基于车间底层设备信息化的制造执行系统

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1、基于车间底层设备信息化的制造执行系统——基于机械加工车间物联网的生产任务的实时控制1.概述企业的底层生产设备的信息化对提高产品的市场竞争力、强化企业的内部管理有重大意义，但是这项工作又面临难以克服的困难而很少真正得到实现。首先，生产车间有大量的传统设备，不具备信息化的基本条件，其次部分新型自动化设备，有数据交换的接口，但是标准不一，集成困难，连网不方便。企业的信息化缺少底层数据的支持而成了残缺的信息化，没有根基的信息化。底层设备的信息形式多样，来源各异。车间管理人员和检验人员每天用大量的时间填写报表，再输入到计算机中。由于数据太多，只能对

2、部分数据进行处理，而有关开完工时间、检验调试过程、设备的状态等等极具分析价值的数据无暇记录。底层数据的采集困难使得ERP的生产计划只能离线产生而不具备操作性，质量分析难以深入。本成果针对数控设备和普通设备采取不同的数据感知方法，做到自动的双向无缝的传输数据，不仅使生产状态信息及时传输给管理层，而且将管理层的调整和控制指令下传到每台设备上，将全部设备的程序传输、状态监控、生产数据采集、优化排产等功能集成在一起，在较大程度上提高了资源的利用率。本成果开发了智能数据采集器，分别从以太网口、智能数据采集器获取数据，利用电流模式和数控程序宏指令辨识

3、和获取机床的加工状态信息，不受数控系统或厂家型号的限制，既可得到加工信息，又可以收发数控程序。研究成功了基于RFID和无线网络的数据双向传输系统，将每个加工任务绑定在RFID卡上，无线数据终端绑定在设备上，自动记录加工、检验、调试发生的时间和所在的设备并在现场输入加工的质量数据，显示本台设备的生产指令等信息。根据采集到的实际加工时间、设备状态等信息，自适应地重构生产计划，保证生产目标的实现；同时，根据实际加工工时更新原来安排的工时定额。建立了生产在制定能力计划时根据设备的实时状况来选择设备，将并行异质等效设备列入选择范围。通过四维算法进行

4、计划的优化重构。进一步挖掘现有设备的潜力。2.功能模块生产执行系统包括车间生产计划和调度、生产过程监控、生产任务查询、数据采集、质量检测与控制、物料跟踪、原辅料消耗控制、成本管理、统计分析、人力资源管理、Web服务等功能：生产计划和调度：根据生产的现状将上层的生产计划转化为车间的作业计划，制定各个工作中心的任务作业顺序、开工和完工时间、生产准备要求等，对设备能力进行平衡。生产过程控制：根据生产工艺控制生产过程，可通过连接设备控制系统实现自动投料控制，监控在制品、成品和物料的生产状态和质量状态，并支持订单取消、产品改制、加装、分批、返工、补

5、料等事务的处理，实时统计车间采集数据。该模块还包括通过数据终端双向提醒和报警功能，提醒管理者和操作者及时处理紧急事务。数据采集：主要采集两种类型的数据，一种是基于自动识别技术（RFID、BarCode）的数据采集，主要应用于离散行业的装配数据采集，另一类是基于设备的自身数据采集，主要应用于自动控制设备如数控机床或流程自动化设备的物料信息采集。该功能在于设置参数，管理数据传输，查看设备状态等。质量检测与控制：基于全面质量管理的思想，从底层开始对产品的生产过程进行质量记录和分析，并严格控制和预防重大质量事故，有效地防止不良品的流动，降低不良品

6、率。物料追踪：根据物料的批次信息，追踪到所有使用了该批次物料的成品，也支持从成品到原料的逆向追踪，查清全部生产过程的信息，以适应行业的召回制度，协助制造商把损失最小化、更好地为客户服务。原辅料消耗控制：记录和管理车间原辅材料的入库和领用，控制耗材的浪费，降低生产成本，实现全面的制造资源管理。成本管理：输入间接成本、自动汇集直接成本，制定标准成本，计算每批任务的实际成本，统计没到工序的成本。人力资源管理：管理车间人员台账，记录考勤信息，管理业绩数据，计算工资收入。统计过程分析（SPC）：该模块帮助企业稳定生产过程和评估过程能力。通过监测过程

7、的稳定程度和发展趋势，及时发现不良或变异，以便及时解决问题；通过过程能力指数评估，明确过程中工作质量和产品质量达到的水平。众多的经过合理设计和优化的报表，为管理者提供迅捷的统计分析和决策支持，实时把握生产中的每个环节。Web服务：通过web网页跟踪订单的执行情况，查询车间的资源利用状况，展示企业的产品生产的技术实力和管理水准，同时根据登陆的权限，提供生产调整或信息交流的窗口，无论在厂还是出差旅行都可以通过上网进行查询和管理。方便融入企业联盟，成为供应链的一环。ERP/财务系统接口：本系统可实现与SAP、ORACLE、用友、金碟等主流ERP

8、系统无缝集成，也可根据用户需求提供二次开发，满足成长型企业个性化管理的需求。图1本系统的网络结构图。3.效益分析本系统可以从两方面给企业带来效益。（一）增强企业的市场竞争能力。1）成本领先明确