基于ASP.NET技术的制造执行系统设计与实现

基于技术的制造执行系统设计与实现
发布时间：2022-05-12T03:21:38.437Z 来源：《科学与技术》2022年第3期作者：张洁张晨晨王裕喆[导读] 制造执行系统是根据第一拖拉机股份有限公司大拖公司智能车间的实际业务需求
张洁张晨晨王裕喆（第一拖拉机股份有限公司大拖公司，河南洛阳，471000）摘要制造执行系统是根据第一拖拉机股份有限公司大拖公司智能车间的实际业务需求，基于+MVC5+EF5三层架构的技术平台，数据库采用SQLSERVER2012开发的信息化系统；通过制造执行系统（MES）的建立，实现了计划管理、生产管理、质量管理、库存管理、Andon管理等五大主要业务功能，进一步提升零部件加工车间的生产效率与企业整体管理水平。

关键词制造执行系统；智能车间；；SQlSERVER2012 0 引言
制造企业生产过程执行管理系统（MES）作为智能车间及智能生产线的主干系统，一方面要承接软件企业资源计划系统（ERP）、产品生命周期管理系统（PLM）的需求计划、产品BOM、工艺等数据，另一方面也要对制造过程的生产计划排布、生产作业执行、质量测量记录、不合格品处理、零件出入库等环节进行精益的管理，是确保智能车间/生产线能够良好、有序运行的核心要素。

随着信息技术不断发展，第一拖拉机股份有限公司大拖公司智能车间的生产排产及执行，质量数据的采集与判定，生产过程的跟踪等还是依靠传统的车间管理者询问、班组长上报传统的生产管理模式，此种模式，已无法满足实际业务需求。

通过制造执行系统（MES）的建立，实现了信息化平台对车间的计划编制、计划执行、质量控制、库存管理、问题响应等各项业务精益化管理，同时管理模式与先进的智能制造理念相适应，零部件质量档案及质量管控更加健全，在制品及成品库存管理实时精益，为智能车间各项创新业务的开展提供了有效的平台，实现了对企业管理水平的拉动。

1. 制造执行系统软件总体架构 MES(Manufacturing Execution System)即制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。

MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

软件开发技术主要基于技术平台，使用的C#为主要开发语言, 完成了包括计划、生产、质量、库存、物流以及报表分析的系统开发。

其中，各个关键业务模块使用了基于C/S方式的MVC4+EF5技术构架，以满足操作过程中数据响应的快捷性。

PDA手持终端应用程序使用了基于C/S方式的技术构架，通过创建”Smart Device”应用程序项目进行各个业务功能开发，最终部署在WinCE系统上使用。

该系统目前在工业领域发展比较成熟，系统稳定性较好。

数据库技术基于SQL Server 2012 R2数据库平台，使用了外部链接、自动备份、数据复制等技术实现了各个业务部门间的数据交互以及数据的容灾备份机制。

报表系统主要使用了基于B/S方式的MVC4+EF5技术构架，前端框架使用了Bootstrap框架，Bootstrap框架来自Twitter，是基于HTML、CSS、Javascript的一种框架，开发和设计简洁灵活，以满足系统查询功能以及界面风格的需求，可以通过电脑、PAD、手机的客户端实时查看关键的业务数据，MES报表系统中使用的关键技术包括CSHTML、JQuery、Ajax、CSS、Javascript等。

其中，报表查询的业务逻辑处理主要通过SQL存储过程的方式实现，系统程序后台对读取存储过程的数据进行处理后转换成Json格式，通过Json格式把数据传输到前端界面以提供数据支撑，通过表格或者图形的方式进行报表展示。

为更好实现系统功能，本系统采用自顶向下、逐层分解的软件开发模式，在详细软件功能设计前，通过对前期调研确定的需求进行整理，可以初步得出MES系统由基础信息管理、系统管理、计划管理、生产管理、质量管理、库存管理、Andon报警管理等模块组成，同时系统将与SAP、EAM、MDC等系统形成数据接口。

2.系统主要功能模块设计与实现 2.1计划管理业务及模块设计实现
自动化生产线生产的零件产品，属于典型的少品种、大批量生产组织模式，零件生产后，不对外销售，仅用于企业内部装配整机产品需要，因此，生产组织模式较为单一。

SAP系统按日将整机生产订单信息同步至MES系统，根据“库存控制策略”，结合零件淡季建储或其他需要，由人工辅助编制机加生产订单，指导自动线生产。

系统共部署开发生产计划同步、生产计划查询、派工单管理及清洗配送计划等8个子模块。

2.2 生产管理业务及模块设计实现
经过业务梳理，生产管理模块的主要功能有两大块，一方面用于职工接收工单及报工、零件绑定/解绑工位器具等操作，实现每个零件各工序加工设备、加工人员、上线及完工时间等生产过程主数据实时录入；另一方面用于生产管理人员实时了解生产计划及每个工单的完成情况，准确掌握生产计划执行信息。

可以说，该模块是整个MES系统的核心模块之一，通过此模块，来实现生产过程的数据化、透明化。

系统共部署开发计划实际完成查询、生产工单监控等7个子模块。

2.3 质量管理业务及模块设计实现
质量管理业务是MES系统两大核心业务的其中一项，其目的是建立起实时、详细的关键零件质量档案，更好实现质量检验过程的管理及质量预防，进而实现企业的精益质量管理。

针对整个生产线的质量管理，我们梳理出质量检验及数据录入，质量档案建立及质量追溯，不合格品处理及评审三大主线业务，部署开发人工过程检验、专项检验、质量查询、质量问题追溯、不合格品处理等11个子模块。

2.4 库存管理业务及模块设计实现
库存管理模块不属于传统MES系统管理业务范围，由于该车间除具备生产职能外，还保留有成品的仓储职能，为了更加便捷、通畅的开展内部生产组织业务，本次课题部署应用的MES系统，包含了库存管理的相关功能，设计有入库管理、出库管理、库存预警设置、库存台帐等6个子模块。

3.结束语
通过MES系统的部署应用，实现了生产线主要制造过程数据的电子化及实时录入系统，改变以往计划编制及下达不合理，零部件质量档案及质量管控不够健全等局面，有效提高了质量管理及效率水平。

该项目的投入使用，实现了零件加工过程的电子化、系统化、流程化管理，同时产品的合格率提升了15%，生产效率提高了20%，计划完成准确率提高了10%，零件库存降低了17%，达到项目的预期目标。

参考文献
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