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亨通光导特棒MES系统模块研究及应用

2020/8/3    来源:互联网    作者:李天喜      
关键字:亨通光导特棒  MES  
随着当前社会经济的进步,MES系统作为各行业制造建设的重要环节,其对企业自动化智能工厂、智能车间的构建有着直接影响。比如亨通光导特棒工厂所采用MES系统模块,使其整体工厂工作运行效率、生产质量、生产效果较之传统工厂得以全面提升。

    MES系统主要是指制造执行系统,从现实角度出发来看其主要是自上世纪九十年代开始发展起来,利用执行系统来将工厂车间作业与现场控制进行连接,确保其整体生产效率和生产质量得以全面提升。而这个过程中现场控制则主要是指数据采集器、条形码、程序控制器、机械手等各种不同检测计量仪器,MES系统则通过设置必要接口并与厂商之间进行实时配合,来使整个工厂发展实效性充分得以体现。目前我国的MES系统主要是以管理系统的形式出现,其可直接面向制造企业和执行层,确保整个生产过程的直观信息化展现,尤其MES系统模块本身所具有的智能化、先进性特性,将其用于光导特棒产业时,所取得的效果极为明显,以亨通光导特棒为例,其能够为企业提供全面的计划排成管理、设备管理采购管理成本管理、生产控制、项目广告牌管理、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,确保相应光导特棒企业形成较为可靠、全面的制造协同管理平台。

一、MES系统模块概述

    结合实际来看MES系统模块本身所具有的一体化、多功能等应用特性较为明显,MES体系结构本身自发展以来便是呈现从T-MES向I-MES的发展趋势,即传统MES向智能MES发展趋势,其在上世纪末逐步在个别工厂制造车间应用后,整体系统框架模板也随之逐渐成型。

    后续MES逐步演变为专用MES系统模块和集成MES系统模块;其中专用的MES系统模块整体一体化特征较为突出,比如其针对各单一生产问题有着良好的适用性,类似制品库存过大问题、设备利用效率不高、制品质量不达标等,都可通过采用专用MES系统模块来进行实时解决;此期间利用专用MES系统模块可对设备质量保护、设备维护、作业纬度、物料管理等进行实时完善改进,尤其将其用特定生产环境中时,所取得效果较为显著;因此专用MES所具有的成本低经济性高、实施便捷等优势较为明显,但与此同时其可集成性和通用性较差的劣势也相对较为明显。

    而集成MES系统模块及针对特定行业的特定环境所进行设计的系统,其在当前过各工业领域已经得到广泛应用和拓展,其在功能上基本已经实现了与上层处理事务以及下层控制系统进行实时集成的功能,集成MES所具有的丰富应用功能特性就位明显,且还具备一定的统一逻辑数据和产品及工程模型等优势,因此将其应用至特定工厂车间环境中有着较为明显的优势;但与此同时其所具有的缺点即整体柔性相对较差,缺少广泛的集成能力和通用性,很难跟随业务过程发生变化而进行实时的、重新的配置。

    以亨通光导特棒MES系统模块应用为例,其主要是采取集成MES为基础进行系统模块构建,其系统架构主要如图1所示。

系统架构

图1 系统架构

    结合上图,亨通光导特棒MES系统架构主要是以可集成MES所构建,可集成MES作为AMR在发展和分析信息技术的方面和MES应用的前景之下提出来的又一技术理念,其可将消息机制、组件技术模块化应用到MES系统的开发中,它是两类传统的MES系统的结合。根据其系统架构来看,其在表现形式方面看,I-MES具有专业MES系统的特点,因此其可以实现上下两层的集成。与此同时此MES系统模块整体所具有的可扩展、可重构、客户化和互操作等等特性较为突出,最大限度实现了各个作业计划管理和车间现场管理的集成,确保整个系统操作便捷性和目的明确性充分得以展现。

二、MES系统模块设计

    以亨通光导特棒MES系统为例,亨通光导特棒工厂为新建工厂,其产品为光纤预制棒的上游,属于新兴的朝阳产业,在国内也无此先例。该工厂建厂初期就规划为全自动的无人干预的生产模式,为实现工厂的预期目标,对其进行MES模块设计,该项目遵循“总体规划、分步实施、效益驱动、持续发展”原则,逐步建立亨通光导MES系统,将使车间管理透明化,从基础数据维护、生产过程管控、质量管理及追溯、数据分析、终端应用,以及与SAP、WMS、设备接口,从原材料领料到成品生产完成、无死角监控,与其他管理系统的有效融合,并且伴随光导行业的发展,逐步提升亨通光导的车间管理水平,达到透明化的工厂,通过项目的实施为亨通光导数字化工厂。项目的应用范围:江苏亨通光导新材料有限公司特棒工厂计划物流部、生产车间和质保部。项目的功能范围:作业计划管理、车间现场管理、物料管理、工装设备管理、质量管理、工时管理和外围系统接口。

三、数据采集

    该项目从业务形态上来说不属于典型的离散制造,他有一点类似于装配行业,但是又有自己的特点。为了能实现全程的自动化控制、生产过程控制、全面质量可追溯,这就要求对于每一个单独个体都需要进行单独编码,然后全过程对该码进行跟踪。为此引入了一套集控系统用以数据采集,同时引入过点管控业务模型。在数据采集上引入集控系统,主要用以负责从专用激光二维码扫描枪、检测设备、生产设备、人员信息采集设备等生产设施上采集数据,并按规定的格式将数据实时传输给MES系统。由于集控系统采集的数量比较庞大,此时引入虚拟机技术建立多台虚拟机,分工段进行存储。然后MES系统通过集控系统IP用以区分是哪个工段的数据。

    此期间主要是通过基础数据管理模块来实现对整个数据采集的实时管理,比如对工厂建模信息数据采集管理、产品物料信息数据采集管理、工装设备信息数据采集管理、标准工艺路径信息数据采集管理、产品工艺路径信息采集管理等,使整个数据采集与业务系统连接时效性充分得以展现。与此同时需要注意的是基础数据一旦在采集完成经过分析传输至系统中时,一经录用便做固定设定,后续如果出现改动便会对相应系统原始历史业务数据关联信息造成影响,导致系统数据报错或报表错误等问题发生;而针对业务基础数据采集管理,则必须通过增量更新或采取时间原则来对其数据做实时生效制约,添加业务基础数据在录用后不能删除,因此此时其系统历史数据已经采用过相关业务基础数据,相应模块相关性便会随之出发,删除便会导致对应历史采集记录或报表信息出现错误。以此使整个系统数据采集管理的规范性、专业性、完善性、可靠性充分得到保障。

四、MES系统模块的实现

    注重其特别生产过程可从大的方向上分为前道工序、焊接工序、后道工序、测试工序等多个工段,而每一个工段除了可以单独进行加工外,还可以暂存一定数量的光棒,已达到柔性化生产的目的。在每一道工序内部又分为了若干步骤,而每一步骤又都需要进行控制和管控。为达此目的,首先对生产任务先分为一个大的工序,然后在每一工序内部又引入过点管控概念,每一个过点都可以存储自己的生产过程数据和检测数据,而每一个大的工序又可以关联到人员信息、设备信息等。

    实际实践期间严格按照此系统规范标准进行实时操作,根据亨通光导特棒MES系统,对整个工厂信息进行实时了解分析,先通过工厂建模数据即管理员在系统中配置出实体工厂的物理特征,按照相应系统管控规则,保障工厂编号与ERP系统编号的一致性,同时工厂信息必须在系统中予以有效展示,必须注意各级场所之间所属关系的准确性,避免实践期间数据权限无法正确区分而导致厂区业务无法连贯的状况发生;之后登陆操作界面,针对操作规范必须按照新增后分别录入工厂编号、工厂名称、工厂地址等。

    针对车间系统模块管控必须明确车间编码在MES系统中的标识性,之后结合系统登录界面做实时操作。系统管理员可直接登录至工作中心模块,对整个厂区车间进行实时管控,通过系统对各工序的实时展现,来使整个工厂车间生产效率能够得以有效提升;而车间计划员在施工该系统时,便可直接通过此系统功能模块来对工厂车间基础班组、人员信息进行实时整理、收录、分析、查验等,此期间其班组编号必须要与MES系统中保证编码形成对应唯一性,其界面操作规则主要按照新增后分别输入班组编号、班组名称、班组描述、班组备注等,同时建立班组、人员、工厂的对应关系,确保统一班组只能属于同一工厂,以此使整个车间人员组织安排工作专业性和合理性得到有效保障,使工厂车间工作人员的工作效率得到显著提升。系统管理员可对工艺参数信息做实时设定,其可通过该系统配置工艺参数物理特征,并建立与集中控制系统数据交换的统一接口规范,此期间相应工艺参数编号必须与在MES系统中呈现唯一性,而集中控制系统对应参数编码则必须遵循唯一编码原则以确保MES系统与集控系统数据交互的真实性和准确性。

    总体来看,通过该项目帮助企业打通企业经营主流程,及时将生产计划转化为生产作业计划并和现场作业精密结合的全过程统一管理,确保订单按质、按期完成,一致和准确,实现原材料入库,生产领用,生产加工,组装物料和质量的一体化追溯,并提高整个生产经营系统的运作效率。

五、结论

    通过对亨通光导特棒MES系统模块研究及应用分析,可以看出在实际实践期间必须对MES系统要有明确的特性认知,注重其系统模块设计的专业性和完善性,针对其数据采集等关键环节必须进行实时规范设定,在应用时要严格遵守系统操作要求,以此使MES系统模块本身所具有的实质性价值作用能够充分得以发挥;其也是我国生产制造领域能够高效、稳定、快速发展下去的必要条件。

责任编辑:程玥
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