制造执行系统(MES)在电机制造企业的应用研究

论文摘要

制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)是承接上层管理与底层控制间信息沟通的桥梁,也是企业实现计算机集成制造体系中信息集成的纽带,是企业实现精益生产的主要手段,MES系统的实施集计算机技术、物联网技术、现代网络技术、信息技术、生产管理技术于一体,作为企业信息化的重要组成部分,MES概念的出现和应用是同企业信息化的建设历程息息相关。实施计算机集成制造系统(CIMS)、办公自动化(OA)系统、自主开发实施的ERP系统、公司网站及车间自动化系统(SFC)等,对企业实现信息化与效率的提高会起到很大的促进作用,但是目前上层管理与底层控制层之间处于“断层”状态,无法实现底层信息与上层决策的有效沟通,为解决这种现状越来越多的制造企业决定实施MES。本文结合企业实际需求进行了MES在电机制造企业的应用研究。电机制造企业生产过程的动态多变造成作业难于按计划执行,需要MES提供有效的计划执行与监控的手段,需要MES对大量的实时信息进行管理,通过对生产制造现场与信息管理特点的分析,提出了电机制造企业对MES的需求,主要从企业信息集成对MES的需求、系统功能需求及生产线对MES的需求方面进行了详细分析。根据实际生产与需求特点,设计了系统总体架构,进行了系统功能模块的研究,明确系统软件在企业信息集成管理中的定位,设计了MES分布式实施应用方案,对系统主要功能模块进行了详细设计,在系统应用方案研究中分析了系统详细解决方案,确立了软件的应用方案,设计了任务中心系统的解决方案并对任务中心功能模块进行了详细的设计。对设备维护管理功能的解决方案进行了详细设计,设计了MES与PDM软件集成总体解决方案,结合RFID、无线访问节点(无线AP)的应用设计了现场数据采集模块的解决方案。对现场数据采集系统的实施与解决方案进行了深入的研究;通过对MES设备管理模块的研究,在深入分析基于MES的设备集成维护理论基础上,采用集成化的思维模式设计了基于MES的设备集成维护实施方案,对运作模式和维护管理过程的集成进行了详细的分析,针对生产能力管理的需求建立车间生产能力平衡管理模型;最后对成本管理模块的实施做了初步研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景、研究意义及项目来源
• 1.1.1 项目来源
• 1.1.2 项目背景
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 MES 系统概述
• 1.2.1 MES 系统的内涵
• 1.2.2 MES 系统的应用现状
• 1.3 论文的研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 电机制造企业对MES 的需求分析
• 2.1 企业信息集成对MES 的需求
• 2.2 系统功能需求
• 2.3 生产线对MES 的需求
• 2.4 对需求的分析和项目目标的权衡
• 2.5 本章小结
• 第三章 MES 系统总体设计
• 3.1 系统建设目标
• 3.2 系统分析与定位
• 3.3 系统实施方案及主要功能模块
• 3.3.1 系统总体实施方案
• 3.3.2 主要功能模块
• 3.3.3 系统解决方案分析
• 3.3.4 系统安全性
• 3.4 任务中心系统的解决方案
• 3.5 系统实施工作
• 3.6 本章小结
• 第四章 数据采集模块设计
• 4.1 MES 数据采集流程分析
• 4.2 系统架构
• 4.3 系统功能设计
• 4.4 数据统计与反馈
• 4.5 现场数据采集系统的实施
• 4.5.1 采集方式的设计
• 4.5.2 识别标签处理
• 4.5.3 系统的实现
• 4.6 MES 与PDM 的集成解决方案
• 4.6.1 MES 与PDM 的区别
• 4.6.2 MES 与PDM 集成总体方案设计
• 4.7 本章小结
• 第五章 设备集成维护管理模块设计
• 5.1 设备集成维护理论基础
• 5.2 设备集成维护实施方案设计
• 5.3 设备维护管理功能
• 5.4 设备集成维护目标分解
• 5.5 集成维护管理运作框架模型设计
• 5.5.1 运作模式分析
• 5.5.2 维护管理过程的集成
• 5.6 本章小结
• 第六章 生产能力平衡与成本管理模块
• 6.1 车间任务分配与控制结构
• 6.2 制造能力分析矩阵
• 6.3 车间生产能力平衡模型
• 6.4 能力分配中不确定因素分析
• 6.5 制造过程成本管理分析
• 6.6 制造成本管理数据流分析
• 6.7 成本管理系统应用
• 6.8 本章小结
• 第七章 全文总结与研究展望
• 7.1 研究工作总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间的研究成果