面向制造執行系統的可視化方法應用

李靜

摘 要：本文在在MES系統介紹的基礎上，提出生產分派可視化、任務操作可視化、庫存管理可視化、質量管理可視化，將可視化管理方法應用到MES系統中。

關鍵詞：MES系統；可視化；應用

1 MES系統概述

MES在應用上，主要依托于收集底層與生產相關的信息和數據，并根據數據，安排短期的生產作業計劃，并對其調度、監控、進行資源調配和生產過程的優化。在生產過程中在生產調度管理、人力資源管理方面發揮著重要功能，同時能對現場數據進行實時采集，對詳細的生產計劃和資源分配進行管理，涵蓋了生產管理的諸多方面。MES具備與計劃層和控制層保持雙向通信能力，從下層系統接收生產過程現場的實時數據，對實時事件、實時數據進行及時的加工和處理，然后向上層系統反饋結果。MES是一種較為先進的生產經營管理方式，涵蓋了制造系統中的生產計劃、進度安排、物料流動和跟蹤、過程控制和監視、質量及設備的維護管理等多方面，實現了制造執行系統的進一步優化。一是工序詳細調度。通過相應的作業排序和作業調度優化車間作業計劃，提高生產作業效率和性能；二是資源狀態管理。指導作業者、機器、物料和工具如何協調運作，跟蹤資源狀態；三是生產單元分配。通過使用生產單元的分配功能，MES將生產產品的原物料同作業指令，向相應的加工單元進行傳輸，對工序操作進行指導，提高了生產經營的統籌協作和工作效率；四是文檔的管理和控制功能。通過使用文檔管理和控制功能，MES將產品的相關信息，包括產品數據和標準、工藝流程等，作業指令一起向相應的加工單元進行輸送，并收集和記錄活動過程的全程，提高了工作的統籌協調性，而且在產品的標準和數據、工藝流程等方面能得到很大的改善；五是產品跟蹤和清單管理。通過使用產品跟蹤和清單管理功能，MES能監視工件任意時刻的位置和狀態，對產品或組件的加工工序、加工結果的數據進行收集和記錄，為企業和用戶提供每個產品組件或最終產品的可追溯性記錄；六是性能分析。通過使用性能分析功能，輔助管理者進行對產品性能、過程運作進行改進和提高，將產品實際制造過程中測定的結果在線顯示輸出相應的報告；七是作業人員管理。通過使用作業人員管理功能，MES及時提供作業人員的狀態和信息，實現人員、物料、設備、信息和工具在生產作業計劃中的“集成”，生產作業流程的協同性得到改善；八是過程管理。監視生產過程，進行自動校正或為操作者提供決策支持；九是設備的管理和維護。通過使用設備維護管理功能，收集和監控有關數據，為設備的維護提供科學的指導，并對相關的設備維護和管理人員提供技術參考。通過數據收集和維護指導保證機器設備的正常運轉；十是質量和實驗室管理。跟蹤和分析產品在加工過程中各工序的質量狀況；十一是過程數據釆集。收集來自人員、機器、設備、操作、工序、物料等方面的信息，為系統和客戶進一步使用。

2 MES中可視化管理的實現手段

2.1 觸摸屏技術

觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成，觸摸檢測部件用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；觸摸屏控制器收觸摸信息再轉換成觸點坐標送給同時能接收命令，并嚴格的執行操作。傳感器的觸摸屏通常分為紅外線式、電阻式、表面聲波式和電容式觸摸屏四種。觸摸屏相當于傳感器，用戶觸摸時被觸摸位置的坐標通過控制器進行檢測，將觸摸信息傳送到控制器，得到輸入信息。觸摸屏系統包括觸摸檢測裝置和觸摸屏控制器兩部分。觸摸屏信息采集工具實現了和底層數控設備及測量設備的集成，對生產過程中的相關設備的運行狀態和運行時間進行數據的采集和監控，關鍵設備的利用率得到提高；對生產過程進行實時采集和分析，然后向上游企業管理軟件進行反饋。

2.2 電子看板

利用生產看板能實時掌控日計劃執行情況，實現對工作中心任務的監控，了解車間生產情況，為管理決策提供數據參考。電子看板是目視化管理的一種表現形式，將車間生產線的工藝直觀反映在計算機監視屏幕上，管理人員動態獲取實時信息，實現了對生產現場的監督與控制。生產運用中電子看板形式繁多，比如產線電子看板及時反饋生產活動信息；物料電子看板及時反饋物料狀態信息；機臺狀況電子看板及時反饋現場機器生產狀態；人員狀況電子看板及時反饋現場人員生產狀態；流程及品質控制看板及時反饋現場狀態和工位品質狀況。

2.3 安燈指示燈

安燈系統是為了JIT發生的問題及時處理而安裝的系統，使同一系統員工互通信息，盡快找出問題根源。安燈系統分為以下幾種。操作方面的指示等通常在密集的流水線車間和生產線應用；質量方面的指示燈通常在一些關鍵工位設置；物料方面的指示燈主要對物料進行拉動，使現場物料能得到隨時隨地的供應；看板方面安裝指示燈主要是歲裝配行業拉動物料使用的一種模式，制造業使用電子看板自動拉料較多，要及時提醒看板收集人員收集看板。

3 MES系統中的可視化方法應用

3.1 生產分配可視化

管理生產單元以適當的順序分派信息，及時執行和修改作業。是把生產任務分配給設備和人員的生產流的活動，生產分配的可視化能夠使分配的過程可視，派工效率提高，操作者能及時得到相關的數據和信息，便于管理者查看派工信息。

3.2 任務操作可視化

任務操作可視化主要體現在操作者任務完成情況反饋，實現車間之間的信息共享，可利用觸摸屏進行人機交互、實現數據采集，利用安燈系統對超出可接受范圍的過程改變進行報警。

3.3 庫存管理可視化

庫存管理可視化主要體現在物料的庫存量的可視，物料轉換、物料移動的可視等。

3.4 質量管理可視化

提供從制造釆集的測量數據實時分析，確保正確的產品質量控制。可視化在質量管理中的應用主要體現在質檢任務流程的可視，通過人機交互的觸摸屏采集數據，規范操作行為。

4 結語

制造執行系統MES在企業中的應用，使制造作業更加快速和高效，大量減少了人工介入，生產經營成本降低，企業的資源得到了流通和配置的最優化。

參考文獻：

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