、每個(gè)工人、每個(gè)工班進(jìn)行考核(質(zhì)量韧似、消耗落寡、產(chǎn)量成止、設(shè)備)浊笤。

7)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析：根據(jù)裝配追蹤過程記錄的信息，生成裝配車間的各種統(tǒng)計(jì)資料揣蒿，如班報(bào)秋胚、日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)等刨德。計(jì)劃完成情況弊刁，裝配領(lǐng)料與裝配成品用料統(tǒng)計(jì)比較。

8)裝配過程監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)對裝配線各工位汰日、工序裝配信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控鞋族、裝配車間設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、裝配車間設(shè)備報(bào)警控制挂捅，并通過LED大屏幕顯示實(shí)時(shí)控制信息芹助。這些信息作為質(zhì)量檔案予以保存。

9)數(shù)據(jù)采集和接口：裝配車間各特殊工位的專用設(shè)備(壓裝機(jī)闲先、翻轉(zhuǎn)機(jī)状土、擰緊機(jī))控制，以滿足相應(yīng)工位的特殊裝配工藝要求;通過PLC控制總站采集現(xiàn)場專用設(shè)備(壓裝機(jī)伺糠、電動擰緊機(jī)蒙谓、間隙測量機(jī)、密封測試機(jī))運(yùn)行狀態(tài)训桶。負(fù)責(zé)總裝累驮、分裝料架儲料實(shí)時(shí)參數(shù)采集。

10)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理：包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹舵揭、裝配工藝控制參數(shù)谤专、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)灶挟、設(shè)備基本信息、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)毒租，以及維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目信息維護(hù)和查詢稚铣。

四 MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

MES系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)相混合的方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示凳渗。

一部分查詢秽擦、瀏覽和工位操作功能采用B/S方式實(shí)現(xiàn)，如工位工業(yè)平板機(jī)上的工藝瀏覽功能等;其它功能大多采用C/S方式實(shí)現(xiàn)呢呕。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理资汛，接受WEB服務(wù)器的數(shù)據(jù)請求，發(fā)送數(shù)據(jù)給應(yīng)用程序框碾。Intranet用戶通過訪問Web服務(wù)器來獲得處理界面呼雨。在工作站上用瀏覽器進(jìn)行瀏覽，在Web服務(wù)器上采用ASPAET程序?qū)蛻粢筮M(jìn)行響應(yīng)馋首，根據(jù)客戶要求從數(shù)據(jù)庫中查找數(shù)據(jù)返回客戶端凑魔。

2 開發(fā)平臺

操作系統(tǒng)、服務(wù)器端采用 Windows2003 Server鳞皂，

客戶端采用 Windows 2003 Professional壶碴，

數(shù)據(jù)庫采用 Microsoft SQL Server2000，

程序設(shè)計(jì)采用 BorlandC++ Builder愧增，(暫不可見)撼予，

網(wǎng)絡(luò)平臺采用 Visual (暫不可見)2003 Enterprise，

系統(tǒng)所使用的設(shè)備主要包括以下幾種：

服務(wù)器： IBM Xseries3 458 670-LID

工作站： P4

2.8G/512M/80G

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)： 研華IPC-610

工業(yè)平板機(jī)： 研華TPC-1260T

五 結(jié)束語

MES系統(tǒng)是建立在裝配車間生產(chǎn)線各種機(jī)械悟民、電子設(shè)備基礎(chǔ)上的坝辫，必然要受到這些設(shè)備的制約，設(shè)備的自動化程度在一定程度上決定了MES系統(tǒng)功能射亏。MES系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)施近忙，是企業(yè)優(yōu)化制造流程、進(jìn)行技術(shù)改造鸦泳、促進(jìn)生產(chǎn)和管理的一個(gè)重要手段银锻。

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