面向MES的车间生产过程监控系统研究.pdf

摘 要 位于上层计划管理系统与底层工业控 制系统之间的制造执行系统 (Manufacturing Execution System，MES)是现代生产制造过程中的车间生产管理和 控制的信息系统。它能够为车间管理人员实时地提供生产计划的执行情况，生产 车间的物料、设备和工作人员的状态信息，从而方便了生产活动的执行和调度管 理。制造执行系统帮助企业在计划层与控制之间架起了“沟通”的桥梁，填补了 企业计划层和控制层间的“鸿沟”。在目前制造业市场竞争日益激烈的条件下，制 造执行系统为企业提高生产信息化和自动化水平，进而提升了企业的竞争力。 本文研究的课题是面向 MES 的车间生产过程监控系统的研究，拟采用构建于 线缆企业生产车间的物联网作为制造执行系统（MES ）的基础平台，通过生产车 间一级的物联网实现线缆企业的生产、在生产、半成品及成品等生产信息的实时 在线采集和监测，达成实时生产信息与 ERP 系统的无缝对接，实现线缆企业的全 面的信息化管理。 论文首先介绍了 MES 的国内外发展现状及车间生产过程监控系统发展现状。 其次，本文详细阐述了 MES 系统的理念，分别介绍了 MES 的定义、MES 的 功能及 MES 的应用特点。 然后，介绍了车间生产监控系统的网络组成方法，包括：车间生产监控系统 特点分析；监控系统的网络设计要求；对基于现场总线（RS485 、CAN、TCP ）和 基于无线网络（GPRS/GSM、ZigBee ） 的监控系统的分别说明。 之后，通过物联网的关键技术以及框架需求等方面的分析，针对车间生产特 点，从资源的合理运用和车间管理调度实时性出发，对物联网技术在生产监控系 统的应用做了设计说明，具体有： ZigBee 网络的介绍、物联网数据采集方法、生 产品质数据追踪等。 最后，本文以线缆企业生产车间为研究平台，介绍了系统的功能设计，具体 说明了应用层网络协议，并对 MES 的终端系统的软硬件设计作了说明。 关键词：MES ，监控系统，物联网，线缆，现场控制总线 I ABSTRACT Located between the upper program management system and the underlying industrial control systems, manufacturing execution system (Manufacturing Execution System, and MES) is a workshop production management and control of information systems in the modern manufacturing process. MES is able to provide the managers with real-time production implementation of the plan, the status information of materials, equipment and staff in the workshop, thus facilitating the execution and scheduling of production activities. Manufacturing execution systems to help businesses set up a communication between the planning layer and control the bridge to fill the planning layer and control layer between the divide. Manufacturing in an increasingly competitive market conditions, manufacturing execution systems for en