生產(chǎn)車間生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)想

游健平

摘要：該文以生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)為設(shè)計對象，以制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）為核心理念，對生產(chǎn)管理信息化提出具體的實現(xiàn)方案，可以更好解決生產(chǎn)問題，避免計劃趕不上變化，導(dǎo)致產(chǎn)量不能達到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)車間的現(xiàn)場調(diào)度、生產(chǎn)過程控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，并對生產(chǎn)過程中的一些非常規(guī)信息進行管控，提高車間生產(chǎn)的效率。提高了生產(chǎn)管理效率，降低了備件庫存和運行成本，實現(xiàn)精益化管理，并建立起企業(yè)的自動化機器人生產(chǎn)知識庫，可以為企業(yè)的相關(guān)決策提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)管理信息系統(tǒng);制造執(zhí)行系統(tǒng);生產(chǎn)車間

中圖分類號：TP311? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）30-0078-02

1 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和銷售開始向全球化趨勢發(fā)展，消費者對產(chǎn)品的需求向個性化、多元化發(fā)展，使工業(yè)企業(yè)之間的競爭更加激烈。為了提供整體市場競爭力，工業(yè)企業(yè)迫切需要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品綜合質(zhì)量，降低企業(yè)生產(chǎn)運營成本，這就對工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)提出了更高的要求。自動化生產(chǎn)設(shè)備具有更強的系統(tǒng)特性，因此，要求更先進的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)進行生產(chǎn)管理。全面掌握企業(yè)范圍內(nèi)實時的生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況及其成本，提高自動化設(shè)備利用率和回報率，可以更好地進行車間生產(chǎn)。

2 相關(guān)技術(shù)概述

2.1MES

MES系統(tǒng)是用于管理制造企業(yè)中的車間的生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，MES系統(tǒng)的作用是充當(dāng)管理決策層和過程控制層之間的橋梁。一方面，MES負(fù)責(zé)向自動化生產(chǎn)設(shè)備的PLC（可編輯邏輯控制器）模塊發(fā)送指令，另一方面向企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)匯報生產(chǎn)情況進行財務(wù)核算。MES將現(xiàn)場生產(chǎn)情況反饋給管理決策層，管理和決策層可以通過MES系統(tǒng)了解計劃和產(chǎn)能及生產(chǎn)設(shè)備維護保養(yǎng)周期。

2.2物聯(lián)網(wǎng)

在1999年，麻省理工學(xué)院的自動識別中心基于計算機Internet預(yù)先定義了“物聯(lián)網(wǎng)”，它使用RFID、無線數(shù)據(jù)通信和其他技術(shù)來構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)涵蓋世界各地的所有區(qū)域以自動識別物品，并實現(xiàn)信息的互聯(lián)和共享。物聯(lián)網(wǎng)將在未來成為互聯(lián)網(wǎng)的組成部分，是一種動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有基于特定標(biāo)準(zhǔn)和可互操作的通信協(xié)議的自配置功能。文中論述的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)底層就是應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)的概念與各個自動化生產(chǎn)設(shè)備進行監(jiān)控與通信。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1系統(tǒng)總體框架設(shè)計

生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)基于MES管理方法，全面覆蓋自動化生產(chǎn)設(shè)備，如：焊接機器人操作，噴涂機器人等，淋雨機器人等，過程中的各種運行數(shù)據(jù)，并向用戶實時顯示直觀的三維數(shù)據(jù)，有效監(jiān)控工作，達到確保安全生產(chǎn)的目的，并提高生產(chǎn)效率。

生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)總體構(gòu)架由五層構(gòu)成：設(shè)備層、采集層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層以及應(yīng)用層。

設(shè)備層是對自動化生產(chǎn)設(shè)備進行排序，并顯示設(shè)備狀態(tài)與各種實時參數(shù)。

采集層通過采集服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等分布式數(shù)據(jù)，完善整體的通信設(shè)備。

數(shù)據(jù)層主要記錄焊機的工作狀態(tài)，其中就包括報警狀態(tài)。

業(yè)務(wù)層主要有承上啟下的作用。

應(yīng)用層主要對各種數(shù)據(jù)信息進行查詢、監(jiān)控等操作，并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，這樣方便網(wǎng)絡(luò)維護和監(jiān)控，當(dāng)某一節(jié)點出現(xiàn)問題時，會及時發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的連接便于系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

3.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)設(shè)計中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計占據(jù)重要地位，數(shù)據(jù)庫必須保證數(shù)據(jù)的一致性、安全性等，根據(jù)本文中生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況，生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)采用了SQLServer2005作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

根據(jù)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)各模塊之間的關(guān)系，在對生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，為了方便數(shù)據(jù)的跨表查詢，本數(shù)據(jù)庫還設(shè)計了相應(yīng)的視圖。

3.3系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.3.1監(jiān)控模塊設(shè)計

監(jiān)控模塊主要是針對設(shè)備狀況、生產(chǎn)流程兩個方面進行設(shè)計，設(shè)備狀況監(jiān)控是通過系統(tǒng)控制層的終端進行通信，對生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況進行實時監(jiān)控，在監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)問題時，還能自動報警功能。生產(chǎn)流程監(jiān)控主要是對生產(chǎn)系統(tǒng)中的加工進度進行監(jiān)控，能夠確保生產(chǎn)系統(tǒng)能夠順利運行。

3.3.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊設(shè)計

數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊主要是對生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)質(zhì)量進行設(shè)計，其中就包括焊機利用率、加權(quán)誤期任務(wù)數(shù)等。根據(jù)指定的時間，對相關(guān)信息進行統(tǒng)計分析，如Pareto圖分析等。在進行長期統(tǒng)計分析時，可以通過管理層統(tǒng)計系統(tǒng)查詢統(tǒng)計結(jié)果。在進行短期統(tǒng)計分析時，將實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計源，進行在線分析，這樣可以確定生產(chǎn)限額，保證在線生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3.3生產(chǎn)信息管理設(shè)計

生產(chǎn)信息管理模塊一共有四個子模塊，分別是訂單管理、材料管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備狀態(tài)管理，通過實時數(shù)據(jù)庫對各個子模塊進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并對車間的相關(guān)信息進行增加、查詢、刪除等各項操作，滿足各個子模塊在管理功能中的操作。

3.3.4作業(yè)調(diào)度管理設(shè)計

作業(yè)調(diào)度模塊主要是對生產(chǎn)車間進行調(diào)度，應(yīng)用啟發(fā)式算法，對生產(chǎn)系統(tǒng)進行實時動態(tài)管控，進而自動對車間的生產(chǎn)進行調(diào)度;在一些特定的情況下，車間調(diào)度員根據(jù)自身情況，以及多年的工作經(jīng)驗，合理的安排生產(chǎn)調(diào)度，并通過制定調(diào)度規(guī)則，了解生產(chǎn)車間的各個工序，分析以后，再合理安排生產(chǎn)。

4 系統(tǒng)的構(gòu)想與實現(xiàn)

下面是生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境。

1）技術(shù)平臺：微軟的.NET框架。

2）信息服務(wù)器：Internet Information Service 6.0。

3）開發(fā)語言：ASP.NET 4.0技術(shù)框架，實現(xiàn)語言完全采用C#語言。

4）數(shù)據(jù)庫：SQL Server 2005。