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当今的制造系统正受到高要求快变化的环境形势所挑战。工业企业必须实施控制政策以及调整自己的制造系统,以最大限度地提高生产率、降低成本和提高质量,同时还要应付强大的竞争者和由持续的产业合并和全球化产生的日益复杂的供应链。
为了解决这些问题,许多公司正在转向制造执行系统(MES)的技术,即在车间平台以致到整体企业系统的集成信息系统。结果是制造更多编织紧密的业务的能力。这样做可能对经营业绩有重大的影响。这项工作是通过实时信息的转换和呈现整个企业的商务来龙去脉完成的。为了在一个持续时间段内提供一个重要的投资回报率,一个制造执行系统利用非侵入性,模块化设计,开放性技术,对现有IT和自动化系统进行了补充。
本文论述了在一个开放的体系结构中制造完整的执行系统需求分析,计划和实施方案,使其很容易接近一个集成系统来满足信息集成的全自动化制药工业设施的要求。
这种在生产部门领域的全球性的迅速发展需要一个适当的规划,计算,共享以及对生产数据的收集。按照这一要求,物料需求计划,新的物料需求计划(Ⅱ)以及企业资源计划系统都有了相应的发展。下一阶段是中间系统的开发。即为帮助制定和执行在生产过程中决定的生产计划而设计的制造执行系统。这些系统的目的是实现从机器之间数据的接收和发送。为了达到这种效果。一组双向流动的数据是针对机器与企业资源计划之间设定的。通过必要的传感器获得的电子数据值消除了用户故障的可能性。电子电机,控件以及机器所展现出来的行为有可能根据传输到生产过程的数据而发生改变。当制造执行系不使用时。这种数据就被生产人员通过计算机或基于纸张的过程传输。因此在大部分情况都造成了延时。
制造执行系统被称为自动化模块。它直接与连接在生产装置机器上的PLC进行设备通信。基于可编程控制器运行的应用程序被开发来实现自动化模块的目标:
通过机器指挥那些被生产,维修和质量控制模块的生产人员通过可编程控制器所执行的操作。
通过可编程控制器管理机器功能(根据特定参数自动设定机器设置,切换机器串行方式,关闭机器,修改模具特点等)
确保生产现场的可见性。确保能迅速发现在生产过程中发生的问题,从而把生产损失降至最低。
正确计算工作台效率,并确保必要的恢复工作正常进行。产品结构,路由数据要实时数据更新。确保个人绩效的评估,并且根据评估提供必要的安排。
收集有关非计划停机时间的数据,确定停机原因和停机时间,并在经过正确的分析后尽量减少停机时间。
管理可编程控制的机器的定期维护,最大限度的减少机器使用过程中的损失(故障频率和保养或维修的费用)。从而提高效率。
自动化模块的最重要的目标是以用户最小的投入收集最多的数据。为了能够实现由用户输入的最少数据,数据也由可编程控制自动传输而且一些测量仪器也连接到这些用户可以输入数据的该领域的机器中去。因此,生产人员不会在数据的输入上延误时间,同时也避免了用户错误数据的输入。
企业拥有的车间有不同的特点。一般而言,我们可以总结为以下三点:
不同的机器执行相同的任务,
同样的机器执行不同的任务,
机器执行相同的任务,
所有的机器都由同样的程序(相同的可编程控制软件)驱动是不合理的。比如说,一条安瓿制药机械的联动生产线包括立式超声波清洗机,隧道式灭菌烘干机和拉丝灌封机。这三台机器就不具备同样的管理参数,也没有执行相同的任务。这些机器不能用相同的可编程控制软件,即便是可以显示和收集浅显简单的数据,但具体到生产阶段的数据就不能使用。假若用西门子S7-200来控制整个洗瓶机运行的全过程,我们需要一个运动控制器用于这台通过伺服电机控制陶瓷泵灌装从而使灌装更精确的拉丝灌封机。洗瓶机和拉丝灌封机的错误信号的传达也是不一样的。也许隧道式灭菌干燥机可以允许操作者手动调整速度,拉丝灌封机也许会重新使用前面的产品的速度,或提示可编程控制去调整它的速度。在一个自动模块中,企业拥有的车间里的机械的特点和生产任务都是经过了深入的分析,该分析目的在于:要在标准的可编程控制程序中可供使用的最适合的进程之上提供更多的发展。因此,一个充分满足企业要求的自动化系统将建立在最低成本和最短时间之上。
有机光导体连接器促进了某些生产设备数据的收集,无需硬件即可通过进入与有机光导体兼容的可编程控制,监控已被任何车间收集的数据。有机光导体是一种全球标准。用于在生产车间和计算机系统之间安全可靠的传送原始数据。它可以利用最新开发的有机光导体通过车间的可编程控制收集所有的相关的制造数据。现在的有机光导体连接器使从机器收集数据变得容易,比如我们之前提到的制药机械,它将使制造商能够得到他们车间整体设备效率的一个完整写照。有机光导体连接器可以与各种可编程控制通信,消除了在布线和硬件的生产车间物理接口单元的需要。收集工厂车间的每一个设备的数据,并将数据写入到数据库制造执行系统,这是非常重要的一步。不需要第三方收集系统,车间过程数据即可在实时分析时收集到。
在这一点上。平台的概念,特别是指基本的计算机体系结构(比如:处理器)和所使用的操作系统。当然,这个数据库还代表了一个平台,但是这个不被纳入考虑范围,因为市场上只有小部分系统支持不同的数据库。除了这个,如果用户能够自由的选择一个数据库,真正的独立平台只是一个假设。
在独立平台这个问题上,市场上普遍存在两种观点:
一般中小型企业的用户,他们没有设置一个特定的平台,因此完全遵循供应商的建议
一般在有独立的信息技术平台的大型企业,他们决定平台的内部条件,并且只许可符合这些条件的系统
为了更更好的分析这一需求,系统的各个模块都将被单独检查:
数据库:数据库是系统的核心。因此,关于可扩展性,可用性和性能的最高要求是取决于这个模块的。对于这一应用,根据经验我们选择用MySQL,但是一般情况下,很多供应商都只提供一个数据库系统,因为它几乎不可能实现不同系统的优化。
软件服务:网络服务的使用已经建立成一个面向服务的机构。基于服务器的实现可能在网络应用服务的范围内出现独立平台。对于这一应用,我们选择使用php语言编程去连接MySOL数据库,并在我们的网页上显示数据以释放所有基于web应用的报告,而且可以使用自己的web浏览器通过互联网访问。