一种MES系统的配方管理方法、系统和操作员站与流程

一种mes系统的配方管理方法、系统和操作员站
技术领域
[0001]
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种mes系统的配方管理方法、系统和操作员站。


背景技术：

[0002]
配方管理是指对生产过程中的原料、辅料、工艺和设备进行管理。主要包括原料辅料的配比、工艺流程的选择、设备参数控制等。
[0003]
配方管理是当前生产过程必不可少的一个环节。人们采用不同的配方，灵活配比不同的原料，改变相应的生产工艺来生产不同的产品，从而实现良好的生产楼下。但是批量企业的柔性生产很大程度上依赖于生产调度，配方管理和配方切换的效率，目前生产调度问题的研究还不完善，没有较为成熟的自动管理的一般方法。目前只要是利用dcs系统中已有的标准控制及辅助功能模块，手工编写配方程序，当配方发送变化时，特别是工艺配方在生产逻辑设计不变的前提下发生其他方面的变化时，也需要重新编写配方程序，费时费力，降低生产线的柔韧性差。
[0004]
在上述配方管理中，常见的现象有：(1)工作量繁琐，运行操作效率低下；(2)容易出错，配方管理的结果常常与实际所需的结果不对应。这些现象无疑增加了企业切换配方的风险。
[0005]
本申请技术是基于现有技术的不足，采用基于组态元件的配方管理方法，实现生产过程配方的动态调度和控制，满足生产企业的柔性需要。


技术实现要素：

[0006]
本发明要解决的技术问题，在于提供一种mes系统的配方管理方法、系统和操作员站，实现生产过程配方的动态调度和控制，满足生产企业的柔性需要，帮助制造企业提升营运效率，降低成本及提高产品质量。
[0007]
第一方面，本发明提供了一种mes系统的配方管理方法，包括下述步骤：
[0008]
s1、操作员站提供工艺配方的组态功能，并在用户完成工艺配方的组态后，将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站；
[0009]
其中，所述工艺配方信息包括原料辅料bom清单、工艺流程、触发条件和控制动作；所述原料辅料bom清单用于指定生产产品需要的原料和辅料信息；所述工艺流程为生产产品需要的所有生产单元的生产逻辑的总和；所述触发条件用于控制生产单元内或生产单元之间的生产逻辑的切换，所述控制动作为每个生产单元内需执行的动作；
[0010]
s2、所述配方功能控制站根据生产需求，将相应的工艺配方信息下载至批次控制站；
[0011]
s3、所述批次控制站根据工艺配方信息中的所述触发条件，将生产逻辑传送至相应的生产单元，接收由生产单元执行相应的控制动作后返回的设备状态信息，并将设备状态信息反馈至所述配方功能控制站；
[0012]
s4、所述配方功能控制站再将设备状态信息反馈至所述操作员站，提供生产状态监控信息；
[0013]
s5、所述操作员站根据所述配方功能控制站提供的生产状态监控信息决定是否需要人为干预配方管理过程。
[0014]
第二方面，本发明提供了一种mes系统的配方管理系统，包括：
[0015]
操作员站，用于提供工艺配方的组态功能，并在用户完成工艺配方的组态后，将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站；并根据所述配方功能控制站提供的生产状态监控信息决定是否需要人为干预配方管理过程；
[0016]
其中，所述工艺配方信息包括原料辅料bom清单、工艺流程、触发条件和控制动作；所述原料辅料bom清单用于指定生产产品需要的原料和辅料信息；所述工艺流程为生产产品需要的所有生产单元的生产逻辑的总和；所述触发条件用于控制生产单元内或生产单元之间的生产逻辑的切换，所述控制动作为每个生产单元内需执行的动作；
[0017]
配方功能控制站，用于根据生产需求，将相应的工艺配方信息下载至批次控制站；并将设备状态信息反馈至所述操作员站，提供生产状态监控信息；
[0018]
批次控制站，用于根据下载的工艺配方信息中的所述触发条件，将生产逻辑传送至相应的生产单元，接收由生产单元执行相应的控制动作后返回的设备状态信息，并将设备状态信息反馈至所述配方功能控制站。
[0019]
第三方面，本发明提供了一种mes系统的配方管理操作员站，提供工艺配方的组态功能，并在用户完成工艺配方的组态后，将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站；
[0020]
其中，所述工艺配方信息包括原料辅料bom清单、工艺流程、触发条件和控制动作；所述原料辅料bom清单用于指定生产产品需要的原料和辅料信息；所述工艺流程为生产产品需要的所有生产单元的生产逻辑的总和；所述触发条件用于控制生产单元内或生产单元之间的生产逻辑的切换，所述控制动作为每个生产单元内需执行的动作；
[0021]
当所述配方功能控制站根据生产需求，将相应的工艺配方信息下载至批次控制站；通过所述批次控制站根据工艺配方信息中的所述触发条件，将生产逻辑传送至相应的生产单元，接收由生产单元执行相应的控制动作后返回的设备状态信息，并将设备状态信息通过所述配方功能控制站反馈至所述操作员站，提供生产状态监控信息时，所述操作员站根据所述配方功能控制站提供的生产状态监控信息决定是否需要人为干预配方管理过程。
[0022]
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在操作员站，除了原料辅料bom清单和工艺流程外，还将每一个配方的触发条件、控制动作也作为一个虚拟设备进行组态，并将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站，从而能对mes系统中配方管理的灵活配置，特别是工艺流程是在不改变生产逻辑设计前提下，不同的配方进行下载，仅仅只是输入参数的不同，而整体的配方逻辑是完全一致的，从而提高了配方切换的效率和安全性，提升了企业的生产效率。
[0023]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
[0024]
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0025]
图1为本发明系统的框架示意图；
[0026]
图2为本发明实施例一中方法中的流程图；
[0027]
图3为本发明实施例三中操作员站的执行流程图；
[0028]
图4为本发明操作员站主画面中触发条件和控制动作的组态界面示意图；
[0029]
图5为本发明操作员站主画面的界面示意图；
[0030]
图6为本发明操作员站的原料辅料bom清单的组态界面示意图。
具体实施方式
[0031]
本申请实施例通过提供一种mes系统的配方管理方法、系统和操作员站，实现生产过程配方的动态调度和控制，满足生产企业的柔性需要，帮助制造企业提升营运效率，降低成本及提高产品质量。
[0032]
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：在操作员站，除了原料辅料bom清单和工艺流程外，还将每一个配方的触发条件、控制动作也作为一个虚拟设备进行组态，并将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站，从而能对mes系统中配方管理的灵活配置，特别是工艺流程是在不改变生产逻辑设计前提下，不同的配方进行下载，仅仅只是输入参数的不同，而整体的配方逻辑是完全一致的，从而提高了配方切换的效率和安全性，提升了企业的生产效率。
[0033]
在介绍具体实施例之前，先介绍本申请实施例方法所对应的系统框架，如图1所示，系统大概分三个部分：
[0034]
操作员站，是人机交互的主要端口，主要执行两个功能。第一，制定原料辅料bom清单，第二，制定工艺流程。并将制定的物料清单和工艺流程下载至配方功能控制站中。并且将每一个配方的触发条件、控制动作作为一个虚拟设备进行组态。也就是说本发明中，生产单元内或生产单元之间的流程切换是以满足触发条件为前提的，因此在确定了生产流程之后，还需要确定各个生产单元内或生产单元之间的触发条件。所谓生产单元是指：流水线制造下，通常将一条生产线或一个机器设备内的生产过程定义为生产单元。
[0035]
配方功能控制站，主要负责存储原料配方、辅料配方以及工艺流程配方的配方控制逻辑，并与批次控制站进行交互，同时还将接收批次反馈的指令执行情况，并将其传送至操作员站，显示给管理者。其中，配方功能控制站与批次控制站进行交互内容包括下载原料物料配方bom清单即原料配比、原料型号、辅料型号和工艺流程指令等。
[0036]
批次控制站，负责保存下载的配方控制逻辑数据，并根据触发条件进行决定该逻辑需传送至哪个具体的生产单元，从而实现无人自动化生产过程；并对生产过程数据进行处理分析，实现生产信息化。
[0037]
实施例一
[0038]
如图2所示，本实施例提供一种mes系统的配方管理方法，包括下述步骤：
[0039]
s1、操作员站提供工艺配方的组态功能，并在用户完成工艺配方的组态后，将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站；
[0040]
其中，所述工艺配方信息包括原料辅料bom清单、工艺流程、触发条件和控制动作；
所述原料辅料bom清单用于指定生产产品需要的原料和辅料信息；所述工艺流程为生产产品需要的所有生产单元的生产逻辑的总和；所述触发条件用于控制生产单元内或生产单元之间的生产逻辑的切换，所述控制动作为每个生产单元内需执行的动作；
[0041]
s2、所述配方功能控制站根据生产需求，将相应的工艺配方信息下载至批次控制站；
[0042]
s3、所述批次控制站根据工艺配方信息中的所述触发条件，将生产逻辑传送至相应的生产单元，接收由生产单元执行相应的控制动作后返回的设备状态信息，并将设备状态信息反馈至所述配方功能控制站；
[0043]
s4、所述配方功能控制站再将设备状态信息反馈至所述操作员站，提供生产状态监控信息；
[0044]
s5、所述操作员站根据所述配方功能控制站提供的生产状态监控信息决定是否需要人为干预配方管理过程。
[0045]
其中，作为本实施例的一种更优或更为具体的实现方式，为提高制定工艺流程时的体验，所述工艺流程是在不改变生产逻辑设计前提下，采用弹窗供用户指定相关的工艺配方，方便工艺流程指定者指定相关的工艺配方。
[0046]
所述步骤s2中，在不改变生产逻辑设计前提下，所述配方功能控制站下载的工艺配方信息包括：
[0047]
(1)原料和辅料的名称、型号和数量配比；
[0048]
(2)本工艺配方中需要使用的生产单元；
[0049]
(3)本工艺配方的触发条件和控制动作，包括各个生产单元内以及各个生产单元之间完成切换的信号及其信号参数，以及切换动作及其动作参数。
[0050]
所述操作员站提供的工艺配方的组态功能中，为触发条件参数的设定提供了的选项包括时间延迟参数、低限参数、高限参数和数量参数；所述时间延迟参数用于控制触发条件的触发时间；所述低限参数、高限参数用于控制某个参量处于一定范围内；所述数量参数用于控制生产多少数量的产品时进行切换。
[0051]
基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。
[0052]
实施例二
[0053]
如图1所示，在本实施例中提供了一种mes系统的配方管理系统，包括：
[0054]
操作员站，用于提供工艺配方的组态功能，并在用户完成工艺配方的组态后，将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站；并根据所述配方功能控制站提供的生产状态监控信息决定是否需要人为干预配方管理过程；
[0055]
其中，所述工艺配方信息包括原料辅料bom清单、工艺流程、触发条件和控制动作；所述原料辅料bom清单用于指定生产产品需要的原料和辅料信息；所述工艺流程为生产产品需要的所有生产单元的生产逻辑的总和；所述触发条件用于控制生产单元内或生产单元之间的生产逻辑的切换，所述控制动作为每个生产单元内需执行的动作；
[0056]
配方功能控制站，用于根据生产需求，将相应的工艺配方信息下载至批次控制站；并将设备状态信息反馈至所述操作员站，提供生产状态监控信息；
[0057]
批次控制站，用于根据下载的工艺配方信息中的所述触发条件，将生产逻辑传送
至相应的生产单元，接收由生产单元执行相应的控制动作后返回的设备状态信息，并将设备状态信息反馈至所述配方功能控制站。
[0058]
其中，作为本实施例的一种更优或更为具体的实现方式，为提高制定工艺流程时的体验，所述工艺流程是在不改变生产逻辑设计前提下，采用弹窗供用户指定相关的工艺配方，方便工艺流程指定者指定相关的工艺配方。
[0059]
在不改变生产逻辑设计前提下，所述配方功能控制站下载的工艺配方信息包括：
[0060]
(1)原料和辅料的名称、型号和数量配比；
[0061]
(2)本工艺配方中需要使用的生产单元；
[0062]
(3)本工艺配方的触发条件和控制动作，包括各个生产单元内以及各个生产单元之间完成切换的信号及其信号参数，以及切换动作及其动作参数。
[0063]
所述操作员站提供的工艺配方的组态功能中，为触发条件参数的设定提供了的选项包括时间延迟参数、低限参数、高限参数和数量参数；所述时间延迟参数用于控制触发条件的触发时间；所述低限参数、高限参数用于控制某个参量处于一定范围内；所述数量参数用于控制生产多少数量的产品时进行切换。
[0064]
由于本发明实施例二所介绍的装置，为实施本发明实施例一的方法所采用的装置，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。
[0065]
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。
[0066]
实施例三
[0067]
如图3所示，本实施例提供了一种mes系统的配方管理操作员站，提供工艺配方的组态功能，并在用户完成工艺配方的组态后，将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站；
[0068]
其中，所述工艺配方信息包括原料辅料bom清单、工艺流程、触发条件和控制动作；所述原料辅料bom清单用于指定生产产品需要的原料和辅料信息；所述工艺流程为生产产品需要的所有生产单元的生产逻辑的总和；所述触发条件用于控制生产单元内或生产单元之间的生产逻辑的切换，所述控制动作为每个生产单元内需执行的动作；
[0069]
当所述配方功能控制站根据生产需求，将相应的工艺配方信息下载至批次控制站；通过所述批次控制站根据工艺配方信息中的所述触发条件，将生产逻辑传送至相应的生产单元，接收由生产单元执行相应的控制动作后返回的设备状态信息，并将设备状态信息通过所述配方功能控制站反馈至所述操作员站，提供生产状态监控信息时，所述操作员站根据所述配方功能控制站提供的生产状态监控信息决定是否需要人为干预配方管理过程。
[0070]
其中，作为本实施例的一种更优或更为具体的实现方式，所述工艺流程是在不改变生产逻辑设计前提下，所述操作员站采用弹窗供用户指定相关的工艺配方。包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。
[0071]
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例一中方法所采用的设备，故
而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。
[0072]
以汽车前挡玻璃生产工艺配方为例，操作员站画面设计的主画面例如可以如图4所示，生产工艺配方包括原料辅料bom清单、工艺流程，还包括配方公式，配方生产单元(用编号表示)，图中显示的工艺流程包括9个流程阶段，每个流程阶段都设置了相应的触发条件和控制动作。
[0073]
如图5所示，为触发条件和控制动作的组态界面。
[0074]
如图6所示，为原料辅料bom清单的组态界面，界面上还提供原料名称等的代号，方便用户查询。
[0075]
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在操作员站，除了原料辅料bom清单和工艺流程外，还将每一个配方的触发条件、控制动作也作为一个虚拟设备进行组态，并将组态好的工艺配方信息写入配方功能控制站，从而能对mes系统中配方管理的灵活配置，特别是工艺流程是在不改变生产逻辑设计前提下，不同的配方进行下载，仅仅只是输入参数的不同，而整体的配方逻辑是完全一致的，从而提高了配方切换的效率和安全性，提升了企业的生产效率。
[0076]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。