离散制造生产过程执行管理系统概述

离散制造生产过程执行管理系统概述

摘要 在离散制造的过程中，其生产过程的管理，具有较高的难度，需要设计专业的管理系统，实現管理的目的。在这一基础上，而本文将阐述离散制造生产过程执行管理系统的目标、原则，分析其执行管理系统的设计方案，同时针对其中存在的风险，提出具体的解决对策。通过本文的分析，的其目的就是强化离散制造生产过程的管理，提高系统的可行性，以期为相关人员提供有价值的参考。

关键词 离散制造；生产过程；执行管理系统

前言

离散制造生产过程执行管理系统，实际上就是MES。MES的主要功能，就是帮助离散制造企业，采集生产数据、跟踪生产数据、控制生产质量、监控生产过程，同时还能够优化物料管理。基于这样的方式，能够提高生产指令执行的有效性，降低各个环节的成本，甚至可以实现可视化管理。另外，采用MES，能够为企业向工业4.0时代迈进夯实基础，实现构建智慧工厂的目的。

1 离散制造生产过程执行管理系统的目标与原则

1.1 系统目标

为了能够实现MES的设计，其最为主要的就是明确其系统的主要目标，具体包括以下几点：

（1）MES系统，需要与ERP、SCM、EAP、PDM、SPC等系统，实现相互协同，同时还需要在各个系统之间，实现无缝连接。

（2）MES系统在应用的过程中，需要对库存进行透明化、精细化的管理，同时最大程度地提高物流的运转效率，从而能够缩短生产工期，降低生产成本。

（3）通过MES系统，企业能够对包装的数量、当前的库存量等，进行实时控制，避免影响出货的质量、效率，以此来强化管理。

（4）MES系统，具备工艺自动防呆的功能，其产量以及直通效率，都能够被企业的管理人员，进行实时获取，进而可以为制定生产计划，提供可靠的数据。

（5）运用MES系统，其可以在成产的过程中，提高其透明化的程度。而这样的方式、功能，便于管理人员及时发现生产线中所存在的问题，进而进行及时治理。

1.2 构架原则

在设计MES系统的过程中，为了能够切实实现其目标，就需要将基本原则，严格落实在工作中：

（1）先进性原则。采用先进的计算机技术，如双机户备份技术、双机热备份技术、容错技术、多媒体技术、RAID技术等；运用先进的网络技术，包括管网技术、网络交换技术、监控技术等；将先进的管理技术、理念等，应用其中，提高MES的科学性。

（2）实用性原则。在设计MES的过程中，考虑用户数据处理的可行性、便利性，同时将用户的业务层次纳入考虑的范围中；在设计中，应该采用总体设计、分步实施的方案，以此便于随时对系统进行优化改正，增强其实用性。

（3）安全性原则。MES系统需要为用户提供保密机制，从而保证各个单位之间，其信息能够及时、安全、有效的传递；系统需要提供更加完善的管理手段，强化安全保密机制，所以需要对服务器、数据库进行合理的选择，确保保密机制的有效性。

（4）灵活性原则。在设计MES时，需要对用户界面的灵活、友好、方便等因素，进行全面考虑，使其能够在权限范围内，实现系统之间的相互切换，提高系统的可操作性。

2 离散制造生产过程执行管理系统设计方案

2.1 集成架构

MES系统的集成架构，主要包括：与离散实实时数据集成、与关系业务数据集成、与ERP集成、与应用系统集成。具体内容的如下：

（1）与离散实时数据集成。①DNC网卡方式，能够对机床各类信息，进行及时搜集；②PLC采集，基于PLC对机床I/O点进行直接采集，然后将及时将其传递至数据库中；③RFID采集，采用射频识别技术，对物料批次数据、计量数据、采集数据等，进行全面、自动采集[1]。

（2）与关系业务数据集成。业务数据的多表征业务，其关系主要是抽取数据库中的数据关系，如能耗数据、分析数据、质量检验、排程、订单等。

（3）与ERP集成。在执行MES的过程中，ERP系统能够提供物料、订单的数据，同时支持ERP集成，并将日计划发送至第三方接口。然后，平台会结合数据对自身业务进行读写。

（4）与应用系统集成。在MES中，包含很多子系统，如仿真系统、分析监测系统、地理信息系统、视频系统等，所以平台的构建应该具备较强的开放性，便于与子系统进行连接，从而构建一体化、综合性质的平台。

2.2 系统平台

在MES系统中，其存在一个基础平台，包含前台、后台。其中，前台的作用就是可视化分析，提供UI并帮助客户完成工作；后台主要就是信息建模、系统配置、数据管理等。具体来说，MES的基础平台主要涉及以下几方面：

（1）系统配置。平台主要提供面向对象的基础信息配置功能，用户能够结合自身的需求，对表单信息、权限信息、用户信息、风格设置、系统登录等，进行个性化设置。系统配置主要包括权限管理、用户管理功能等。

（2）权限管理。MES系统，提供统一的用户管理、结构管理，同时页面配置权限、操作权限也具有统一性。通过这样的方式，能够便于企业对各个系统进行统一的模型授权，以此来减少用户混乱、系统模式混乱的现象。就页面来说，由于存在不同级别的浏览权限配置，所以权限不同的用户，在登录以后，会显示不同的页面、数据[2]。

（3）可视化组件。对于平台页面的布局，用户能够对其进行调整，并通过拖拽的方式，调整画面的内容、位置。实际上，页面的配置具有较强的灵活性，支持组件、网页的插入，而组件还支持不同数据的绑定、触发，便于以最快的速度，找到数据流的对象属性。

3 离散制造生产过程执行管理系统设计的风险与对策

3.1 软件技术风险及对策

在设计MES系统的过程中，主要存在三方面的技术风险，即知识产权保护风险、源代码管理风险、技术人才资源储备风险。为了能够积极应对这三种风险，其主要的措施为：（1）知识产权保护。在企业内部，应该积极对保密文件進行分类、管理，并细化查询的规则，商业机密扩散的范围，对企业信息、商业信息均进行优化保护，重视合同中商业机密的保护条款。另外，企业在研发项目的过程中，需要与参与人员之间，签署详细的保密协议，以此对技术进行保护。

（2）源代码管理。对这一环节中存在的风险，可以采用内网部署SVN源代码管理服务器的方式，实现源代码管理的目的。每天在编写新源代码之前，工作人员都需要在SVN中对源代码进行更新。而在完成代码的编写以后，同样需要从SVN对项目的源代码进行更新，然后进行测试。通过测试后，企业就应该及时将代码，交给Review人员完成Code Review，最后签入到SVN中。

（3）技术人力资源管理。企业在设计MES的过程中，为了能够优化人力资源管理，就需要落实以人为本的原则，从而进一步提高技术核心技术人才的待遇水平，同时积极营造和谐的竞争环境，为所有的人才提供广阔的发展空间。在未来的发展中，企业可以采用长期激励的形式，培养“一支一流”的技术人才，增强其创新能力。

3.2 设计与实施的难点及对策

在设计、实施MES的过程中，存在很多难点，需要企业进行一一解决：

（1）工艺及生产组织的难点与对策。就离散制造业来说，其主要的特点就是生产组织管理难、工艺路线复杂，通常一个零件需要经历多道工序才能够完成。同时，生产组织的管理个工作，也相对复杂，包括首工序送料、送检即报工等[3]。针对这样的问题，其主要对策为：①应用RFID技术，以此解决物料跟踪与验证、批次拆分、一工序多工步等数据采集的问题；②对终端进行详细分类，如普通终端、开卡终端、待料区终端、转运终端、快速终端等，从而解决工序复杂的问题；③在设计MES的过程中，可以采用多线程同步技术、分层设计技术等，访问上下层信息接口，然后再利用无线组网模式、通讯程序等，实现信息共享。

（2）排产规则设计难点及对策。依据离散性制造业的特点，在将任务向设备加工机台类或班组类工作中心“推”时，存在很多的难点问题需要解决。其中，最为主要的就是排产规则，其对策为：①顺序加工原则，所有的订单，都应该按照工艺路线的顺序完成加工；②工序交货期优先。订单交货时间与下单时间的差，依据这一结果对各个工序的时间进行分配，最终推算出每个车间的交货期。

4 结束语

综上所述，MES系统对于离散制造业来说，具有不可忽视的重要作用，需要基于恰当的技术，对其进行设计、优化。在这一基础上，增强了MES系统的性能，创新了企业对车间生产的管理方式，并进一步提高了生产的质量、效率。所以，基于本文的分析，将MES系统应用在离散生产中，具有较强的可行性。

参考文献

[1] 黄少华，郭宇，查珊珊，等.离散车间制造物联网及其关键技术研究与应用综述[J].计算机集成制造系统，2016，（1）：29.

[2] 赵剑明，尚文利，曾鹏.工业无线通信技术讲座第六十七讲离散制造数字化车间信息安全关键技术[J].仪器仪表标准化与计量，2018，（01）：15-18，44.

[3] 陈程，孙洁香，尹作重.离散制造企业面向订单装配（ATO）模式下柔性装配生产计划的研究[J].制造业自动化，2017，39（11）：15-17，27.