浅析MES系统在镀锌生产线上的应用

朱博

六盘水职业技术学院 贵州 六盘水 553001

引言

在大数据时代背景下，信息化发展势在必行，借助信息技术手段实现生产线柔性改革，不仅可以提高生产效率，降低生产成本，还能够提高生产质量，并且为生产技术发展提供数据参考。MES系统全称为制造执行系统，在生产序列模块中也可体现其执行功能。高强汽车板的各条产线均以MES系统作为产线生产指导工具；订单设计完成后，将产品控制计划及客户要求数据化，通过信息化系统传递和承接流入到MES系统中。MES系统作为信息化管理工具的一分子，在产品生产过程中起着承上启下的作用：承接用户要求、承接上游工序判定意见及部分必要产品信息；参照MES系统了解用户需求、产品生产顺序进行生产、检验、判定工作，直到产品打包入库。而MES系统作为一个建立在信息化技术上的管理系统，引入了RFID和PLC等技术，构建形成了一个实时性、远程性、信息化、自动化的管理体系，将其应用在镀锌生产线中，能够有效收集生产信息数据，自动响应各个生产环节的数据请求，最大程度保证生产稳定有序落实。

1 MES系统在生产线上的应用作用

近几年来，生产线信息化、自动化技术不断发展变革，控制技术和通信技术相结合，控制效率、控制水平也得到了改善提高，但在社会不断变迁的过程中，对实用性、稳定性提出了更高的要求。信息化管理系统是工业生产发展的主要推动力之一，目前在市面上得到了广泛应用，出现很多融合了PLC技术后的管理控制系统，可以在不依靠人力的基础上让生产线条稳定有序的落实[1]。比如：各大工业生产企业内自动运行的生产流水线，就是依靠这些信息化管理系统运行的，能够从远程观察、了解生产线工作情况，并且及时调整生产线上的数据情况。以EMS系统为例，就是一种典型的信息化管理系统，其融合了RIFD电子标签技术、OPC技术、PLC技术，对生产线上的数据实现了综合性管理，生产编号、材料重量等基础性数据以及生产参数都会被录入到数据库中，不仅如此，生产过程中产生的数据参数也会被统一处理，经过大数据、云计算技术的处理后形成生产报表、生产记录，为管理层和一线员工提供数据参考，直观的展现出声现象上存在的问题，确保生产线管理工作得到真正的落实。MES系统作为生产过程执行系统，发挥了在信息化系统中的核心地位的特点，通过中间件SAPXI、中间件TIBCO以及WEB server等通信接口的友好互通，与周边系统保持着良好的通讯，实时收集生产数据、生产状态数据、设备运行数据、质量数据、物流数据等信息，成为公司的信息数据收集平台，为数据的挖掘提供了真实、有效的数据基础，为数据分析提供了可靠的数据来源。同时，MES系统有着物理性能直观化的应用能力，它可以按照产品的订单设计，自动抓取物理性能的执行标准，质检岗位通过检验计划的系统查询，即可了解物理性能的检验方法，有效提高人员的检验效率，减少检验方法的出错率。另外，MES系统使得成本核算变得更简单，生产数据按照SAP系统下发的BOM进行合理的分摊，减少人为干预的因素导致成本核算不准等问题的发生。分摊好的数据，定时自动形成日成本、月成本，为生产管理者提供了成本核算数据，为企业实现高产、高效、高质量、低成本的目标，加快了管理决策的执行[2]。这一系列特点使MES系统成为数据收集平台，我们应该利用这一有利的因素，对收集的数据进行不断挖掘、加工，学习运用分析数据、提炼数据的方法，最终输出各种有效数据提供给技术、生产、设备和管理等部门，作为工艺优化改进、生产效率提高、设备改善提升的数据支持，为企业良好发展提供信息化的基础支持。

2 MES系统实施过程中应注意的问题

2.1 做好规划、界定范围

MES系统是企业信息化建设中的一个重要组成部分。针对企业生产经营中各项业务的需求，而企业的信息化建设是一个系统工程。必须有针对性做好企业信息化建设的规划。因此，实施MES系统之前，首先必须做好规划，界定MES系统在企业整个信息系统中的位置与作用，以及各个系统之间的连接。做好规划，有两个方面的内容。一是规划好MES系统与各个层面之间的功能界定与接口连接。另—个是可以依据企业实际的业务需求与信息化建设情况，将MES系统规划为成基于平台的开放系统。

2.2 选择平台、运行流畅

MES系统思想来自于国外先进的生产管理经验。目前国内多数生产指挥系统的实施都需要建立在国外已经较为成熟的软件运行平台上，因此，需要实施的软件公司进行二次开发。

2.3 注重接口、上下连通

MES系统以生产调度、生产管理为中心的信息系统。又与上层的企业资源计划系统 ERP密切相关，既与自动化程度较高的底层自动化系统、数据采集系统相联系。

3 MES系统具备的优势

3.1 精益生产

相对于传统管理方式，MES系统的优势最突出的一点是能够促进并实现制造企业的精益生产[3]。MES系统能够对生产线、工艺、生产物料、产能等信息进行信息化、自动化、智能化管理，对于生产计划的制定和生产需求的满足具有客观、合理、精准的优势，帮助企业实现精益化生产制造的目标。

3.2 生产透明化

MES系统的优势的第二个重要体现就是实现了生产透明化。MES制造执行系统采用工业条码技术，运用计算机代码对工厂车间的生产流程、生产操作人员、制品、生产设备、物料及计划指令等进行全面管理与控制，实现了生产透明化监督与管理。

3.3 生产过程可追溯

MES系统通过代码对整个生产流程中每个车间、每条生产线、每道工序的所有信息进行统计、分析、反馈，实现生产过程全程的可追溯管理。

3.4 信息管理智能化

MES系统在对生产过程中需要的人、机、物以及合理的时间计划等资源进行合理利用，掌握生产过程中每个工序中心的信息数据，相比传统人工管理，MES系统随信息的管理具有科学、合理、高效的优势。

3.5 有效防止信息失真

MES系统采用透明化的生产监控技术，使得生产过程全程可控，能够实时掌握生产过程中的所有信息，促进生产计划的调整，防止信息失真，保证生产信息的即时性与准确性。

4 MES系统在镀锌生产线上的应用分析

由上可知，MES系统在镀锌生产线上的应用从根本上实现了生产线控制自动化和智能化管理目标，同时也实现了远程终端管理，管理层可以从远程系统上调节生产线上设备的工作参数和状态[4]。总的来说，加强MES系统在镀锌生产线上的应用，可以提高生产线上各类机械设备运行的安全性、时效性和可操作性，最大限度满足生产需求，确保生产线稳定有序的落实。

4.1 信息录入环节的应用分析

信息录入是MES系统在镀锌生产线上的应用中的基础环节，直接关系到后续的管理控制工作开展效果。镀锌生产线上的工艺步骤较为复杂，对参数叔叔要求较高，任何一个环节出现问题都会影响到最终的生产质量。一般情况下，镀锌生产线以直线式为主，所有镀锌槽都会按照顺序排成一条直线，根据设定的顺序、程序完成生产，在生产过程中上下挂具承担着非常关键的作用。因此，MES系统在进行信息录入时，需要对上下挂具的基础信息进行全面的收集，包括但不限于产编号、客户名称、材料名称、材料数量、材料重量、锈蚀程度、工艺要求、操作人员、班次、是否脱锌、是否管件、是否超大件、油污程度等。并且拍摄挂具图片上传到数据库中，在此基础上，系统会对挂具信息进行识别，图片和挂具上的信息确认一致后，生产线就会自动运行。信息录入作为EMS系统开展后续管理的重要参考，如果出现信息不一致或者信息不完整的情况，生产线不会正常运行，还会发出报警信号。

4.2 生产工作环节的应用分析

4.2.1 工控机的应用分析。工控机是MES系统中最为关键的一环，工控机是数据库的载体，保存着生产线上的各类信息，并且和其他工作站实现数据交互。不仅如此，工控机也是OPC技术的载体，是联系PLC技术的中介，在实际应用中，必须要保证工控机的稳定运行。PLC技术接收到的电子标签经过OPC转换后，转发给工控机，然后工控机从数据库中调取相关参数，下发到相应的PLC驱动生产。工控机会根据PLC上传的信息对相机进行控制，确保所有的数据得到保存，全面眼睛的记录生产流程。

4.2.2 PLC的应用分析。PLC工位作为生产线的直接驱动媒介，也是控制生产线的关键。从镀锌生产线的角度来看，一共分为OP轨道车转运工作站、转运坑工作站、环轨区工作站三个方面。分别承担着挂具控制、参数控制、数据记录等任务，三个工作站记录的信息基本你想通，其中OP轨道车转运工作站相对特殊，需要对酸洗生产环节中产生的数据进行记录，包括生产编号、生产时间、结束时间、浓度、时长等，转运坑工作站、环轨区工作站需要记录的信息相同，前者记录的是挂具离开工位的时间，后者记录的是结束的时间。

4.3 实际生产环节的应用分析

以某生产企业为例，在MES系统在镀锌生产线上应用后，生产过程控制工作质量得到极大的提高，为后续的自动化控制提供了全面、准确、实时性的数据，真正实现了柔性生产。借助RFID技术后，识别系统得到有效落实，数据准确性得到保证，信息交互效率大幅度提高，实时性信息的准确性得到保证，生产可视化问题得到解决，信息数据的追踪问题也得到系统解决，能够更加准确的了解生产线的生产情况。

5 结束语

综上所述，随着MES系统与镀锌生产线的逐渐对接，会使得MES系统的库存管理更加智能化，新业务流程不断增加，较好的验证了二期改造后的MES系统的可扩展性，MES系统将会在不断的优化、改造中更好的执行于生产，服务于企业。MES系统在镀锌生产线上的应用，让生产过程真正实现了信息化，不仅借助网络摄像机、监控器等设备实现了实时性监控，还配合大数据、RFID技术、PLC技术实现了数据收集、数据处理、数据管理等功能，全面准确保存相应的生产数据。在MES系统的辅助下，镀锌生产线的生产质量得到保证，可以更加系统的展开生产管理控制，让生产效率得到根本上的提高。也可以更好地完成生产数据优化，不断提高生产水平和生产技术。