面向制造執(zhí)行系統(tǒng)的可視化方法應(yīng)用

李靜

摘 要：本文在在MES系統(tǒng)介紹的基礎(chǔ)上，提出生產(chǎn)分派可視化、任務(wù)操作可視化、庫存管理可視化、質(zhì)量管理可視化，將可視化管理方法應(yīng)用到MES系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞：MES系統(tǒng)；可視化；應(yīng)用

1 MES系統(tǒng)概述

MES在應(yīng)用上，主要依托于收集底層與生產(chǎn)相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)，安排短期的生產(chǎn)作業(yè)計劃，并對其調(diào)度、監(jiān)控、進(jìn)行資源調(diào)配和生產(chǎn)過程的優(yōu)化。在生產(chǎn)過程中在生產(chǎn)調(diào)度管理、人力資源管理方面發(fā)揮著重要功能，同時能對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，對詳細(xì)的生產(chǎn)計劃和資源分配進(jìn)行管理，涵蓋了生產(chǎn)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(tǒng)接收生產(chǎn)過程現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，對實時事件、實時數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的加工和處理，然后向上層系統(tǒng)反饋結(jié)果。MES是一種較為先進(jìn)的生產(chǎn)經(jīng)營管理方式，涵蓋了制造系統(tǒng)中的生產(chǎn)計劃、進(jìn)度安排、物料流動和跟蹤、過程控制和監(jiān)視、質(zhì)量及設(shè)備的維護(hù)管理等多方面，實現(xiàn)了制造執(zhí)行系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化。一是工序詳細(xì)調(diào)度。通過相應(yīng)的作業(yè)排序和作業(yè)調(diào)度優(yōu)化車間作業(yè)計劃，提高生產(chǎn)作業(yè)效率和性能；二是資源狀態(tài)管理。指導(dǎo)作業(yè)者、機器、物料和工具如何協(xié)調(diào)運作，跟蹤資源狀態(tài)；三是生產(chǎn)單元分配。通過使用生產(chǎn)單元的分配功能，MES將生產(chǎn)產(chǎn)品的原物料同作業(yè)指令，向相應(yīng)的加工單元進(jìn)行傳輸，對工序操作進(jìn)行指導(dǎo)，提高了生產(chǎn)經(jīng)營的統(tǒng)籌協(xié)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(chǎn)品的相關(guān)信息，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程等，作業(yè)指令一起向相應(yīng)的加工單元進(jìn)行輸送，并收集和記錄活動過程的全程，提高了工作的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)性，而且在產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)、工藝流程等方面能得到很大的改善；五是產(chǎn)品跟蹤和清單管理。通過使用產(chǎn)品跟蹤和清單管理功能，MES能監(jiān)視工件任意時刻的位置和狀態(tài)，對產(chǎn)品或組件的加工工序、加工結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和記錄，為企業(yè)和用戶提供每個產(chǎn)品組件或最終產(chǎn)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(jìn)行對產(chǎn)品性能、過程運作進(jìn)行改進(jìn)和提高，將產(chǎn)品實際制造過程中測定的結(jié)果在線顯示輸出相應(yīng)的報告；七是作業(yè)人員管理。通過使用作業(yè)人員管理功能，MES及時提供作業(yè)人員的狀態(tài)和信息，實現(xiàn)人員、物料、設(shè)備、信息和工具在生產(chǎn)作業(yè)計劃中的“集成”，生產(chǎn)作業(yè)流程的協(xié)同性得到改善；八是過程管理。監(jiān)視生產(chǎn)過程，進(jìn)行自動校正或為操作者提供決策支持；九是設(shè)備的管理和維護(hù)。通過使用設(shè)備維護(hù)管理功能，收集和監(jiān)控有關(guān)數(shù)據(jù)，為設(shè)備的維護(hù)提供科學(xué)的指導(dǎo)，并對相關(guān)的設(shè)備維護(hù)和管理人員提供技術(shù)參考。通過數(shù)據(jù)收集和維護(hù)指導(dǎo)保證機器設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)；十是質(zhì)量和實驗室管理。跟蹤和分析產(chǎn)品在加工過程中各工序的質(zhì)量狀況；十一是過程數(shù)據(jù)釆集。收集來自人員、機器、設(shè)備、操作、工序、物料等方面的信息，為系統(tǒng)和客戶進(jìn)一步使用。

2 MES中可視化管理的實現(xiàn)手段

2.1 觸摸屏技術(shù)

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(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo)送給同時能接收命令，并嚴(yán)格的執(zhí)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(dāng)于傳感器，用戶觸摸時被觸摸位置的坐標(biāo)通過控制器進(jìn)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(tǒng)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(xiàn)了和底層數(shù)控設(shè)備及測量設(shè)備的集成，對生產(chǎn)過程中的相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)和運行時間進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，關(guān)鍵設(shè)備的利用率得到提高；對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時采集和分析，然后向上游企業(yè)管理軟件進(jìn)行反饋。

2.2 電子看板

利用生產(chǎn)看板能實時掌控日計劃執(zhí)行情況，實現(xiàn)對工作中心任務(wù)的監(jiān)控，了解車間生產(chǎn)情況，為管理決策提供數(shù)據(jù)參考。電子看板是目視化管理的一種表現(xiàn)形式，將車間生產(chǎn)線的工藝直觀反映在計算機監(jiān)視屏幕上，管理人員動態(tài)獲取實時信息，實現(xiàn)了對生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)督與控制。生產(chǎn)運用中電子看板形式繁多，比如產(chǎn)線電子看板及時反饋生產(chǎn)活動信息；物料電子看板及時反饋物料狀態(tài)信息；機臺狀況電子看板及時反饋現(xiàn)場機器生產(chǎn)狀態(tài)；人員狀況電子看板及時反饋現(xiàn)場人員生產(chǎn)狀態(tài)；流程及品質(zhì)控制看板及時反饋現(xiàn)場狀態(tài)和工位品質(zhì)狀況。

2.3 安燈指示燈

安燈系統(tǒng)是為了JIT發(fā)生的問題及時處理而安裝的系統(tǒng)，使同一系統(tǒng)員工互通信息，盡快找出問題根源。安燈系統(tǒng)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(chǎn)線應(yīng)用；質(zhì)量方面的指示燈通常在一些關(guān)鍵工位設(shè)置；物料方面的指示燈主要對物料進(jìn)行拉動，使現(xiàn)場物料能得到隨時隨地的供應(yīng)；看板方面安裝指示燈主要是歲裝配行業(yè)拉動物料使用的一種模式，制造業(yè)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(tǒng)中的可視化方法應(yīng)用

3.1 生產(chǎn)分配可視化

管理生產(chǎn)單元以適當(dāng)?shù)捻樞蚍峙尚畔?，及時執(zhí)行和修改作業(yè)。是把生產(chǎn)任務(wù)分配給設(shè)備和人員的生產(chǎn)流的活動，生產(chǎn)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(guān)的數(shù)據(jù)和信息，便于管理者查看派工信息。

3.2 任務(wù)操作可視化

任務(wù)操作可視化主要體現(xiàn)在操作者任務(wù)完成情況反饋，實現(xiàn)車間之間的信息共享，可利用觸摸屏進(jìn)行人機交互、實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，利用安燈系統(tǒng)對超出可接受范圍的過程改變進(jìn)行報警。

3.3 庫存管理可視化

庫存管理可視化主要體現(xiàn)在物料的庫存量的可視，物料轉(zhuǎn)換、物料移動的可視等。

3.4 質(zhì)量管理可視化

提供從制造釆集的測量數(shù)據(jù)實時分析，確保正確的產(chǎn)品質(zhì)量控制?？梢暬谫|(zhì)量管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在質(zhì)檢任務(wù)流程的可視，通過人機交互的觸摸屏采集數(shù)據(jù)，規(guī)范操作行為。

4 結(jié)語

制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在企業(yè)中的應(yīng)用，使制造作業(yè)更加快速和高效，大量減少了人工介入，生產(chǎn)經(jīng)營成本降低，企業(yè)的資源得到了流通和配置的最優(yōu)化。

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