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基于RFID的MES解决方案

文章来源:原创 人气:146 发布时间:2018-3-20 21:24:30 S M L

一、系统建设背景

       现代生产制造企业,大多数仍采用人工管理的形式进行生产管理,在制定生产计划时并没有多少可依据的可靠数据,往往是靠人为经验进行粗犷式的计划编排,与实际生产情况相脱离,造成资源的浪费,增加了生产成本;另外由于对自身产能情况不够了解,致使生产不能按照计划进行,经常性调整,导致延误、浪费和损失。而针对处于高速成长期的生产制造企业,由于业务量的增大,人工管理已经不能满足生产企业的实际管理需要,而使企业的发展严重滞后。

       作为生产过程生产执行阶段,传统的生产企业将生产开始到完工转出之间的过程,都称之为“黑箱操作”阶段,也就是说所有生产资料从第一道工序开始直至成为产品转出整个生产过程,不清楚生产物料的流转情况,不清楚每道工序的完成情况,不清楚生产过程中损耗的实际情况,不清楚生产过程中人员和设备的实际运行情况,人为的信息传递方式,造成信息失真、冗余和虚假,所以导致了监督控制无力,信息混乱,效率降低,生产合格率下降,资源浪费生产成本增加。

       在传统制造业,制造环境相对比较恶劣,采用传统的条码技术不能满足车间实时信息采集的需求,而电子标签具有使用寿命长、读取距离大、数据可加密、存储能量大、可读写、防潮、防油等特性,可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪防盗、资产管理以及国防军事等领域。采用 RFID 数据采集终端,可适应传统车间的环境要求,具备防潮、防油、防雷、放电磁干扰、防热等性能,满足对物料、在制品的无接触自动采集需要;此外,基于 RFID 的电子标签技术还是企业提高物流供应链管理水平,降低成本,实施企业管理信息。

       小批量、多品种离散制造企业的各类生产活动如生产资源(如人、物料、设备等)管理、生产调度、生产计划的下达、生产计划的执行和变更、设备的监控和维护、生产能力和资源使效率的在线评估、客户订单的快速响应等,迫切需求准确、完整的实时信息。尽管很多企业已经或正准备实施各类基于实时信息的应用系统,但往往又陷入了实时信息不准确、不完整、不一致的困境。机构调查结果表明,离散制造业车间生产面临的最大问题就是车间级的各种信息的实时采集与集成,82%的企业期望根据实时信息进行生产和经营决策,仅有 23%的企业实现了“实时驱动”。随着企业信息化应用水平的不断提高,企业逐渐认识到实现企业计划层与车间执行层的双向信息流交互,通过连续信息流来实现企业信息全集成,是提高企业敏捷性的一个重要因素。通过MES 来实现企业信息的全集成,形成实时化的ERP、MES、SFC 是提高企业整体管理水平的关键,对企业制造业整体水平的提升具有重要意义。


二、MES应用现状

       在传统制造业中,MES 的研究开发和技术应用仍然与国外有相当大差距,成功的实施的案例也不多见,主要原因体现在以下几个方面:

       1、MES中很主要的内容是生产过程管理,其中必然要涉及生产计划,包括产品的质量计划、消耗计划、成本计划等等,这些计划最终通过调度指令指导生产活动,因此需要对生产过程进行优化。在以小批量、多品种为主的离散制造业,一般按订单指导生产,需求容易发生变化,如何对过程进行优化问题是我国MES 研究中的弱项。

       2、MES 的实时化,美国国家标准协会(NIST)对“MES”的定义为“从生产计划/工单下达到成品产出的整个过程中,采集所有软性、硬性的数据,从而使我们能够完成生产管理以及生产优化。”  可见实时采集生产过程中的生产数据是MES的核心技术,但在离散制造业,环境相对比较恶劣,传统的条码等技术不能适应车间自动采集要求,RFID技术为我们提供了一种新的技术,但由于受成本等方面的限制,以前一直未得到广泛应用。

       3、MES 的智能化,也是我国 MES 研究开发与国外有差距的一个方面。过去,生产过程管理,凭借管理人员和操作人员的经验,我国MES 系统仅仅提供了一个替代经验管理方式的操作系统平台,但是,如何将生产管理者的经验固化在MES 系统中,在我国MES 研究开发中还没有涉及。MES智能化是未来我国MES 实现跨越发展的主要方向。

       通过多年研发,开发出一套RFID专用硬件与软件,克服了目前市场上通用设备管理的屏幕显示数据少、通讯方式单一、需与计算集成、人机交互多、成本高等缺陷,为中国企业低成本应用奠定了基础。


三、平台技术架构

基于RFID的平台技术架构.jpg

       采用了最流行的SOA/MVC架构模式,支持C/S,B/S架构,并采用 DELPHI、.net开发,充分考虑了系统的柔性和开放性。

       整个平台以SOA集成架构设计,主要分为基础框架层,系统组件层,业务应用层,硬件网络层四大部分。


四、基础框架层

基于RFID的MES基础框架层.png


五、系统组件层

      车间作业流程定义、接口技术开发、生产过监控、通信组件、表单自定义,WIP实时动态组件等。


六、业务应用层

       生产过程管理、物料跟踪、产品信息管理、现场数据分析、在制品跟踪、质量管理、车间生产调度、生产进度管理、设备维护等。

       可以在软件平台上进行用户扩展,比如,电子看板、报表分析、数据对外发布、客户了解生产进度等。


七、硬件网络层

物理层:硬件组成部分,包括物理层:硬件组成部分,包括RFID标签、RFID读写器、条码、电脑、网格、终端、基站等,负责系统的整理个数据采集,传输。




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