導讀： 當前電力設備制造業(yè)面臨市場(chǎng)的激烈競爭，改變了從前以計劃為主的生產(chǎn)方式，改為以客戶(hù)需求為中心來(lái)指導生產(chǎn)，企業(yè)按客戶(hù)訂單來(lái)安排生產(chǎn)計劃。在這種情況下，將MES引入電力設備制造業(yè)具有重要的意義。

　　1、課題研究的意義

　　當前電力設備制造業(yè)面臨市場(chǎng)的激烈競爭，改變了從前以計劃為主的生產(chǎn)方式，改為以客戶(hù)需求為中心來(lái)指導生產(chǎn)，企業(yè)按客戶(hù)訂單來(lái)安排生產(chǎn)計劃。在這種情況下，將MES引入電力設備制造業(yè)具有重要的意義：

　　(1)電力設備制造業(yè)企業(yè)的運營(yíng)部門(mén)能夠了解車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)的情況，實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)線(xiàn)的數據。生產(chǎn)過(guò)程發(fā)生任何異常問(wèn)題如：生產(chǎn)物料缺失、人員怠工、設備故障、質(zhì)量問(wèn)題等，管理層將能夠實(shí)時(shí)獲取異常狀況，并在第一時(shí)間針對異常進(jìn)行處理。這樣確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，并提高原材料、設備、人員利用率，從而大大減低生產(chǎn)成本。

　　(2)可以使銷(xiāo)售部門(mén)實(shí)時(shí)了解車(chē)間生產(chǎn)狀況，讓客戶(hù)實(shí)時(shí)了解訂單的進(jìn)度。利用MES系統海量數據統計，方便銷(xiāo)售團隊更準確預測市場(chǎng)從而可以更針對性制定銷(xiāo)售計劃。

　　(3)對生產(chǎn)過(guò)程的電力設備進(jìn)行集成管理，通過(guò)系統自動(dòng)控制電力設備，從而提升生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化水平。

　　(4)可以實(shí)現文檔管理、人員管理、生產(chǎn)過(guò)程與產(chǎn)品管理信息化。集中各方面數據統一管理，避免信息孤島發(fā)生。

　　2、系統設計原則

　　制造執行系統開(kāi)發(fā)的最終目的是使系統應用到實(shí)際的生產(chǎn)管理中去，使其服務(wù)于生產(chǎn)、方便管理，使全廠(chǎng)的生產(chǎn)在信息化管理的方式下更加趨于合理化，最終提高整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，在系統設計階段應遵循以下原則：

　　2.1、易用性原則

　　MES系統是為解決當前生產(chǎn)管理中存在的問(wèn)題而開(kāi)發(fā)實(shí)施的一個(gè)應用系統。不同行業(yè)之間的MES存在著(zhù)很大的差距，因此能否很好的滿(mǎn)足生產(chǎn)業(yè)務(wù)的需要、充分解決工作中的實(shí)際問(wèn)題，取得高投資回報是檢驗系統質(zhì)量的主要因素。電力設備制造企業(yè)MES系統是用于生產(chǎn)車(chē)間層面的一個(gè)執行系統，它面對的用戶(hù)主要是在車(chē)間作業(yè)的操作者。這些操作普的特點(diǎn)是普遍受教育程度比較低、對電腦應用不是太熟悉，如果設計出來(lái)的系統讓使用者感覺(jué)到難用，他們不會(huì )積極地使用系統。這將導致使用者對日常系統數據維護產(chǎn)生反感甚至將導致系統被棄用的風(fēng)險。因此這個(gè)MES系統的設計應該遵循易用性的原則。

　　2.2、系統先進(jìn)性

　　系統的設計應該使用當前IT流行以及當前業(yè)界認可的先進(jìn)技術(shù)。本電力設備制造金業(yè)MES系統以.NET為平臺，利用WCF-Windows Comnlunkation Framework技術(shù)使前端與后臺可以進(jìn)行有效數據通訊，后臺使用微軟的SQL Server 2008作為數據庫存儲、系統提供大量的對象模型、屬性、事件充分滿(mǎn)足客戶(hù)定制功能模塊的無(wú)縫集成。

　　2.3、系統開(kāi)放性

　　電力設備制造企業(yè)MES將面臨ERP、PDM以及諸多現場(chǎng)設備的集成，因此平臺開(kāi)放性尤其重要。本系統提供豐富的接口集成如SAP，Access，PLC，Modbus，Modhus TCP，RS232/RS485等常用接口方式。

　　2.4、數據可靠性和完整性

　　本采用目前業(yè)界廣泛應用的企業(yè)級事物管理框架。無(wú)論業(yè)務(wù)怎樣復雜，數據的準確性和一致性均可得到保證。系統采取其獨特的歷史數據信息流技術(shù)，對某特定生產(chǎn)事件的數據記錄集合采取緩存、填充、完成、更新等一系列處理，可以保證大滯后的數據，如遠程數據和質(zhì)量數據等能確保數據完整性且集成到正確的生產(chǎn)數據集合中。

　　3、需求分析

　　本文以某電力設備制造廠(chǎng)為依托，對其生產(chǎn)現狀進(jìn)行需求分析，設計并實(shí)現與該廠(chǎng)運作相符合的制造執行系統。

　　3.1、生產(chǎn)線(xiàn)簡(jiǎn)介

　　某公司斷路器生產(chǎn)線(xiàn)是一條由國外知名廠(chǎng)家以及國內專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家共同開(kāi)發(fā)的先進(jìn)的斷路器生產(chǎn)線(xiàn)。最高年產(chǎn)能可達到6萬(wàn)臺，并且還具有擴張到年產(chǎn)8萬(wàn)臺的能力，滿(mǎn)足用戶(hù)和日益增長(cháng)的市場(chǎng)需求。

　　整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)主要由控制系統、電動(dòng)滾筒傳送線(xiàn)、專(zhuān)用夾具、移栽小車(chē)、提升機、空板返回線(xiàn)等組成一個(gè)整體?？刂葡到y采用現場(chǎng)總線(xiàn)及PLC進(jìn)行自動(dòng)化控制，包括了生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)控制系統和產(chǎn)品流程控制兩部分，實(shí)現了生產(chǎn)線(xiàn)的設備和產(chǎn)品流程的自動(dòng)化。極大地減輕了勞動(dòng)強度、簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程、提高了生產(chǎn)線(xiàn)的運行效率。具有自動(dòng)化程度高、可靠性和安全性好等特點(diǎn)。自動(dòng)專(zhuān)用裝配、檢驗夾具及德國進(jìn)口的斷路器測試設備確保輸出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

　　3.2、車(chē)間布局

　　某公司當前舍有12kV斷路器生產(chǎn)線(xiàn)3條，40kV與KAT斷路器生產(chǎn)線(xiàn)給一條、從左向右排列：前面三條為12kV斷路器生產(chǎn)線(xiàn)，然后為40kV斷路器生產(chǎn)、KAT斷路器生產(chǎn)線(xiàn)。

　　4、系統物理結構

　　由于計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展以及一些地理上分散經(jīng)營(yíng)的商業(yè)集團、公司對數據庫應用的要求，數據庫管理系統的運行環(huán)境從單機擴辰到網(wǎng)絡(luò )，對數據的處理由集中式走向分布式。分布式的含義主要體現在三點(diǎn)：處理的分布、數據的分布和功能的分布。分布式環(huán)境要求企業(yè)信息系統采用具備分布處理信息功能的結構?？蛻?hù)端/服務(wù)器結構便是這樣一種數據庫體系結構?？蛻?hù)機/服務(wù)器結構由客戶(hù)端和服務(wù)器組成?？蛻?hù)端完成數據處理、數據表示、用戶(hù)接口等功能：服務(wù)器端完成DBMS的核心功能，包括對數據的處理和將結果返回到客戶(hù)端等。本系統物理結構如圖1所示。

　　5、系統的總體架構設計

　　針對系統需要與用戶(hù)交互較多而且多數用戶(hù)文化層次較低等的特點(diǎn)，從易用性、友好性等方面考慮，因此選用C/S模式、總體架構設計如圖1所示。從架構層次視角來(lái)看：在客戶(hù)端分三層分別為：客戶(hù)端UI層、客戶(hù)端邏輯處理層、底層IO接口：在服務(wù)器端也分三層：分別為遠程數據IO接口、服務(wù)器端業(yè)務(wù)邏輯層、數據訪(fǎng)問(wèn)層。通過(guò)WCF技術(shù)，客戶(hù)端可以調用服務(wù)器端所提供的服務(wù)。具體如圖2所示。

　　6、系統的功能設計

　　本系統的功能模塊由兩大部分組成，分別為生產(chǎn)控制管理模塊和報表查詢(xún)模塊。生產(chǎn)控制管理模塊又分為工單管理、在制品實(shí)時(shí)監控、質(zhì)量管理、流程管理、工藝文件管理、員工管理、圖紙查看七個(gè)功能模塊。報表查詢(xún)查詢(xún)子系統分為FPY報表、質(zhì)量缺陷統計報表、生產(chǎn)產(chǎn)能報表、工人產(chǎn)出報表、交貨周期報表五個(gè)功能模塊。各個(gè)模塊實(shí)現自己功能的同時(shí)相互關(guān)聯(lián)相互制約，本系統的功能結構框圖如圖3所示。

　　生產(chǎn)控制與管理模塊：

　　(1)工單管理模塊：可以把SAP里面已經(jīng)釋放的生產(chǎn)訂單下載到MES數據庫，然后在各個(gè)工位有序的顯示。

　　(2)在制品實(shí)時(shí)監控模塊：可以實(shí)時(shí)跟蹤在生產(chǎn)線(xiàn)上在制品的生產(chǎn)過(guò)程。

　　(3)質(zhì)量管理：對生產(chǎn)的各個(gè)工序的各種質(zhì)量等級標準進(jìn)行錄入，生成質(zhì)量等級列表。對各工序生產(chǎn)出的不舍格半成品或成品以及不舍格原因和解決辦法進(jìn)行錄入，生成故障診斷列表，供以后查詢(xún)參考，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　(4)流程管理：可以按設計好的產(chǎn)品工藝動(dòng)態(tài)設置產(chǎn)品的流程。

　　(5)工藝文件管理：可以針對產(chǎn)品類(lèi)型與生產(chǎn)工序進(jìn)行工藝文件的配置，方便工人在各自工序生產(chǎn)時(shí)查閱工藝文件，提高生產(chǎn)效率，以便實(shí)現車(chē)間的無(wú)紙化目標。

　　(6)用戶(hù)管理：可以對用戶(hù)的基本信息進(jìn)行管理，將用戶(hù)的登錄信息作成條碼，當用戶(hù)登錄系統時(shí)通過(guò)掃描條碼信息將可以方便登錄系統，省去繁瑣鍵盤(pán)錄入工作。系統通過(guò)角色設置權限。如系統管理員具有良好的管理權限，可以對本系統的所有用戶(hù)進(jìn)行管理，如添加用戶(hù)、刪除用戶(hù)、修用戶(hù)權限等：工頭具有超級用戶(hù)的權限，可以從SAP下載工單、更改工單優(yōu)先級、質(zhì)量缺陷原因配置維護等。

　　(7)圖紙查看：實(shí)現與Smarteam數據管理系統集成，在生產(chǎn)過(guò)程中可實(shí)時(shí)在線(xiàn)查看裝配零件的二維或三維圖紙。

　　7、系統分層設計

　　基于第5節系統的整體架構分析以及第6節功能設計分析，系統分層設計如圖4所示。系統按組件化的方式進(jìn)行設計，把功能相對對立的模塊包裝為組件。最后系統整體再由各組件統一拼裝而成。

　　8、總結

　　通過(guò)這套電力設備制造企業(yè)MES系統彌舍了企業(yè)計劃層和生產(chǎn)車(chē)間過(guò)程控制系統之間的間隙，幫助企業(yè)降低成本，按期交貨，提高產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量，使企業(yè)能在全球化的競爭中立于不敗之地。堅于筆者水平，本系統還存在諸多不足，比如SAP與MES數據同步性，系統性能等方面還有諸多要提高的地方。這將激勵我以后工作中不斷努力，積極尋找問(wèn)題解決辦法，希望再下一個(gè)項目中可以設計車(chē)更完善的系統。

　　來(lái)源： 國際工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng) 分享 加入自媒體糾錯訂閱