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实现智能制造是MES的最终目的

供稿:中国工控网 2016/7/5 9:28:05

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  • 关键词: 智能制造 MES
  • 摘要:作为车间信息管理技术的载体,制造执行系统MES在实现生产过程的自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。MES处于企业级的资源计划系统ERP和工厂底层的控制系统SFC之间,是提高企业制造能力和生产管理能力的重要手段。

  随着信息技术的快速发展,各种新的制造理念和制造模式不断出现,如柔性制造、集成制造、虚拟制造和网络化制造等,进一步提高了制造企业的加工能力和数字化管理水平。另一方面,随着数据采集技术和自动化技术发展,使得对真实车间的生产过程监控和智能决策成为现实。因此,出现了一种新的名词“智能制造”,为制造技术的发展提供了新的方向。

  作为车间信息管理技术的载体,制造执行系统MES在实现生产过程的自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。MES处于企业级的资源计划系统ERP和工厂底层的控制系统SFC之间,是提高企业制造能力和生产管理能力的重要手段。

  何为智能制造?

  智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一种由智能设备和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能设备的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

  智能制造包含了以下内容:

  1.面向产品设计与制造一体化知识库支撑体系的建立;

  2.以产品及生产知识共享以及再利用为目标,聚焦分散环境下的制造问题及制约条件,建立产品设计体系;

  3.以作为长期研究目标的柔性工厂以及生产过程知识共享为目的,建立可重构的生产体系与生产管理体系;

  4.构建柔性设备,利用知识库等研究成果,探讨开发下一代柔性人机一体化运作方式;探讨大规模下的生产模式。

  让中国制造业走向“智造”之路

  在中国,大部分离散制造企业属于多品种小批量的生产模式,在这种模式下车间级的组织与控制方式对其生产管理有着更高的要求,这是由于多品种小批量这种生产模式的特点所致,特点为产品品种多、数量少、生产重复性小、工艺过程经常变更等。由于这种模式的这些特点,因此需要一个先进适用的管理系统,对于下达的生产任务进行一定程度上的智能优化调度,最大程度地减少生产过程中的非增值时间,实现加工生产的高效率、高柔性和高可靠性,而MES的出现满足了企业在车间控制管理的需要。

  MES助力智能制造

  在过程控制方面:MES管理生产订单的整个生产流程,通过对生产过程的所有突发事件实时监控,自动纠正生产过程中的错误或提供决策支持,以实现生产调度要求;在出现异常或与生产计划偏离太大时,及时反馈相关人员使其采取相应的措施。

  在任务派工方面:MES在生产计划完成后,自动生成任务派工单,根据生产设备实际加工能力的变化,制定并优化生产的具体过程及各设备的详细操作顺序;为了提高生产柔性,生产任务根据生产执行具体情况及设备情况,结合资源配置进行现场动态分配。

  在资源配置方面:MES通过详细的数据统计和分析,为企业提供各种生产现场资源的实时状态,与任务分配紧密协调,为各生产工序配置相应的工具、设备、物料、文档等资源,保证各操作按调度要求准备和执行。

  在能力平衡分析方面:MES分析对比工作中心/设备任务负荷、部门/班组任务负荷、工种任务负荷等并做出相应的评估,协助计划和调度人员进行生产任务的外协和均衡,并实现最优的生产计划排程。

  在质量管理方面:MES跟踪原材料进厂到成品入库的整个生产流程,对产品原料、生产设备、操作人员、工序批次等数据实时采集,为产品的使用、改进设计及质量控制提供依据;根据检测结果确定产品问题、提供相应的决策支持。

  在文档管理方面:MES基于数据库的解决方案,拥有海量数据的存储和管理能力,自定义文档管理结构树和版本追踪,有效管理产品的设计、操作流程、工艺说明等;根据加工任务分配,为个生产工序提供相应的加工程序和生产信息等。

  在数据采集方面:MES根据不同的数据、应用场景、人员能力、设备投入等方面采取不同的数据采集方式,实时获取各工序、设备、物料、产品等数据,并统计、分析成其它系统、管理者所需的信息。

  在人力资源管理方面:MES提供人员的状态和相关的信息,跟踪个人的工作执行情况,为企业实现精细考勤管理、控制人力成本、轻松绩效考核、减少员工流失、优化人员调度等方面提供决策支持。

  在维护管理方面:MES记录每台设备、每把工具的维护时间、维护内容、故障原因等,从而计算出最常见的设备/工具维护工作并进行经验积累,管理和指导生产设备、工具的维护活动,并生成相应的维护经验文档,以供浏览、查询。


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