面向制造执行系统的可视化方法应用

李静

摘 要：本文在在MES系统介绍的基础上，提出生产分派可视化、任务操作可视化、库存管理可视化、质量管理可视化，将可视化管理方法应用到MES系统中。

关键词：MES系统；可视化；应用

1 MES系统概述

MES在应用上，主要依托于收集底层与生产相关的信息和数据，并根据数据，安排短期的生产作业计划，并对其调度、监控、进行资源调配和生产过程的优化。在生产过程中在生产调度管理、人力资源管理方面发挥着重要功能，同时能对现场数据进行实时采集，对详细的生产计划和资源分配进行管理，涵盖了生产管理的诸多方面。MES具备与计划层和控制层保持双向通信能力，从下层系统接收生产过程现场的实时数据，对实时事件、实时数据进行及时的加工和处理，然后向上层系统反馈结果。MES是一种较为先进的生产经营管理方式，涵盖了制造系统中的生产计划、进度安排、物料流动和跟踪、过程控制和监视、质量及设备的维护管理等多方面，实现了制造执行系统的进一步优化。一是工序详细调度。通过相应的作业排序和作业调度优化车间作业计划，提高生产作业效率和性能；二是资源状态管理。指导作业者、机器、物料和工具如何协调运作，跟踪资源状态；三是生产单元分配。通过使用生产单元的分配功能，MES将生产产品的原物料同作业指令，向相应的加工单元进行传输，对工序操作进行指导，提高了生产经营的统筹协作和工作效率；四是文档的管理和控制功能。通过使用文档管理和控制功能，MES将产品的相关信息，包括产品数据和标准、工艺流程等，作业指令一起向相应的加工单元进行输送，并收集和记录活动过程的全程，提高了工作的统筹协调性，而且在产品的标准和数据、工艺流程等方面能得到很大的改善；五是产品跟踪和清单管理。通过使用产品跟踪和清单管理功能，MES能监视工件任意时刻的位置和状态，对产品或组件的加工工序、加工结果的数据进行收集和记录，为企业和用户提供每个产品组件或最终产品的可追溯性记录；六是性能分析。通过使用性能分析功能，辅助管理者进行对产品性能、过程运作进行改进和提高，将产品实际制造过程中测定的结果在线显示输出相应的报告；七是作业人员管理。通过使用作业人员管理功能，MES及时提供作业人员的状态和信息，实现人员、物料、设备、信息和工具在生产作业计划中的“集成”，生产作业流程的协同性得到改善；八是过程管理。监视生产过程，进行自动校正或为操作者提供决策支持；九是设备的管理和维护。通过使用设备维护管理功能，收集和监控有关数据，为设备的维护提供科学的指导，并对相关的设备维护和管理人员提供技术参考。通过数据收集和维护指导保证机器设备的正常运转；十是质量和实验室管理。跟踪和分析产品在加工过程中各工序的质量状况；十一是过程数据釆集。收集来自人员、机器、设备、操作、工序、物料等方面的信息，为系统和客户进一步使用。

2 MES中可视化管理的实现手段

2.1 触摸屏技术

触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成，触摸检测部件用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；觸摸屏控制器收触摸信息再转换成触点坐标送给同时能接收命令，并严格的执行操作。传感器的触摸屏通常分为红外线式、电阻式、表面声波式和电容式触摸屏四种。触摸屏相当于传感器，用户触摸时被触摸位置的坐标通过控制器进行检测，将触摸信息传送到控制器，得到输入信息。触摸屏系统包括触摸检测装置和触摸屏控制器两部分。触摸屏信息采集工具实现了和底层数控设备及测量设备的集成，对生产过程中的相关设备的运行状态和运行时间进行数据的采集和监控，关键设备的利用率得到提高；对生产过程进行实时采集和分析，然后向上游企业管理软件进行反馈。

2.2 电子看板

利用生产看板能实时掌控日计划执行情况，实现对工作中心任务的监控，了解车间生产情况，为管理决策提供数据参考。电子看板是目视化管理的一种表现形式，将车间生产线的工艺直观反映在计算机监视屏幕上，管理人员动态获取实时信息，实现了对生产现场的监督与控制。生产运用中电子看板形式繁多，比如产线电子看板及时反馈生产活动信息；物料电子看板及时反馈物料状态信息；机台状况电子看板及时反馈现场机器生产状态；人员状况电子看板及时反馈现场人员生产状态；流程及品质控制看板及时反馈现场状态和工位品质状况。

2.3 安灯指示灯

安灯系统是为了JIT发生的问题及时处理而安装的系统，使同一系统员工互通信息，尽快找出问题根源。安灯系统分为以下几种。操作方面的指示等通常在密集的流水线车间和生产线应用；质量方面的指示灯通常在一些关键工位设置；物料方面的指示灯主要对物料进行拉动，使现场物料能得到随时随地的供应；看板方面安装指示灯主要是岁装配行业拉动物料使用的一种模式，制造业使用电子看板自动拉料较多，要及时提醒看板收集人员收集看板。

3 MES系统中的可视化方法应用

3.1 生产分配可视化

管理生产单元以适当的顺序分派信息，及时执行和修改作业。是把生产任务分配给设备和人员的生产流的活动，生产分配的可视化能够使分配的过程可视，派工效率提高，操作者能及时得到相关的数据和信息，便于管理者查看派工信息。

3.2 任务操作可视化

任务操作可视化主要体现在操作者任务完成情况反馈，实现车间之间的信息共享，可利用触摸屏进行人机交互、实现数据采集，利用安灯系统对超出可接受范围的过程改变进行报警。

3.3 库存管理可视化

库存管理可视化主要体现在物料的库存量的可视，物料转换、物料移动的可视等。

3.4 质量管理可视化

提供从制造釆集的测量数据实时分析，确保正确的产品质量控制。可视化在质量管理中的应用主要体现在质检任务流程的可视，通过人机交互的触摸屏采集数据，规范操作行为。

4 结语

制造执行系统MES在企业中的应用，使制造作业更加快速和高效，大量减少了人工介入，生产经营成本降低，企业的资源得到了流通和配置的最优化。

参考文献：

[1] 阚晓慧.面向制造执行系统的可视化方法应用研究[D].大连理工大学，2014.

[2] 杨海素.面向MES的制造过程信息采集与处理系统研究[D].南京理工大学，2014.

[3] 王琦峰.面向服务的车间制造系统运行模式及支持技术研究[D].重庆大学，2009.

[4] 林巨广.面向装配过程的可视化制造执行系统及其关键技术的研究[D].合肥工业大学，2007.