基于物联技术mes可视化系统探究

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1、基于物联技术MES可视化系统探究　　摘要：制造业信息化使制造的概念从产品的加工、装配活动与过程延伸到产品生命周期的全部活动与过程，活动的范围从生产现场延伸到整个企业供应链和企业间的制造资源的协同。为了更直观地了解到制造业的全生命周期，在研究MES系统的基础上，在此引入制造物联的概念。提出了一种基于物联技术的MES可视化系统，解决目前MES无法有效管理底层信息或者获取隐藏信息的问题。通过对制造过程中信息的全面感知、优准控制和可视化管理，提高制造效率和产品质量，从而推动制造业向精益化、智能化和服务化方向发展。关键词：物联技术；MES；可视化；SOA中图分类号

2、：TN964?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）16?0049?03MES（ManufacturingExecution7System）制造执行系统[1?2]，是为了防止上层计划管理与底层车间信息数据的断层而产生的，MES能通过信息传递，对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行优化管理，并根据当前的准确数据对车间进行指导和处理，在整个企业信息化集成系统中起到承上启下的作用。然而MES存在很多数据无法挖掘获取并有效利用的问题，使生产控制、质量控制、数据实时更新以及历史数据统计方面存在管理缺陷，因此对这些数据的有效管理是关键部分，可视

3、化管理可帮助企业更直观的挖掘隐藏的数据并有效管理企业。“制造物联”是MES更高阶段的必然表现形式如图1所示。“制造物联”与MES的侧重：（1）MES侧重生产业务管理，制造物联更关注产品要素与制造活动管理；（2）MES侧重提升过程管理能力，制造物联更侧重提升制造交付能力；（3）MES侧重制造环节，制造物联则扩展到售后、再制造等产业环节；（4）MES表现形式多为“系统”，制造物联表现为“平台”；（5）MES立足企业，制造物联则强化了企业间协同。MES拥有企业制造过程的实时和历史数据，数据量大，维度多，质量信息也难以有效、直观地表示。为了提高MES系统的交互性

4、和可视性，引入可视化技术[3]和制造物联技术，设计面向制造物联的MES可视化系统[4]，使管理者有效管理生产车间，帮助企业减少成本、提高产品质量和服务质量。1系统需求7随着企业生产技术水平的不断提高，企业产品种类趋向多样化，客户需求趋向个性化、对产品的质量要求高，客户及企业间的需求信息、响应信息动态变换快[5]，这些信息贯穿于产品的描述、设计、生产、销售以及回收过程中，如得不到准确有效地管理和控制，给企业和客户都会造成损失，为了更好的满足客户需求、实现企业信息化，目前企业制造过程中主要还存在以下需求：（1）数据可视化方面。MES系统之所以能有效的监控整个

5、车间的生产过程，主要是通过对制造过程中的原材料、车间设备、工艺状态、生产进度和质量等生产信息进行实时管理实现的，面对动态变化的大量数据信息，之前系统显示的结果比较抽象，难以发现隐含信息，而像质量管理过程和生产管理过程等子系统都要根据这些数据信息进行筛选、分析和控制，因此，利用可视化技术将其转化为图表、图像和表格等形式展示，便于管理者有效分析、控制和管理。（2）可视化交互方面。车间的装配质量管理系统和过程控制管理系统交互性差，只能管理者单方面的接收问题并解决后才可继续运行生产，影响企业生产效率。（3）实时处理方面。企业客户数量大，产品种类多，质量信息变化快

6、且来源多，生产过程、工艺流程和工时数据动态变化快，管理者如不能及时地接收这些信息，企业的生产经营将蒙受损失。所以企业能及时正确地传达和响应这些生产过程、设备和质量信息。7针对上述需求，结合物联技术，研究MES可视化系统[6]，通过部署多个传感器节点，利用RFID标签定位技术[7?8]，追踪物料单品在生产线上的装配制造过程，设计交互界面，使企业实现车间生产数据在各方面应用的可视化管理，为企业节约成本、创造更多的价值。2系统架构针对MES在制造业车间的应用情况及反应出的问题，结合物联技术，提出了基于物联技术的MES可视化系统基本架构，如图2所示。依据架构图可

7、知，系统的层次主要分为3大部分：车间现场控制层、执行监控层和车间可视化管理层。车间现场控制层主要利用OPC技术[9]、PLC技术[10]和条码/RFID识别技术等物联技术实现I/O控制、数据采集和设备集成等功能。执行控制层可以实时监控各工位设备的运行状态，设备出现故障可以立即发出警告，提示生产现场管理人员及时排除故障；也可以接收工作站反馈的质量控制、性能分析的结果信息，指导现场工作人员进行改进生产作业，执行详细工序计划的指令，安排生产线准时完成生产任务。7车间可视化管理层利用可视化技术、SPC技术实现生产过程控制、质量控制，最后在管理层以图表、图像形式将

8、过程控制数据、质量控制数据、实时更新的数据和历史统计的数据可视化展示，让管理者更