MES數據采集系統之案例分(fēn)析

随着社會市(shì)場需求的不斷變化(huà)，傳統生(shēng)産車間内的數據采集技術無法跟上(shàng)市(shì)場變化(huà)的需求，容易出現數據記錄滞後、實時監控困難等問題，造成了(le)車間的生(shēng)産效率低(dī)、産品質量低(dī)。

在全球信息化(huà)的時代背景下(xià)，企業内的信息化(huà)管理(lǐ)可有效促進經濟的發展。傳統的車間管理(lǐ)系統無法适應時代的變化(huà)，很難滿足消費者的需求。

研究一(yī)種新(xīn)的數據采集技術，實時記錄生(shēng)産信息、靈活應對生(shēng)産需求，對實現智能(néng)化(huà)的信息管理(lǐ)發揮着重要作(zuò)用，同時也(yě)能(néng)夠保證生(shēng)産數據的有效性。

今日分(fēn)享數據采集應用——以某車間爲例：

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采集技術分(fēn)析

生(shēng)産過程數據的采集實際上(shàng)就(jiù)是對監控對象的數據進行采集，這些(xiē)監控對象都可以使用掃描二維碼來監控。在原材料輸入經過生(shēng)産加工至産品完成的過程中，一(yī)般都是對産品、人(rén)員、物流、設備等進行監控。

系統可實時采集生(shēng)産過程數據，并将數據保存在數據庫中，這種監控的目的就(jiù)是爲了(le)及時發現在生(shēng)産過程中出現的問題，并在事(shì)後發現問題時能(néng)夠得到有效的追溯。。

在工序的入口、設備、手持式讀寫器(qì)或其他數據采集設備上(shàng)都可以采用數據采集器(qì)，其中工序入口和設備上(shàng)采用的都是二維碼讀取頭器(qì)，使數據采集過程更加連貫。使用這種方式，可增加覆蓋面積，覆蓋 10-100 米之内的範圍。

▲圖1 MES 生(shēng)産車間應用過程

将設計的基于 MES 的數據采集系統應用到該生(shēng)産車間中（圖 1），爲該企業的信息化(huà)管理(lǐ)提供了(le)解決方案。該系統采用 RFID 技術是一(yī)種非接觸式的自動識别技術，可利用電磁波感應進行快(kuài)速的數據采集，适用于多種惡劣環境，不用擔心由于生(shēng)産車間環境爲數據采集帶來的困難。這種通過電磁波感應或傳播來實現的數據通信技術，具有體積小、使用靈活、存儲量大、安全性高、速度快(kuài)等優點，可以适應多種無人(rén)化(huà)的生(shēng)産模式。而且使用 RFID 技術可以減少人(rén)工操作(zuò)，提高信息的讀取度，便于下(xià)一(yī)步的加工。

RFID 技術的實施是在 EPR 的基礎上(shàng)完成的，RFID 掃描的條碼信息是由EPR 來提供，并生(shēng)成能(néng)夠被唯一(yī)識别的電子(zǐ)标簽，另外還有ZigBee 數據采集器(qì)的幫助，可對舊設備原有的管理(lǐ)系統進行補充，爲該系統的實施降低(dī)了(le)難度。

02

數據采集過程

在進行數據采集的過程中，主要包括人(rén)員數據的采集、物料數據的采集、設備數據的采集以及産品質量數據的采集。該系統可發放(fàng)人(rén)員的調度任務，通過對人(rén)員工作(zuò)的出行狀态、出行時間、産品加工時間等主要信息的采集，來确定人(rén)員的生(shēng)産數據。物料數據的采集是使用二維碼标簽來進行分(fēn)區管理(lǐ)，在不同的區間内對産品進行工序号和加工數量等信息的讀取。

車間的生(shēng)産設備自動化(huà)程度不高，在采集時主要是對設備的運行狀态和産品加工的數量進行采集。讀寫器(qì)可讀取設備的編号、操作(zuò)員工的編号、工号以及讀取時間等設備信息，在設備運行到一(yī)定程度或發生(shēng)故障時，系統能(néng)夠及時向相關部門發送信息，以便相關人(rén)員對設備進行維修。另外所有設備的運行信息都會被保存到數據庫中，每運行一(yī)次數據庫都會進行一(yī)次更新(xīn)。

生(shēng)産的産品質量是整個生(shēng)産管理(lǐ)部門的重點，若生(shēng)産工序不在控制範圍内，就(jiù)會造成後續一(yī)系列加工浪費的情況，及時向管理(lǐ)者反饋生(shēng)産的産品質量，有利于減少加工的質量問題。在生(shēng)産過程中一(yī)般有自檢、互檢和專檢三個質量檢測制度，完成産品的加工後，質檢人(rén)員需要對産品質量進行檢測并記錄産品的質量檢測情況，可根據産品的具體情況進行相應的處理(lǐ)。

在生(shēng)産過程中發生(shēng)問題的一(yī)般是采用生(shēng)産自檢模式，通過提交質檢申請，對編碼有問題的闆件進行上(shàng)報，等待審核通過；而他檢是在産品的最後環節，待産品生(shēng)産結束之後，由統一(yī)的檢查人(rén)員産品進行質量檢測，并将合格與不合格的都計入産品檔案。産品的這些(xiē)工序都完成之後，這個産品才算(suàn)結束，然後才能(néng)給用戶使用。

03

車間應用效果

将設計的 MES 系統應用在車間上(shàng)，并進行統計。該車間的生(shēng)産數據管理(lǐ)方面，數據按照一(yī)定的采集規則實行采集，并用四個班來進行比較，可以發現數據采集的更爲準确。使用上(shàng)線對系統進行監控，并查找數據和物料之間的聯系，找到數據産生(shēng)差異的原因，自動對數據進行恢複與糾正。在調度日報生(shēng)成方面，将之間的人(rén)工采集錄入改成系統彙總，形成企業的調度總結。

該系統在整體上(shàng)減少了(le)數據彙總時間，之前的調度日報都是在 26 小時之後完成，而該系統隻需要兩個小時，比之前的調度彙總提前了(le)整整一(yī)天時間，大大提高了(le)企業的工作(zuò)效率。調度日報隻是其中的一(yī)小部分(fēn)，而統計業務的變化(huà)才更加直觀。上(shàng)線之前的統計業務并不做日平衡，隻會在每月(yuè)(yuè)的月(yuè)(yuè)底進行盤點，使用該系統之後，可實現日累計數據，并進行日、旬、月(yuè)(yuè)的平衡。另外由于 EPR 的技術支撐，使統計報表業務更加便捷。

在該方案實施的過程中，對于設備數據的采集需要不斷調試修改，直到最後能(néng)夠滿足應用要求。由于不同廠家的機床參數不一(yī)樣，在購買相應硬件設施的時候需要權衡設備的性能(néng)以及應用環境，以求能(néng)夠最大程度的滿足該方案的實施标準。

在實際的應用中，車間需要考慮 RFID 的掃描尺寸、條形碼的大小以及掃描接口等，這些(xiē)都需要先進行初步的挑選，然後結合調試的最佳結果選擇效果最好(hǎo)(hǎo)的掃描設備。

04

結論

由一(yī)個企業要想在同行業的競争中取得優勢，就(jiù)必須适應市(shì)場的應用需求，掌握最先進的技術，生(shēng)産高質量的産品。基于MES的生(shēng)産數據采集系統具有快(kuài)速、準确、靈活等特點，可進行信息化(huà)管理(lǐ)，廣泛應用于生(shēng)産車間，提高生(shēng)産效率，保證生(shēng)産質量。