宜科先進MES技術助力中國汽車行業蓬勃發展
作為聯接信息化與自動化的紐帶與橋梁，MES正向著更開放、更強的實時性與集成化、網絡化、智能化方向發展，它將助力企業向智能化生產，智慧化生產的更高目標邁進。
MES概述
制造執行系統（MES）旨在加強MRP計劃的執行功能，把MRP計劃同生產現場控制聯系起來。這里的現場控制包括生產用PLC程控器、數據采集設備、條形碼、計量及檢測儀器和機械人手臂等。MES系統通過專用的數據接口，與生產現場控制的設備建立合作關系。MES系統可以將ERP系統和車間生產之間緊密連接起來，作為ERP和車間生產之間的紐帶，為企業帶來敏捷的反應速度和應對市場瞬息萬變的能力。
MES是ERP、設備和操作人員之間的橋梁。ERP系統決策出生產信息，通過MES系統，傳達給操作人員和設備，操作人員根據生產計劃、自己所在工位的操作步驟和工作時間來進行生產。在汽車行業，MES可以根據訂單的需要，為生產安排出符合訂單的生產計劃，比如何種車型先生產、生產量多少等；也可以根據ERP生成的生產計劃安排流水線上每個工位的生產情況。例如同一種車型的不同配置車輛，在每個工位上會安裝不同的零部件，也會根據配置不同決定操作步驟的不同，這些信息都可以通過MES的信息設定，直接控制設備和工人的操作方法。
通過對大量企業的調查，我們認為制造業應該用三層模型表示數據流向，即計劃層、執行層和控制層，MES處于企業資源計劃系統和過程控制系統的中間位置（見圖1）。MES作為生產執行系統與上層ERP等業務系統和底層DCS等生產設備控制系統一起構成企業的神經系統，把業務計劃的指令傳達到生產現場，將生產現場的信息及時收集、上傳和處理。MES作為上、下兩個層次之間雙方信息的傳遞系統，是連接現場層和管理層、改善生產經營效益的前沿系統。
MES可以為企業提供強大、可靠的系統資源，可以將企業資源計劃通過MES下發至生產環節，調動相關設備、人員、部門、零部件或者原料，完成計劃下達的任務，并按照生產標準執行，完成既定的生產計劃；同時將生產過程中的品質、使用原料、消耗能源、成本核算和生產信息等數據統計后傳遞給ERP，為ERP提供數據資源。這樣MES與ERP形成了完成閉環，為生產提供高效數據，并保證各個環節高效無誤地為生產環節服務，從而制造出高質量產品。
汽車行業MES的發展
我國的汽車行業經過十幾年的發展，達到了前所未有的水平。隨著國外先進汽車制造技術不斷引入，并在市場需求的基礎上加以提高與完善，自動化技術在汽車行業得到了廣泛應用，同時也極大促進了圍繞汽車行業的MES系統的廣泛應用。MES利用先進的網絡通信技術，將自動化技術與企業管理系統有機結合，針對提升企業的制造水平、管理水平、安全生產、質量控制和節能降耗等諸多方面，為推動汽車行業整體制造水平的提升起到了至關重要的作用。宜科公司面向汽車行業應用的MES系統包括安東系統、上位監控系統、能源管理系統和車身識別系統等，分別針對汽車行業的不同工藝，具備不同特點，極大地滿足客戶需求。
一、安東系統
可以在生產環節中實時反映設備、操作人員、生產狀態和故障情況（見圖2）。安東系統中的廣播系統、LED展示功能和短信告知功能可以第一時間把生產信息反饋至生產管理者。
功能說明：
1.為操作人員提供質量幫助以及停線方式。操作人員通過安裝在每個操作工位兩側的帶燈拉線開關來實現呼叫幫助請求，當問題在固定工位位置前未能得到解決，生產線即停止，并以聲、光及現場多處大屏幕看板的形式展示出來。通過上述這些功能，可大幅減少工人出現問題求助的時間，從而提高產量，提高生產效率。
2.生產信息及時傳遞和處理。系統可以實時并準確地將操作人員的拉繩動作和設備故障等信息反應在指示燈、現場看板、現場擴音器以及中控室計算機屏幕上，顯示出當前要求停線的工位具體問題，提示相關人員迅速作出反應，以最短的時間解決問題，從而最終實現生產過程中各種問題的準確傳遞和及時處理。
3.保證柔性生產。系統與底層設備控制網實現雙向通信，系統通過控制底層自動化設備，對當前線體內的可操作車身數量進行約束，當流水線內可操作車身少于規定值時，為避免生產停滯，可通過儲存區的車身對線體進行補充，以保證生產正常運行。
4.保證設備有效運行。通過與車間內其他OEM設備的聯網與通信，系統將實時監控和記錄各個設備的運行狀況、故障報警等信息，為維修部門提供實時的監控和報警畫面，減少設備停線時間，保證產品質量。
5.對于停線信息記錄、統計、分析與查詢。系統上位機軟件將會自動記錄并分析每個工位的停線次數、停線時間和停線原因，并長期保存在系統后臺數據庫中，還可非常方便地進行歷史記錄統計和查詢，以便相關部門對生產進行改進。
6.監控車間生產實際運行狀況。實時監控車間內的生產情況、設備運行狀況，實時產生報警提示等信息。
二、上位監控系統
通過收集系統的生產狀態，幫助管理者在辦公室內實時了解生產的狀況和運行情況。
功能說明：
1.權限審核功能。登陸系統根據不同客戶端的用戶名和密碼判斷此用戶擁有的權限以及可分配到的功能。系統中的各個用戶名和密碼存貯到系統的用戶權限中。
2.監控功能。數據采集控制系統連接到工業以太網，采用工業以太網模塊，可以實現調用在一定生產時間內所有生產信息，并可通過EtherNet將該信息傳到現場系統的PLC的相應數據塊中，在現場可使用HMI監控相關畫面。
3.工藝參數設置和顯示功能。可以通過網絡，將PLC中對應設備的運行參數提取到系統中，可為操作人員實時監控設備的運行情況提供第一手數據，保證設備正常運轉和生產的正常進行。
三、能源管理系統
通過收集生產環節的各種能源消耗情況，能源管理系統使決策者能夠實時了解能源消耗成本情況，針對性地制定能源改進方案，同時對高消耗的設備進行能源管理，及時發現能源使用過程中有可能出現的泄露、短路等危險隱患，避免安全事故的發生。
功能說明：
1.數據采集功能。將全廠的能源數據通過有線或無線方式采集進入中心系統，供數據監視、報警、數據分析、數據計算和數據統計等使用。
2.監控功能。通過能源管理中心顯示界面，監控流量、壓力、溫度和電能等數據。實現能源生產流程監視、系統故障報警和分析。作為能源的生產指揮控制中心，負責日常的能源生產調度，保證主作業線正常有序生產，并在突發事件期間實施能源應急調度策略，確保能源供應的安全穩定，達到節能增效。
3.能源管理功能。將采集的數據進行歸納、分析和整理，結合生產計劃的數據，進行能源管理工作，包括能源質量管理、能源成本費用管理、能源平衡管理和能源預測分析等，形成能源管理報表。
四、車身識別系統
可通過非接觸方式將生產中的產品信息自動寫入到電子標簽中，并實時監控生產線的生產狀態。此外，系統還可以將數據操作結果和檢查結果也寫入標簽，指示相關控制設備自動完成后續操作。
功能說明：
1.RFID讀寫。可以寫入車身信息，指導工藝并及時修改問題信息。
2.大屏幕顯示功能。大屏幕可顯示生產計劃信息、生產狀態信息及其他自定義信息。?
3.系統設置。在系統界面中人工錄入指定日期的計劃產量數據，并保存至數據庫；還可通過表格形式，將已經整理好的計劃產量數據批量導入系統中，并進行保存。同時設置班次的工作時間和班次名稱。?
4.現場監控。通過PLC信號同步監控現場各個控制點的狀態，并可以在各個生產工位顯示當前的車型信息。
5.生產圖表。表格制作方便、靈活，數據存取安全、快捷，報表具有一般表格的基本操作，如單元格的字符、邊界以及行、列等屬性設置，還可以顯示BMP、JPG和GIF等位圖文件，并可以將表格某一區域的數據形成曲線、棒圖和餅圖，從而使表格更加形象、豐富，圖文并茂。報表可以直接從數據庫中隨意提取所需要的數據，形成表格。通過生成SELECT語句或存儲過程數據源模板，并定義到報表各單元格，從而形成最終報表。
6.用戶權限設定。系統按照用戶級別分為系統管理員、工藝管理員、現場操作員、數據瀏覽員，系統根據不同的用戶級別分配系統的權限，系統顯示程序修改時需經過用戶權限校驗，防止非法用戶操作系統數據，防止數據錯誤。?
7.防錯機制。由于在實際生產中，復雜條件和人為干擾可能對車身識別系統的現場RFID讀寫頭和占位開關產生影響，所以有效的防錯措施是數據準確性最好的保證。
針對上述系統，宜科均可以按照客戶提出的具體需求，提供整體的硬件及軟件解決方案，以幫助客戶提升管理水平，節能降耗，獲得更大的經濟效益。
MES的未來發展方向
目前MES已經被廣泛應用于汽車、家電、冶金、汽車零部件加工和發電等領域，在各種生產型企業中都有著不凡的表現，能夠幫助企業提升生產效率、提高生產水平、提升產品質量。隨著中國制造技術的進一步發展，制造生產環節中數據與設備之間的交互傳遞越來越重要，以前人工錄入和統計的時代已經過去，全新的實時性數據處理和任務下發系統正在蓬勃發展，MES作為聯接信息化與自動化的紐帶與橋梁，必將在更加廣闊的領域內得到應用。同時將向著更開放、更強的實時性與集成化、網絡化，更高的智能化方向發展，它將助力企業向智能化生產，智慧化生產的更高目標邁進。
