离散制造业MES生产数据采集技术要点研究

离散制造业MES生产数据采集技术要点研究

马益欣,冯心悦,于巧瑞

中车大连机车车辆有限公司，辽宁 大连 116041

摘要：随着现代信息技术和通信技术的迅猛发展，越来越多的前沿科学技术融入了人们的日常生产生活中，也彻底颠覆了人们的生产生活方式。而智能化与信息化技术在制造业中的应用，切实地提升了企业制造及控制的水平，提高了产品的整体质量。但同时，国家对于制造业在智能化数字化发展过程中也提出了更加严格的要求，并且出台了有关于离散型制造企业在生产过程中数据采集的相关管理规定。为了确保离散型制造企业在生产过程中能够获取更加完整且精确的生产数据，针对离散型制造企业的信息系统进行改革，已经成为了推动离散型生产制造企业良性发展刻不容缓的任务。

关键词：离散型制造技术；生产数据采集方法；系统设计；MES系统的应用

随着时代的前行和发展，我国工业制造水平也在不断地提升，同时，工业制造的生产效率和生产质量也有了极大的突破。目前，我国已经成为了世界闻名的制造大国，中国制造的产品在世界范围内的出口量排名超前，而如何能够进一步提升生产制造过程中的效率，提高产品的最终质量，成了离散型制造企业在发展过程中需要关注的重要话题。当前，已经有越来越多的离散型制造企业在生产车间安装并部署了MES系统，希望能够通过前沿科学技术的应用代替传统的人力监控和劳动，并打破原本人为管理模式下存在的不足之处。该系统在运作过程中可以充分地将生产制造企业中的物力资源、人力资源以及设备资源协调并应用起来，通过平衡所有资源之间的关系，创造一个更加高效和科学的生产机制。但值得注意的是，MES系统在离散型制造企业中的应用和普及，也让离散型制造企业的管理难度进一步地提高，因此必须要针对MES系统的数据采集技术进行科学的监控和管理，才能够保障数据信息收集的精确性和完善性，真正地发挥出MES系统在离散型制造企业中的应用价值。本文主要是分析了MES生产系统的背景以及生产过程中对于生产数据的采集需求，并且就生产系统数据采集策略的设计和MES系统在离散型制造企业中的实践应用进行了探讨，希望能够为更好地发挥出MES系统在离散型制造企业中的应用价值提供参考意见。

一、MES系统的应用背景

随着信息技术的不断发展，越来越多的国内制造业企业引入能有效地提升企业生产效率、提高企业自身价值的制造生产信息系统。但是这些信息系统在企业中应用时总是存在一些问题：第一，无法随时监视制造业生产过程中的情况，也无法获取准确的瞬时信息反馈。第二，企业在制定工业规划时，没有根据自身的实际情况，结合行业的经验和趋势，制定出一个符合企业建设需求的工业规划。第三，企业在开展工业项目时，未加强对有关机器设备的监视，在机器设备出现问题时不能及早察觉并采取相应解决办法。第四，企业中大多数工作必须依赖人工来完成，而且无法可靠地得到员工的真实在岗情况。因此，我们需要对已有的采集网络进行更新和完善，以便准确且及时地采集企业生产进程中产生的数据，并将其储存起来，帮助后续系统化管理的工作[1]。

二、离散型制造企业需要大量的生产数据来支持其运营和管理

企业在生产过程中，必须密切关注产品的生产质量，并将反馈结果记录下来，以便提升生产效率、提高生产过程的灵活性。通过深入分析获得的生产过程中的各类数据，企业可以根据客户的需求定制产品，并在突发状况时可以随时调整生产计划。由此可见，采用数据采集管理系统可以提高企业的经济效益。

（一）生产加工信息

MES系统致力于收集与生产订单相关的信息，包括但不限于订单数量、订单产品开工时间、完工时间等细节，以便更好地优化企业生产制造过程[2]。

（二）员工生产信息

MES系统可以记录企业员工在岗情况、工作时长等信息，以便更好地管理企业的运营[3]。

（三）车间资源信息

MES系统可以收集和分析生产车间内的物流、设备、运输等信息，并将其进行统一管理和分析[4]。通过对这些车间内部物流信息、设备运转信息以及资料运输信息的综合管理及统筹，能够为离散型制造企业在生产过程中的不同上下游衔接车间或管理部门提供统一的管理数据信息，为推动离散型制造企业的信息综合发展提供有效的技术支撑。

（四）生产质量信息

MES系统可以有效地监测离散型制造业的产品质量，并且能够精确地判定其质量是否合乎国家标准，同时还可以通过数据分析获取产品的全生命周期的质量管理活动，以便更好地在产品设计研发、生产、校验、销售、使用的全过程进行监督管理。

（五）设备运转实时信息

MES系统可以针对设备运行过程中的所有数据信息进行汇总收集，能够建立起对设备生产以及运作全过程的动态信息数据记录系统。例如，生产机器的开关机时间、功率消耗和运行状态都会被记录下来。通过对生产机械设备这些数据信息的汇总记录，不仅能够为生产技术人员操作设备提供准确的数据支撑，同时，还能够为设备后续的维护管理工作提供一定的参考依据，为维护管理人员进行设备维修提供更多的历史数据，确保设备维修管理效率和质量的提升。

三、对于生产数据采集系统的设计

MES管理系统由数据消息接收接口、网络路由器和上位机三部分组成，其中数据消息接收接口管理构建工作动态的消息收发平台，而上位机则承担数据分析接收到的各种数据消息，并将数据分析研究成果进行储存，以便为工业流程提供及时的数据分析消息技术支持。

（一）数据采集系统的硬件设计

要使用MES系统进行数据收集，必须选择适合的设备。通常，这些设备由开关电源、LCD显示屏、以太网数据信息传输模块、USB数据信息传输模块和存储设备五大部分构成，做好各个部分的配合才能实现信息采集。

（二）数据采集系统中的软件设计

许多企业在设计MES系统软件时，采用模块化的方法，以提高软件的功能性和可靠性。然而，由于软件在使用中包含了多个环节，因此需要专门的人员来管理这些环节，以达到最佳的效果。模块设计是一个复杂的过程，它包括初始化、输入、数据存储和信息管理四个步骤。为了确保产品质量，这四个步骤必须保持稳定，以确保系统可以生产过程的顺利使用，并且能够准确地收集数据。

（三）数据采集系统的价值实现

通过MES控制系统，公司可以收集和分析工业生产过程中的各种数据，从而为未来的制造管理工作提供宝贵的经验和数据，优化企业生产制造的流程，加强企业柔性制造的能力。此外，MES控制系统还可以用来评估产品质量，以确保产品质量达到最高级别国家标准。通过MES系统的应用案例和证明，我们可以将其普及到全行各业的企业中，特别是加工型企业，以满足离散型制造业企业的产品需要，并且根据企业的结构特点，为其设计出一套适合的数据收集制度，以提高企业的制造业工作效率，同时也可以有效地提升企业的效益。通过改善企业的经营管理方式，可以显著提高生产效率，提升企业的总体业绩，并为企业提供更有效的经营方法。

结语：

综上所述，MES系统的准实时性和准确性是离散型制造企业发展壮大的关键保障。因此，离散型制造企业应该不仅仅局限于现有的生产数据采集，而是要加强人机交互，充分利用先进技术，推动人、机、料、法、环数字化的创新，以提升企业的整体效率和竞争力。

参考文献：

[1]何船,陈威,潘克强,等.离散制造业信息系统集成应用研究[J].机械设计与制造,2020(07):196-199.

[2]王凡,孔令帅,周文辉.一种乳液泵生产制造执行系统的设计与实现[J].现代计算机,2019(32):76-80.

[3]刘韩影,吴佳佳,丁华,等.离散制造业MES生产数据采集技术探讨[J].科技创新导报,2019,16(31):82+84.

[4]苗润泽,杨国太.离散制造车间MES系统的架构研究[J].铜仁学院学报,2018,20(03):76-80.