基于數(shù)字孿生的加工生產(chǎn)線MES設(shè)計(jì)

葉 炯，徐曉光，郝旭耀，張久超

（1.安徽工程大學(xué)a.高端裝備先進(jìn)感知與智能控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.電氣工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000；2.安徽佐標(biāo)智能科技有限公司，安徽 蕪湖 241000）

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，為了不斷提高資源的使用效率、完善企業(yè)的管理流程，很多企業(yè)在ERP即企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning）系統(tǒng)上進(jìn)行了大量的投資，但由于沒有將制造工廠整合進(jìn)ERP系統(tǒng)中，現(xiàn)有的ERP系統(tǒng)并沒有起到相應(yīng)的效果［1］，因此專門針對(duì)制造型企業(yè)而設(shè)計(jì)的MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）得到了快速的發(fā)展［2-3］。MES是針對(duì)目前制造行業(yè)的生產(chǎn)管理狀況，為提高企業(yè)生產(chǎn)效率而研發(fā)的新型系統(tǒng)，由于MES研發(fā)較晚，尚存在許多不完善之處，為此提出一種基于數(shù)字孿生的加工生產(chǎn)線MES設(shè)計(jì)［4-5］。

1 數(shù)字孿生MES架構(gòu)

采用分層級(jí)設(shè)計(jì)的思路構(gòu)建該數(shù)字孿生MES，各層級(jí)之間邊界清晰，該系統(tǒng)架構(gòu)（圖1）共有5層，從下到上分別為設(shè)備層、通信層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層。

圖1 數(shù)字孿生MES架構(gòu)

設(shè)備層包括車間生產(chǎn)線中常見的機(jī)電設(shè)備、傳感交互設(shè)備、工裝工具、物流設(shè)備以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備。而且這些設(shè)備具有通用的數(shù)據(jù)集成端口，能夠滿足在線集成的要求。通信層中上位機(jī)實(shí)現(xiàn)與車間底層控制器的物聯(lián)集成，使用上位機(jī)與各類設(shè)備通信，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與傳輸，并完成系統(tǒng)調(diào)度。數(shù)據(jù)層使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)保存在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中。業(yè)務(wù)層包含加工生產(chǎn)線的數(shù)字孿生模型構(gòu)建和生產(chǎn)線加工過(guò)程管控兩個(gè)部分。……