設(shè)想一下未來無人操作車間模型

1、設(shè)想一下未來無人操作車間模型摘要：制藥企業(yè)是一特殊的行業(yè)，在無茵和潔凈度方面有相當(dāng)高的要求，需要盡 可能減少車間工作人員與設(shè)備。致使無法對車間級的生產(chǎn)過程進(jìn)行實時的調(diào)度安 排.導(dǎo)致生產(chǎn)與計劃相互脫節(jié)。本文為了解決這一矛盾，引入制造執(zhí)行系統(tǒng)（M ES）完成生產(chǎn)車間信息自動化。一、引言制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是90年代由MESA提出的面向車間的管理信息系統(tǒng)， 它的出現(xiàn)。在企業(yè)計劃管理和車問生產(chǎn)控制之間架起了一座信息溝通和管理的橋 梁，MES強(qiáng)調(diào)制造計劃的執(zhí)行和產(chǎn)品制造過程的控制，能夠優(yōu)化管理程序，強(qiáng) 化管理過程，量化管理效能，提高管理的透明度和敏捷性。隨著企業(yè)計算機(jī)應(yīng)用的不斷推廣，企業(yè)信息化應(yīng)用水平逐漸

2、提高，企業(yè)越來 越需要車間執(zhí)行層的管理信息系統(tǒng)。因此，如何深刻理解MES內(nèi)涵。把握發(fā)展 趨勢，在我國企業(yè)中開發(fā)和應(yīng)用好MES，對于提高企業(yè)競爭力?？s小與發(fā)達(dá)國 家企業(yè)差距是迫在眉睫的事情，也將是企業(yè)信息化水平深層次推進(jìn)的需要。制藥 企業(yè)在制造業(yè)中是一個特殊的行業(yè)，其特殊在于對無菌和潔凈度方面的要求非常 高，需要盡可能減少車間工作人員與設(shè)備，而由此導(dǎo)致無法對車間級的生產(chǎn)過程 進(jìn)行實時的調(diào)度安排，導(dǎo)致生產(chǎn)與計劃相互脫節(jié)。本文引入了制造執(zhí)行系統(tǒng)（M ES）完成生產(chǎn)車間信息自動化，解決了上述矛盾。二、生產(chǎn)車間信息系統(tǒng)針對當(dāng)前制藥企業(yè)生產(chǎn)管理中普遍存在的問題，通過對MES功能本質(zhì)的分 析，筆者提出了以下

3、三層結(jié)構(gòu)一一企業(yè)信息化（EIS）/制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES） /過程控制系統(tǒng)（PCS）、兩級數(shù)據(jù)庫平臺（實時數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫）的信息 化管理解決方案。（1）控制層（PCS）PCS層主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程的自動控制與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與初步分析。以PL C作為過程狀態(tài)和工藝、質(zhì)量參數(shù)采集的基本單元，以AS2I總線和工業(yè)現(xiàn)場總 線（Prof舊US）構(gòu)成基本網(wǎng)絡(luò)（含I/O接口模塊、傳感器、開關(guān)、智能儀表、A S2I總線主站、計算機(jī)通訊接口程序等）；工業(yè)現(xiàn)場總線采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Pr ofiBUS2DP），總線兩端有終端電阻。這樣結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)具有擴(kuò)展性，維護(hù)方便； 高性能的工業(yè)控制計算機(jī)和對成熟組態(tài)軟件WinCC的

4、二次開發(fā)形成車間現(xiàn)場數(shù) 據(jù)的監(jiān)控系統(tǒng)。（2）執(zhí)行層（MES）MES層的主要功能是動態(tài)的生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)過程實時監(jiān)控和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分 析。MES系統(tǒng)主要由MES軟件、MES數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、MES調(diào)度臺、車間作業(yè) 信息顯示屏等構(gòu)成，采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接；該網(wǎng)絡(luò)連接集中于 中央節(jié)點，便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和資源配置，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中一個節(jié)點出現(xiàn)故障時，易于進(jìn)行 隔離檢測和維護(hù)，不會對其他節(jié)點造成很大影響，不會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的崩潰，同 時網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的接線方式也便于系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。（3）企業(yè)信息化層（EIS）計劃層即企業(yè)資源規(guī)劃層（EIS），EIS層主要進(jìn)行管理決策與生產(chǎn)計劃， 重點突出EIS管理平臺的建設(shè)。目前，

5、適于不同需求的EIS系統(tǒng)已較成熟，可 直接用于計劃層的信息管理。通過建立企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)（Intranet），實現(xiàn)計劃 層內(nèi)部信息的傳輸及計劃層、執(zhí)行層之問信息的交互；并通過與互聯(lián)網(wǎng)（Intem et）的連接，建立企業(yè)公共信息發(fā)布與電子商務(wù)的平臺。三、車間監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)圖4-3中的陰影部分主要位于MES層，是車間生產(chǎn)信息化管理方案的核心, 即車間監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。它通過對制造過程的實時監(jiān)控和動態(tài)調(diào)度，根據(jù)ERP下 達(dá)的生產(chǎn)計劃，利用車問的各種生產(chǎn)資源、生產(chǎn)方法和豐富的實時現(xiàn)場信息，快 速、低成本地制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品。車間監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)功能包括：從計劃管理層 獲取日生產(chǎn)計劃；對生產(chǎn)車間資源的管理

6、，如任務(wù)訂單、物料與在制品、生產(chǎn)設(shè) 備、人員等；生產(chǎn)車間作業(yè)調(diào)度；車間生產(chǎn)過程監(jiān)控：車間生產(chǎn)過程信息在線統(tǒng) 計；主調(diào)度終端與各工序終端之間進(jìn)行消息傳遞和數(shù)據(jù)庫共享。圖4-3基于MES和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)（1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計以能夠及時、準(zhǔn)確、有效地滿足系統(tǒng)功能為首要目標(biāo)。在數(shù) 據(jù)庫建立時，需要將各種信息分類和歸納，通過建立不同功能的表和相應(yīng)字段保 障數(shù)據(jù)信息的完整性和有效性。以下數(shù)據(jù)庫的設(shè)計以滿足第三范式為標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán) 格遵守參照完整性規(guī)則。監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換中心，它的 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)內(nèi)容是系統(tǒng)其他終端模塊建立的參照藍(lán)本。根據(jù)車間調(diào)度系統(tǒng)的功能需要，以及數(shù)據(jù)實時

7、統(tǒng)計和及時上報管理層的要求，調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器采用SQLServer2000數(shù)據(jù)庫，分為統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫。(2)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)采用ARM+WINDOWS CE瘦客戶機(jī)/服務(wù)器(Thin-C lient/ Server)體系結(jié)構(gòu)，將調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用程序的配置、管理、維護(hù)和運(yùn)行都放 在調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器上完成，而Windowsdows終端只作為簡化的人機(jī)接121界面 為用戶提供服務(wù)，從而極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的集成性和可維護(hù)性。監(jiān)控模塊：主要包括設(shè)備狀況監(jiān)控和生產(chǎn)流程監(jiān)控兩個子功能模塊。設(shè)備狀 況監(jiān)控子模塊，與系統(tǒng)控制層的PLC終端進(jìn)行通信，用于對生產(chǎn)系統(tǒng)中各主要 加工機(jī)床的運(yùn)行狀況進(jìn)行在線

8、監(jiān)控。在被監(jiān)控的設(shè)備出現(xiàn)故障時，自動報警。生 產(chǎn)流程監(jiān)控子模塊與監(jiān)控層的Windows終端進(jìn)行通信，用于對生產(chǎn)系統(tǒng)中各任 務(wù)的加工進(jìn)程進(jìn)行在線監(jiān)視。作業(yè)調(diào)度模塊：主要功能是進(jìn)行車間的生產(chǎn)調(diào)度。該模塊即可以采用基于瓶 頸分析的啟發(fā)式算法對整個生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行自動的實時動態(tài)的生產(chǎn)調(diào)度；也可以由 車間調(diào)度員，根據(jù)自己的經(jīng)驗和對車間生產(chǎn)狀況的分析，采用調(diào)度模塊提供的一 些常用的調(diào)度規(guī)則對各工序分別進(jìn)行排產(chǎn)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊：主要是針對生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)質(zhì)量等方面信息的在線統(tǒng)計，如 機(jī)床利用率、平均在制品庫存、加權(quán)誤期任務(wù)數(shù)等。長期的統(tǒng)計分析結(jié)果可以從 管理層統(tǒng)計系統(tǒng)查詢獲得；短期的統(tǒng)計分析可以統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù) 據(jù)作為數(shù)據(jù)源進(jìn)行在線數(shù)據(jù)分析，為確定生產(chǎn)瓶頸和在線生產(chǎn)與質(zhì)量提供依據(jù)。四、結(jié)束語對企業(yè)來說，能夠?qū)崿F(xiàn)所購買的ERP系統(tǒng)是前提，能穩(wěn)健運(yùn)作并發(fā)揮ERP 系統(tǒng)的優(yōu)勢提高自己企業(yè)的競爭力更是關(guān)鍵。自動化對于一個企業(yè)、團(tuán)體乃至一個國家都有十分重要的影響，隨著科技的 不斷發(fā)展，工廠的自動化水平越發(fā)的提高，在這個競爭十分激烈的社會中，提高 自身能力是至關(guān)重要的。未來操作車間的