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正文內(nèi)容

基于erp的mes設(shè)計—畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)

2025-04-03 09:19 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ES 不僅是計劃和控制的鏈接,更是擴大到整個生產(chǎn)執(zhí)行層的實時制造管理。對多數(shù)離散制造業(yè)來說,計劃 層 與執(zhí)行 層 之間 的空隙 很嚴重。造成這種空隙的是資源和需求的不斷更新 。 主生產(chǎn) 計劃 以及物料需求計劃的前提都是累加的提前 期 ,往往要經(jīng)過一段時間才能開始執(zhí)行, 而且這種運行是建立在理想的穩(wěn)定的狀態(tài)的基礎(chǔ)上 。 然而需求和訂單會在這段時間內(nèi)發(fā)生改變, 制造環(huán)境 可能也 會 發(fā)生 變化, 設(shè)備的突然故障或者更換以及不合格品率不符合要求都會導(dǎo)致計劃的混亂 。 MES 必須考慮避免這種情況的發(fā)生。 由于現(xiàn)在獲取信息的途徑還停留在手工錄入的階段,導(dǎo)致系統(tǒng)信息的更新不能跟上實際車間生產(chǎn)現(xiàn)場的變化,系統(tǒng)無法獲取最新的信息,不能將生產(chǎn)現(xiàn)場的情況與信息的變化同一化 。 系統(tǒng)的實時性數(shù)據(jù)采集需要盡快實現(xiàn),管理層需要最新的信息以便做出最適合的決策,而這種需要恰恰是由于缺少信息傳 輸?shù)耐ǖ?。 MES 系統(tǒng)相關(guān)的過程由于智能化程度不夠高,并不能實現(xiàn)預(yù)想的功能,從而導(dǎo)致了現(xiàn)有的 MES 只是一種信息管理的平臺,所以不能實現(xiàn)高效的生產(chǎn)過程。 另外,由于缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型,MES各功能子系統(tǒng)之間以及 MES與企業(yè)其它相關(guān)信息系統(tǒng)之間缺乏必要的集成。要真正達到實時監(jiān)控的狀態(tài), MES 要更多注重實時化、智能化、集成化方向發(fā)展。 現(xiàn)階段 MES 存在的問題概括如下: 1)MES 體系尚且不完整,基本功能并不完善,針對離散制造業(yè)尚無完整的、系統(tǒng)的、自成一體化的 MES 解決方案和成熟的面向企業(yè)的產(chǎn)品。 2)缺乏完善的 MES 技術(shù)標(biāo)準, MES 系統(tǒng)尚未有完善的一整套針對 MES系統(tǒng)的設(shè)計和維護的標(biāo)準來規(guī)范應(yīng)用,導(dǎo)致了系統(tǒng)開發(fā)存在一系列的風(fēng)險和成本。 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 11 3)集成性還沒有完全解決, 現(xiàn)在還沒有一套完整的數(shù)據(jù)模型來解決集成性問題,所以信息的交互并不能完整的實現(xiàn),計劃層和控制層之間的空隙并未能得到解決 。 4)通用性和可配置性比較差, 目前的系統(tǒng)不能對突然的變化做出及時的反應(yīng),只能適應(yīng) 于 固定的環(huán)境 , 系統(tǒng)的可配置性、可重構(gòu)性、可擴展性由于缺乏 完善的 數(shù)據(jù)集成技術(shù) 較差, 阻礙了 MES 系統(tǒng)的發(fā)展 。 5)實時性不強,目前 MES 系統(tǒng)并不能隨時采集實時數(shù)據(jù)進行分 析,并未能獲取最新的智能化操作信息,因此對于信息的預(yù)測等還是存在誤差的,所以,目前的 MES 發(fā)展還是要意識到實時性的重要性。 6)智能化程度不高, 由于現(xiàn)在的生產(chǎn)車間大都是依賴于人工掃描條碼進行數(shù)據(jù)的錄入并有助于管理者及時了解到車間運行情況,但目前隨著信息化的發(fā)展,智能化的信息獲取更為重要,若能推進智能化的設(shè)備改進,才能大大推進企業(yè)生產(chǎn)效率,同時提高效益。 為了更好的解決以上問題,當(dāng)前 MES 需改進的地方概括如下 [1]: 1)MES 逐漸標(biāo)準化 為了進一步規(guī)范 MES,從 97年開始美國儀表學(xué)會 (ISA)啟動了編制 ISA- SP95 企業(yè)控制系統(tǒng)集成標(biāo)準的工作。 ISASP95 的目的是建立企業(yè)級和制造級信息系統(tǒng)之間的集成規(guī)范。 對 ISASP95 標(biāo)準最嚴峻的挑戰(zhàn)是,它必須滿足多種工業(yè)和行業(yè)對企業(yè)信息集成的需要。它必須搞成一個適用于不同類型的工業(yè)的跨行業(yè)的定義集合,從而保證 ISASP95 可以成為覆蓋離散制造業(yè)、連續(xù)流程制造業(yè)和批處理流程制造業(yè)的 MES 的標(biāo)準。 2)MES 新型體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 MES 新型體系針對多變的業(yè)務(wù)流程可以進行結(jié)構(gòu)重新構(gòu)建設(shè)置,同時,現(xiàn)在的 MES 系統(tǒng)正努力和 Web 技術(shù)相結(jié)合,逐漸趨向于網(wǎng)絡(luò)化,適用于當(dāng)前越來 越依賴網(wǎng)絡(luò)的時代。 3)更強的實時性 MES 需要達到非常靈敏的,可以獲取最新的信息的高度,更精確的把當(dāng)前生產(chǎn)狀況通過表格或圖的方式表達出來,從而實現(xiàn)對生產(chǎn)的高效控制。 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 12 4)更強的集成化功能 MES 系統(tǒng)需要更廣泛的集成性,可以對多種系統(tǒng)、層次進行有效的集成控制,覆蓋到企業(yè)的業(yè)務(wù)流程 ,通過制定一套完整的 MES 設(shè)計及運用標(biāo)準,使不同軟件供應(yīng)商的 MES 構(gòu)件可以實現(xiàn)標(biāo)準化連接等功能 ,同時可以保證實現(xiàn)對原始系統(tǒng)的保護。 5)支持網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造 隨著分散化網(wǎng)絡(luò)制造模式的發(fā)展, MES 將支持生產(chǎn)同步化。進行工廠的實時生產(chǎn)信息 和過程管理以調(diào)整統(tǒng)一控制企業(yè)所有的生產(chǎn)活動,建立過程化、敏捷化、有效的組織和級別化的管理使企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營達到同步化。 離散制造業(yè) MES 的發(fā)展?fàn)顩r 離散制造行業(yè)涉及面非常廣泛 ,包括汽車、機床、計算機、日用電子消費品等大量產(chǎn)品和行業(yè)。我國離散制造業(yè)在全國工業(yè)中占 1/5~ 1/4,工業(yè)增加值占 1/5 左右,占全國生產(chǎn)總值的 5%左右,機電產(chǎn)品的出口額占出口總額的 40%以上 [3]。 面向離散制造業(yè),車間生產(chǎn)和企業(yè)的管理層之間信息流通存在障礙,這影響了管理者決策的科學(xué)性,因此離散制造業(yè)需要 MES 解決這種問題 。本文依據(jù) 離散制造業(yè)對 MES 的需求,提出了面向過程的 MES 開發(fā)方法,使用簡單的模擬過程展現(xiàn)了運行過程及解決方法。 相對于流程工業(yè),離散制造業(yè)在車間管理過程中要復(fù)雜得多。離散制造業(yè)有許多特點,這些特點很難歸納,離散行業(yè) MES 并沒有諸如鋼鐵、化工等流程行業(yè) 那樣能夠簡單直白的體現(xiàn) MES 特性的地方 。 而且,大部分離散制造業(yè)中設(shè)備的運行都是獨立操作的,設(shè)備與設(shè)備之間沒有足夠的橋梁架構(gòu)聯(lián)系進行信息交互,車間中設(shè)備型號繁雜, 生產(chǎn)作業(yè)計劃可能會隨時改變的幾率大, 新設(shè)備與舊設(shè)備并存,設(shè)備層的人員主體是員工,生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜,改變計劃、材料缺 少等情況在生產(chǎn)過程中時有發(fā)生,重點設(shè)備的生產(chǎn)周期對產(chǎn)品的生產(chǎn)周期影響很大。 離散制造業(yè)的 MES 發(fā)展還處于起步階段,針對上述離散制造業(yè)的特點,離散制造業(yè) MES 的發(fā)展面臨許多困難,對待其中的研究還未能掌握到精髓。 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 13 第三章 簡易 MES 系統(tǒng)的分析與設(shè)計 主要設(shè)計思路 車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的重點是實現(xiàn)生產(chǎn)組織全過程中技術(shù)準備、生產(chǎn)計劃及調(diào)度、產(chǎn)品加工、資源保障等部門的信息共享協(xié)同工作,合理配置和調(diào)度制造資源,提高生產(chǎn)能力 [2]。實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的可視化,促進業(yè)務(wù)流程的持續(xù)優(yōu)化。針對目前企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及管理體制決定了 難以在某時刻進行完全的系統(tǒng)切換,系統(tǒng)的實施過程與系統(tǒng)的完善也是漸進的,在較長的時間內(nèi),車間內(nèi)的信息會以兩種形式 (紙質(zhì)表格單和數(shù)字化信息 )存在和流動,各模塊的設(shè)計應(yīng)對這兩種形式的信息都能產(chǎn)生和管理。 MES 系統(tǒng) 上下連通 ERP、 SCM( Supply Chain 面向 Management:供應(yīng)鏈管理)等企業(yè)信息系統(tǒng) 作為車間生產(chǎn)管理的核心 。 制造執(zhí)行系統(tǒng) 將這些信息 融合和貫通,并通過信息集成形成優(yōu)化控制、優(yōu)化調(diào)度和優(yōu)化決策等的判斷或指令??梢哉f ,制造企業(yè)生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定、均衡、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和環(huán)保目標(biāo)的實現(xiàn),企業(yè)內(nèi) 部物流的控制與管理、生產(chǎn)過程成本的控制與管理等生產(chǎn)管理活動都在制造執(zhí)行系統(tǒng)層完成 [3]。 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境 : 服務(wù)器安裝 Windows 2021 Server 操作系統(tǒng)、Office 2021 等應(yīng)用軟件;數(shù)據(jù)庫使用 ACCESS2021 數(shù)據(jù)庫;主要使用Microsoft Visual Basic 進行現(xiàn)場和管理軟件開發(fā);在系統(tǒng)服務(wù)器安裝網(wǎng)絡(luò)殺毒軟件。 本文針對以上思路,在第二章探討了制造執(zhí)行系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)(計劃、調(diào)度、數(shù)據(jù)采集、在制品管理、系統(tǒng)集成技術(shù)),本章將在此基礎(chǔ)上著重系統(tǒng)的總體設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 14 MES 功能分析 相關(guān)定義 (1)生產(chǎn)計劃 根據(jù)總廠產(chǎn)品批次計劃的交付日期、利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù),制造廠生產(chǎn)計劃。 (2)工序計劃 每個產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中大多都要經(jīng)過很多步驟,每個步驟稱作一道工序。依據(jù)工廠內(nèi)部制定的生產(chǎn)計劃與相關(guān)工序信息按工序分解生成的生產(chǎn)計劃。 (3)單元 設(shè)備 — 刀具 — 工裝 — 人所組成的加工系統(tǒng)是加工單元物理實體的重要組成部分。一個或多個這樣部分的組合便構(gòu)成一個加工單元的物理結(jié)構(gòu),工段也是一個加工單元。 制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES)是基于車間的綜合管理信息系統(tǒng),其組管理包括: 1)基本數(shù)據(jù) 管理:提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息包括零件的基本數(shù)據(jù)等; 2)工藝信息管理:包括工藝路線及工序,及相關(guān)刀具 /夾具 /量具的基礎(chǔ)信息維護; 3)數(shù)據(jù)采集:通過車間手工錄入或由各種自動方式監(jiān)視,收集來自人員,機器和底層控制操作數(shù)據(jù)以及工序、物料信息; 4)資源分配和狀態(tài)管理:指導(dǎo)工人,機器,工具和物料 協(xié)調(diào)的進行生產(chǎn),并跟蹤 記錄 其現(xiàn)在的工作狀態(tài)和剛剛完工情況; 5)生產(chǎn)單元分配:通過生產(chǎn)指令將物料或加工命令送到某一加工單元開始工序或工步的操作; 6)進度 管理:基于計劃和實際產(chǎn)品制造活動來指導(dǎo)工廠的工作流程; 質(zhì)量管理:根據(jù)工程 目標(biāo)來實時記錄,跟蹤和分析產(chǎn)品和加工過程的質(zhì)量,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量控制和確定生產(chǎn)中需要注意的問題; 7)報表管理:查看產(chǎn)品相關(guān)報表信息。功能結(jié)構(gòu)圖如下所示。 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 15 圖 功能結(jié)構(gòu)圖 ER 圖的分析設(shè)計 根據(jù)上述功能結(jié)構(gòu)圖,確立系統(tǒng)基本實現(xiàn)功能,建立九張獨表零件信息表 PARTS、作業(yè)計劃單 PROJECT、派工單 JOB、工藝規(guī)程單 CAPPHEADER、規(guī)程明細單 CAPPDETAILS、質(zhì)量信息表 QUALITY、作業(yè)進度表 SCHEDULE、夾具信息 FIXTURE、刀具信息 TOOLS、量具信息 MEASURE。 上述表都是單表結(jié)構(gòu),零件信息表與作業(yè)計劃單、質(zhì)量信息表、工藝規(guī)程單、作業(yè)進度表均為一對多的關(guān)系,作業(yè)計劃單與派工單為一對多的關(guān)系,工藝規(guī)程單與規(guī)程明細單為一對多,規(guī)程明細與夾具信息、刀具信息、量具信息為一對多。表信息如下圖所示: 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 16 圖 32 ER 圖 表結(jié)構(gòu)設(shè)計 系統(tǒng)各表的屬性如下 : 表 31 零件屬性表 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 17 表 32 作業(yè)計劃單屬性表 表 33 派工單屬性表 表 34 工藝規(guī)程單屬性表 表 35 質(zhì)量信息單屬性表 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 18 表 36 作業(yè)進度單屬 性表 表 37 夾具信息單屬性表 表 38 刀具信息單屬性表 表 39 量具信息單屬性表 代碼設(shè)計 對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫各個表進行代碼設(shè)計 ,設(shè)計詳細如下 : 1) 零件編碼 6 位 : X XX XXX 流水碼 零件形狀功能分類編碼 工廠代號 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 19 2) 計劃單編碼 : XXXX XX XXXX 本月內(nèi)計劃單順序號 計劃單制定月份 計劃單制定年份 3) 派工單編碼 : XXXX XX XXXX XXX 本計劃單下派工單順序號 本月內(nèi)計劃單序號 派工單制定月份 派工單制定年份 4) 工藝序號 : XXXX XX XXX 本月內(nèi)制定工藝順序號 制定工藝月份 制定工藝年份 5) 規(guī)程細目單里的序號 : XXXX XX XXX XXX 本工藝內(nèi)工序號 本月內(nèi)制定工藝順序號 制定工藝月份 制定工藝年份 6) 進度表編號 : XXXX XX XXXXX 當(dāng)月內(nèi)進度表順序號 制定進度表月份 制定進度表年份 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 20 7) 檢驗單編碼 : XXXX XX XX XXXX 當(dāng)天內(nèi)檢
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