一种应用于自动化灌装生产车间的制造执行系统的制作方法

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种应用于自动化灌装生产车间的制造执行系统。

背景技术：

近年来，随着信息技术的发展，制造企业越来越重视制造与信息技术的融合。我国明确提出了“中国制造2025”和“互联网+”等一系列的国家战略和行动计划。从传统制造模式向智能制造模式进行转型升级，已成为我国制造业当前的重要发展方向。智能制造、智能工厂、数字化车间已成为我国制造业发展的必然趋势。

制造执行系统(manufacturingexecutionsystem，简称mes)帮助企业在计划层与控制层之间架起了沟通的桥梁,填补了企业计划层和控制层之间的信息断层。但目前我国mes的研究主要以生产过程调度为主，存在设备集成化程度低、数据采集实时性效果不佳、自动化管理控制落后等问题。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的设备集成化程度低、数据采集实时性效果不佳、自动化管理控制落后等问题，本发明提供一种应用于自动化灌装生产车间的制造执行系统，该系统能实时智能感知自动化灌装生产过程中设备状况信息，智能记录物料信息、工单信息、人员信息和任务完成情况，包含有生产存储的智能仓储系统，自动计算生产的性能指标，动态调节生产路线实现柔性生产。

本发明的技术方案如下。

一种应用于化工企业自动化灌装生产车间的制造执行系统，其特征在于：通过数据采集中间件和工业以太网实现对设备、物料、任务进度的控制和数据的采集，并将采集的数据上传至制造执行系统；通过制造执行系统对多源数据的综合分析和处理，得出生产状况和性能指标等信息，为车间管理提供可视化监控和生产决策提供数据支撑；当生产过程的某个节点设备出现异常时，制造执行系统会根据生产现场的实际情况，动态调节生产路径，重新合理分配资源，实现柔性生产；自动化灌装生产过程中，通过集成的智能仓储系统，对物料的存储数量和位置等信息进行数据管理，与实际生产场景匹配。

进一步地，车间管理者根据信息处理结果和可视化生产状况，下达操作指令给制造执行系统，制造执行系统将指令下发至数据采集中间件，再由数据采集中间件驱动设备或管理仓储系统的数据。

进一步地，所述的数据采集中间件包含对自动化灌装设备运行状况的采集，自动化灌装设备操作记录的采集，物料使用情况的采集，物料存储状态的采集，生产效率数据的采集和人员操作的采集。

进一步地，数据采集中间件，利用rfid（或条形码、二维码等）和智能终端技术通过工业以太网将采集到的数据上传至数据采集系统中。

进一步地，数据采集系统兼容不同设备的通信方式，数据采集后，再以统一的标准传递给制造执行系统。

进一步地，数据采集中间件经分类后，以定时或定量的方式将数据上传至制造执行系统，制造执行系统再对数据进行处理后，得出最优生产方式和生产路径。

进一步地，自动化灌装生产过程中，若某一节点设备出现异常情况不能工作时，无须停止生产线，智能切换生产路径，重新规划生产方式。

本发明具有以下优点：一种应用于化工企业自动化灌装生产车间的制造执行系统将自动化灌装等设备高度集成，实现了实时采集生产数据并控制生产设备、智能分析和管理生产过程、自动处理生产路径的柔性生产等特色，同时还包含有智能仓储系统。通过该系统的实施能有效提升自动化灌装生产车间的生产效率和生产柔性。

附图说明

图1为制造执行系统中数据采集的逻辑结构图；

图2为制造执行系统的功能结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

应用于自动化灌装生产车间的制造执行系统，在现有车间的基础上，通过数据采集中间件（利用如各类传感器、rfid等与通信技术的融合）和工业以太网实现对设备、物料、任务进度等控制和数据的采集，并将采集的数据上传至制造执行系统，通过制造执行系统对多源数据的综合分析和处理，得出生产状况和性能指标等信息，为车间管理提供可视化监控和生产决策提供数据支撑；此外，当生产过程的某个节点设备出现异常时，制造执行系统会根据生产现场的实际情况，动态调节生产路径，重新合理分配资源，实现柔性生产；自动化灌装生产过程中，通过集成的智能仓储系统，对物料的存储数量和位置等信息进行数据管理，达到与实际生产场景高度匹配的效果。

所述的数据采集中间件包含对自动化灌装设备运行状况的采集，自动化灌装设备操作记录的采集，物料使用情况的采集，物料存储状态的采集，生产效率数据的采集和人员操作的采集。数据采集中间件，利用rfid、智能终端等技术通过工业以太网将采集到的数据上传至数据采集系统中，数据采集系统可以兼容不同设备的通信方式，数据采集后，再以统一的标准传递给制造执行系统。该方案能有效地将自动化灌装生产过程中的数据信息实时反馈给需要的系统（分析）和人员（管理）使用，同时也有效地兼容了不同厂家、不同品牌的自动化灌装设备，做到数据采集平台化的效果。

所述的柔性生产概括了制造执行系统对生产方式和路径的智能调节优化方案。当自动化灌装生产过程中，某一节点设备出现异常情况不能工作时，可以根据现成其它设备情况，智能切换生产路径，无须停止生产线即可重新规划生产方式，达到柔性生产的效果。

所述的智能仓储系统是制造执行系统对物料存储过程的智能管理，自动化灌装生产过程中，物料的存储可能会根据不同的生产阶段放置在立体桶库、特定存放区等地方，智能仓储系统通过对生产过程中物料数据的记录和存储，高度匹配实际生产的现成情况，为管理者和操作者提供完善、准确的仓储数据信息服务。

如图1所示，为本发明的基于以太网和传感器的数据采集功能的逻辑结构图。

自动化灌装车间有多种设备，设备厂商和品牌不唯一，通过以太网连接和各厂商的通信协议，将生产数据上传至数据采集中间件；对物料的操作，由智能仓储系统记录后上传至数据采集中间件。

数据采集中间件经分类后，以定时或定量的方式将数据上传至制造执行系统，制造执行系统再对数据进行分析、统计等处理后，得出最优生产方式和生产路径。

根据信息处理结果和可视化生产状况，车间管理者下达操作指令给制造执行系统，制造执行系统将指令下发至数据采集中间件，再由数据采集中间件驱动设备或管理仓储系统的数据。

如图2所示为本发明的制造执行系统的功能结构图，生产操作时的具体方案如下。

第一步，维护基础数据，包括班组、班次、生产线、生产单元、设备、产品等信息。

第二步，从sap接收工单信息，或手工创建工单信息，并将工单信息下发给各个生产单元（含有多种设备），启动自动化灌装生产。

第三步，自动化灌装生产过程中，制造执行系统会监控设备，物料和进度等数据信息，异常状况发生时，会自动切换生产方式和路径，完成柔性生产。

技术特征：

技术总结
本发明的一种应用于化工企业自动化灌装生产车间的制造执行系统，通过数据采集中间件和工业以太网实现对设备、物料、任务进度的控制和数据的采集，并将采集的数据上传至制造执行系统，通过制造执行系统对多源数据的综合分析和处理，得出生产状况和性能指标等信息；自动化灌装生产过程中，通过集成的智能仓储系统，对物料的存储数量和位置等信息进行数据管理，与实际生产场景匹配。本发明将自动化灌装等设备高度集成，实现了实时采集生产数据并控制生产设备、智能分析和管理生产过程、自动处理生产路径的柔性生产等特色，同时还包含有智能仓储系统。通过该系统的实施能有效提升自动化灌装生产车间的生产效率和生产柔性。

技术研发人员：曹井龙;李建民;李光远;滕云启
受保护的技术使用者：长春北方化工灌装设备股份有限公司;长春蓝舟科技有限公司;长春知和智能包装设备有限公司
技术研发日：2017.09.14
技术公布日：2017.12.08