企業生產現場的信息管理系統設計研究

摘 要：信息管理系統在生產現場的應用，能有效解決普通機床自動采集與控制信息的問題，同時也能利用無線遙控的智能化方式，實現區域內的物料取、送及放的自動完成，而且信息動態的采集，也有效降低了現場管理難度。總之，企業生產現場的信息管理系統應用，能有效提高企業的效率與效益，因此本文針對這個話題展開了相關研究，希望對相關行業有所借鑒。

關鍵詞：企業；生產現場；信息管理系統；設計

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A

企業信息化在我國也有二十來年的歷史，而大部分企業對于ERP、PDM、MES等概念也有了更深的認識，同時也逐漸接受及應用。這些信息化的管理方式，基本上囊括了一個企業的訂單、銷售、決策、庫存、設計、生產及運輸等，換句話說其在企業的方方面面都有所涉及。就目前來看，在企業生產管理中，主要存在ERP（企業資源規劃）、MES（制造執行系統）、PLM（產品生命周期管理）等系統，但是這些系統一般只負責對生產計劃的相關執行情況等進行管理與分析，而沒有對生產現場過程的相應具體環節與細節進行控制。為了解決當前我國企業在生產現場信息管理系統上面臨的問題，本文就此提出了如下的設計思路。

1 信息管理系統的構架設計

企業生產現場的信息管理系統，其主要依靠的是PLM、MES及ERP等上游軟件系統傳來的生產計劃與工藝信息，然后對生產任務自動或者半自動地安排，實現生產設備的信息自動化采集，同時也對生產信息及過程中涉及的質量信息行自動或者半自動采集，這樣就會在生產過程中實現對物品的流轉進行自動化地控制，與此同時也能將生產信息自動傳遞給相應的上游軟件系統。具體來講，其構架主要包括以下幾個方面：

1.1 工位

本構架中包括了各個工位，也就是實際生產中的設備，該設備主要包括了：擁有唯一標示的貨架、工藝信息顯示設備、鍵盤、條碼掃描設備等。當然，每個工位上的設備，都裝備了信息采集傳感器，這樣對相關的信息可以進行及時監控與采集。

1.2 智能小車

本構架中的智能小車僅能根據控制命令，在規定的區域中移動，其主要的任務為：將半成品或者成品，從指定的工位貨架上取下，然后轉移到另外一個工位貨架上（或庫房貨架）。在這里，智能小車的相關動作，皆是通過智能化的指令傳送給設備來進行控制的，而小車的具體位置，則由相關的定位器來確定。

1.3 網絡協議

在本構架中還應包括網絡協議，主要是為了信息的傳輸，一般為兩套不同類型的協議：其一為對機床的信息進行采集與控制，使用的協議為工控網絡如485協議；其二為對各個工位的顯示、鍵盤及掃描設備等進行連接，使用的是局域網如TCP/IP協議。

1.4 服務器

本構架中包括了三臺服務器，其中一臺為數據庫服務器，作用為保存信息管理系統所需的全部信息；其二為工藝文件服務器，作用是為了存放上游系統傳來的工藝文件；其三為信息管理系統上位機，其屬于系統運行的核心服務器。

2 信息管理系統硬件布局設計

安裝本系統時，應注意對現場進行必要的改造，主要包括以下幾個方面的內容：

2.1 生產車間改造

生產車間的改造包括了庫房、各工位、檢測區域等，在這些區域中必須預留一個專用區域，用來存放標準貨架，并且每個貨架都應有一個唯一的標示，以便智能小車自動識別與定位；對于智能小車通道，應有一個專用區域，并且在這個區域內應保障不會出現任何的障礙物及工作人員。

2.2 生產設備改造

在生產設備的改造上，應在必要的設備上安裝傳感器，這樣便可以把設備運行及操作中的相關信息采集之后傳輸到管理系統中，便于現場的監測與管控。

2.3 交互工位改造

在每個需要交互的工位上，也應加裝信息顯示設備與信息讀取設備及信息提交設備（或者在整個車間安裝一個大屏幕或者比較集中的信息讀取和提交設備），這樣便能讓車間及工位的信息進行集中顯示與提交；此外，在生產現場，對于配備的智能小車，應安裝必要的控制指令發送與定位設備。

2.4 其它方面改造

其它方面改造包括：若采用有線通訊傳輸信息，則應在現場開溝布線，安裝集線器；若采用的是無線通訊，則應在數據交互設備上，裝上無線發送與接受設備，同時安裝數據集線器；此外，對于應用服務器，至少應具備一臺性能較好的計算機；數據庫與工藝信息應存儲在同一臺服務器上等。

3 信息管理系統的功能設計

該生產現場的信息管理系統，主要由上位機與下位機兩種控制設備，因此其功能的設計應從以下兩個方面開展：

3.1 上位機功能設計

上位機的功能應包括以下幾個方面：1）工作人員信息管理，比如工人基本信息與管理權限等；2）生產設備信息管理，主要對企業現有設備信息進行管理，比如設備臺帳、保養記錄及工作記錄等；3）信息傳輸控制功能，進行信息上行與下傳控制，比如信息傳遞格式與標示等；4）生產任務管理，比如說生產計劃分解與生產工藝獲取等；5）生產質量控制管理，比如說對產品的監測結果記錄與對員工監測結果進行分析等；6）工作流程信息管理，比如說各種工作流程設計、分配及執行的監控等；7）和其它軟件系統接口管理，比如獲取MES等上游系統傳來的數據及輸出的生產任務執行情況等。

3.2 下位機功能設計

下位機的功能應包括以下幾個方面：1）信息下行管理，作用在于分析下行數據，根據需要傳遞給指定工位；2）信息上行管理，作用在于對前述工位傳遞的數據加以分析與整合，然后傳遞給上位機。

結語

根據前述的設計，雖然可以實現企業生產現場的信息管理，但是我們還應把握好以下一些關鍵與難點：1）加強各工位的顯示器的控制；2）做好生產任務的有效分配；3）重視質量的分析與控制。總之，要實現生產現場的信息化管理，則應提前做好相關的設計，確保切實可行。同時，在具體的實施中還應把握好相關的關鍵與難點，方可實現更加優化的生產現場的信息化管理。

參考文獻

[1]蓋玉收，石巖，蔡茂林，付向恒，成曉冬.中小企業生產現場信息管理系統的設計[J].液壓氣動與密封，2012.

[2]張志剛，許建新，董思洋，趙強.數字化制造生產現場管理系統技術研究[J].中國制造業信息化，2012.

[3]趙文雅.企業生產現場管理優化研究[D].山東大學.2011.