采用 B/S 架构,MES 应用软件通过 TCP/IP 协议与自动灌装生产线上的各个工作单元中的 PLC 控制器进行通信,查询或采集由 PLC 控制器采集的生产数据。通过 JAVA 构建的平台与数据库进行连接,实现灌装生产线的生产管理、订单管理、质量管理和数据库管理等功能。 毕业设计的具体内容: 1. 对自动灌装生产线过程自动化工作单元、灌装和包装工作单元、运输和物流工作单元硬件系统进行研究和分析,分析灌装生产线各工作单元的功能结构、设备布局、控制方式; 2.完成信息采集模块、数据通信模块等模块设计;3.完成上位机监控软件设计及设备状态监控画面设计本课题研究的意义: 本课题对基于 MES 系统自动灌装生产线进行了设计,其意义如下:1. MES 系统通过对计划执行与物料流、设备的监控、产品质量的监督和工艺系统的跟踪和集成,实现企业各个层次之间纵向过程的集成;2. 控制系统与管理系统有机结合,实现数据共享,加强了各部门的协同办公能力,提高了工作效率; 3. 确切掌握生产状况,提高交货准确度,理顺物料流程,减少产能产出的时间。
面对当代科技的飞速发展,众多企业都在进行信息化、智能化、数字化建设,德国的工业 4.0、美国的工业互联网战略都将智能制造作为制造业发展的重中之重。中国拥有世界上最广泛的制造业,进行智能化、信息化建设刻不容缓[1]。《中国制造 2025》规划 [2]的提出,正式将智能制造作为实现制造业转型升级的主攻方向,标志着中国版的“工业 4.0”正式诞生,提出该规划的目的就是利用各种高新技术 优化生产、实现由制造到智造的跨越式发展。
要实现智能制造,必须要依托工业互联网 [3]。工业互联网通过数据把“人、机、料”等生产主体和生产过程连接在一起的网络,继而实现对工业生产数据的采集、分析、调用,形成科学的控制策略,提高资源的配置效率。那么,如何将生产要素融入工业互联网呢?首先需要将实体对象、生产活动和管理活动进行数字化,而实施制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)[4]是最重要的数字化环节之一。
制造执行系统是一套针对生产车间执行层并且用于生产信息化管理的系统。它是适应产品的个性化和制造过程的敏捷化的需求而产生的信息系统。MES 能极大地促进生产企业的信息化和智能制造[5]。在可伸缩性上,MES 系统软件采用SOA耦合应用集成技术,实现组件化互相协同工作,可快速响应需求变化;在精确性上,制造执行系统采集从接受订单到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息;在开放性上,制造执行系统整合数据、集成、应用三方面,可即时解决实际生产过程中各种资源无缝链接。此外,系统支持安全管理与安全集成,可应对关键挑战与风险,保证生产顺畅。
从工业管理软件角度来看,MES 是纵向连接企业资源计划(ERP)和生产控制、横向连接原材料采购和销售服务、侧向连接技术研发和产品交付的核心软件,也是信息化和自动化结合的最典型的应用之一 [6]。
自动灌装生产线是一种典型的流程型工业生产形式,其过程是按照固定配方,将液体等原料注入生产线,经过各种设备按照固定流程加工成产品,再经过灌装 或瓶装得到最终产品。整个过程没有人工干预,是一个将原料变成产品的过程[7]。传统的自动灌装生产线使用自动化或半自动化生产形式,进行大规模批量生产,目标是追求产能和规模最大化,主要关注规模效应,大部分灌装生产线目前一般由可编程控制器 PLC 作为控制器,通过上位机进行生产监控和操作,这种操作随着我国工业信息化的飞速发展以及人们个性化需求的不断变化,自动灌装生产线亟需引入数字化操作系统如 MES 制造执行系统,进行智能化改进,以应对日益变化的生产需求 [8]。因此,液体灌装加工企业一方面需要在维持现有产品生产的同时,不断创新以适应新的市场需求。另一方面,相关法律法规也对制造加工过程的透明化 提出了更高的要求 [9]。