1 引言

    近幾年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程管理與過(guò)程控制功能相互滲透，新一代企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)已發(fā)生本質(zhì)的變化，由原來(lái)的五層(工廠層、車間層、單元層、工作站層、設(shè)備層)變?yōu)橛?a href="http://www.ezxoed.cn/" title="" target="_blank" >ERP(英文全稱EntERPrise Resource Planning，即：企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)，是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運(yùn)行手段的管理平臺(tái))、MES(是英文Manufacturing Execution system的縮寫，翻譯為中文應(yīng)是制造執(zhí)行系統(tǒng)，也常被稱作生產(chǎn)管理系統(tǒng))和PCS(英文全稱Process control System，即：過(guò)程控制系統(tǒng))構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。MES可以為用戶提供一個(gè)快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。目前作為新興產(chǎn)業(yè)的光伏行業(yè)，在國(guó)家號(hào)召節(jié)能減排，新能源開發(fā)與利用的大背景下得到了蓬勃發(fā)展。由于行業(yè)的特殊性，MES系統(tǒng)的應(yīng)用將極大的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，并將快速解決生產(chǎn)中發(fā)生的各類問(wèn)題，不斷優(yōu)化工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文將從光伏加工企業(yè)的生產(chǎn)流程入手，結(jié)合MES系統(tǒng)技術(shù)，探討該類企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 光伏加工企業(yè)的生產(chǎn)流程

    受能源危機(jī)日益加劇、人們環(huán)保意識(shí)逐漸加強(qiáng)的影響，全球太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，太陽(yáng)能光伏行業(yè)的主要產(chǎn)品包括：硅錠、硅片、電池片、電池組件生產(chǎn)加工及配套工程的實(shí)施等，因太陽(yáng)能光伏行業(yè)本身的復(fù)雜性和特殊性，加之大部分產(chǎn)品都需要出口，用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和可追溯性的要求極高，這就決定了太陽(yáng)能光伏加工企業(yè)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化控制和高度信息化集成的需求。其主要生產(chǎn)流程如圖1所示：

圖1 生產(chǎn)流程圖

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    通過(guò)對(duì)其生產(chǎn)流程分析，結(jié)合MES系統(tǒng)的特點(diǎn)，該生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要分為系統(tǒng)框架層、業(yè)務(wù)管理層、系統(tǒng)接口層和設(shè)備采集層。系統(tǒng)框架層主要負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)的安全、配置、基礎(chǔ)服務(wù)管理；業(yè)務(wù)管理層負(fù)責(zé)整個(gè)生產(chǎn)、物料、計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程；系統(tǒng)接口層完成與ERP系統(tǒng)的信息交互，包括物料、工單、用戶、供應(yīng)商等信息，形成統(tǒng)一的信息基礎(chǔ)；設(shè)備采集層負(fù)責(zé)采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)設(shè)備已知相關(guān)協(xié)議的集成開發(fā)完成測(cè)試信息自動(dòng)采集工作，從而來(lái)支持車間生產(chǎn)管理各業(yè)務(wù)模塊的業(yè)務(wù)邏輯。

    系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

    3.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

    該系統(tǒng)主要功能模塊包括基礎(chǔ)參數(shù)管理、生產(chǎn)過(guò)程管理、品質(zhì)管理、設(shè)備管理、條碼打印管理、計(jì)件工資管理、報(bào)表管理。系統(tǒng)模塊如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)功能模塊圖

    基礎(chǔ)參數(shù)管理主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)參數(shù)的設(shè)置。包括編碼規(guī)則、生產(chǎn)班組、物料分類、物料明細(xì)、供應(yīng)商、相關(guān)產(chǎn)品不合格項(xiàng)等相關(guān)信息的收集。

    生產(chǎn)過(guò)程管理模塊記錄了每個(gè)生產(chǎn)流程中產(chǎn)生工單的詳細(xì)信息。包括生產(chǎn)工藝定義、生產(chǎn)流程的定義、生產(chǎn)物料的配置。并通過(guò)生產(chǎn)訂單下達(dá)生產(chǎn)工單。生產(chǎn)訂單界面設(shè)計(jì)如圖4所示：

圖4 生產(chǎn)訂單界面

    品質(zhì)管理模塊由操作員掃描流程卡上的條碼，系統(tǒng)自動(dòng)獲取組件測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)檢驗(yàn)員選擇的客戶代碼、缺陷名稱和等級(jí)，自動(dòng)判定組件型號(hào)、額定功率、組件等級(jí)。系統(tǒng)根據(jù)組件條碼，調(diào)入測(cè)試曲線，人工檢查并判斷測(cè)試曲線是否正常；同時(shí)顯示終測(cè)數(shù)據(jù)等相關(guān)信息，人工判定組件的等級(jí)、缺陷和分類。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置及人工判定結(jié)果，系統(tǒng)自動(dòng)得出組件型號(hào)、額定功率、電流分檔、組件等級(jí)等信息。其操作流程如圖5所示：

圖5 品質(zhì)管理流程

    設(shè)備管理模塊實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及其應(yīng)用率的采集和分析，最終形成設(shè)備日產(chǎn)量的匯總分析，如圖6所示：

圖6 設(shè)備日產(chǎn)量匯總

    條碼打印為每件產(chǎn)品產(chǎn)生唯一的識(shí)別標(biāo)識(shí)，從而為產(chǎn)品的身份識(shí)別提供了可靠方法。

    計(jì)件工資管理模塊通過(guò)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中每個(gè)工位的生產(chǎn)記錄計(jì)算每位職工的工作量及其計(jì)件工資。

    報(bào)表管理針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)量、消耗、質(zhì)量、設(shè)備等數(shù)據(jù)，按照不同職能部門的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理，并生成各種規(guī)則要求的報(bào)表導(dǎo)出；同時(shí)提供多種可視化的圖形顯示界面，將統(tǒng)計(jì)和分析的結(jié)果直觀地呈現(xiàn)給管理人員。

    3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用MS SQL，主要包括了產(chǎn)品工藝表、工藝路線表、工藝用料表、生產(chǎn)記錄表、生產(chǎn)訂單表、物料明細(xì)表及編碼規(guī)則表等。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)如圖7所示：

圖7 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)圖

4 系統(tǒng)運(yùn)行及測(cè)試

    通過(guò)一段時(shí)間的測(cè)試運(yùn)行，該系統(tǒng)在太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)車間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了無(wú)線的數(shù)據(jù)采集和條碼打印等移動(dòng)作業(yè)，完成了生產(chǎn)中工序(串焊、敷設(shè)、測(cè)試、層壓、層壓后組框前檢驗(yàn)、組框、固化、分檔和包裝等)的重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集，并簡(jiǎn)化了員工的數(shù)據(jù)錄入時(shí)間。企業(yè)對(duì)該系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中所發(fā)揮的作用給予了較高的評(píng)價(jià)。

    MES系統(tǒng)需要與ERP系統(tǒng)相結(jié)合才能更好地解決企業(yè)管理中的問(wèn)題。所以將該系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接將是今后進(jìn)一步研究的方向。

5 結(jié)論

    通過(guò)MES系統(tǒng)的實(shí)施，為企業(yè)提供了一個(gè)全程追溯的平臺(tái)和工具，任何生產(chǎn)、品質(zhì)、設(shè)備的相關(guān)問(wèn)題，均可通過(guò)該系統(tǒng)直接追溯到具體車間、生產(chǎn)線、工序、個(gè)人、時(shí)間、處理結(jié)果、處理方法等一系列信息，這在無(wú)形中對(duì)各級(jí)人員，產(chǎn)生了很大的鞭策與促進(jìn)作用，為企業(yè)生產(chǎn)效益的提高打下了良好的基礎(chǔ)。

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本文標(biāo)題：基于MES系統(tǒng)的光伏加工企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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