MES系统实时数据库的设计与实现--百度文库.
MES方案_为生产车间提供MES系统设计及实施
MES方案_为生产车间提供MES系统设计及实施MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）是指在生产过程中实时追踪和监控制造过程，从而提高生产效率和质量的一种信息化管理系统。
为了提供MES系统设计及实施方案，我们需要考虑以下几个方面：1.系统需求分析：首先，我们需要与生产车间的管理团队进行沟通，了解他们的具体需求和目标。
这包括生产计划、物料管理、工序控制、质量管理、设备维护等方面的要求。
通过需求分析，我们可以明确系统的功能模块和流程。
2.系统架构设计：根据需求分析的结果，我们将设计MES系统的架构。
这包括服务器、数据库、客户端、网络等方面的设计。
我们将考虑系统的可扩展性、可靠性和安全性，保证系统在长期使用时能够稳定运行。
3.软件开发与集成：根据系统设计的结果，我们将进行软件开发和系统集成。
我们可以选择现有的MES软件平台进行定制开发，也可以根据需求开发定制化的MES系统。
同时，我们将根据需求与其他系统（如ERP系统）进行集成，以实现数据的共享和交互。
4.系统部署与培训：完成软件开发和集成后，我们将进行系统部署和培训。
我们将配置服务器和客户端，安装数据库和软件，并进行系统测试和调试。
同时，我们将为生产车间的员工进行培训，确保他们能够熟练使用MES系统。
5.系统运维与支持：MES系统部署后，我们将提供系统的运维和支持服务。
这包括系统的监控和维护、问题解决、功能升级等方面的支持。
我们将确保系统能够持续稳定地运行，并根据需求进行系统的优化和改进。
通过以上方案，我们将为生产车间提供一套完整的MES系统设计和实施方案。
通过实施MES系统，生产车间将能够实时跟踪和监控制造过程，提高生产效率和质量，降低生产成本，实现精益生产和智能制造。
智能制造中的MES系统设计与实现
智能制造中的MES系统设计与实现近年来，随着智能制造技术的不断发展，越来越多的企业开始引入MES（制造执行系统）系统来进行生产管理。
MES系统可以从创建订单开始，一直到产品出厂的全过程进行实时监控和管理，对于提高生产效率、降低生产成本以及优化生产质量起到了重要作用。
本文从MES系统的基本概念入手，探讨其设计与实现方法，为读者提供一些参考思路。
一、MES系统简介MES系统是一种制造执行系统，主要用于管理生产过程中各个环节的数据，如物料、生产进度、人员、机器等，实现生产过程的监控和控制。
MES系统的主要功能包括订单管理、生产线管理、物料管理、质量管理等，可以协调生产计划、实时监测生产状况和质量水平，并提供实时反馈和控制。
MES系统对于实现智能制造的目标至关重要。
其主要作用在于将生产过程中的数据进行实时监控和管理，提高生产效率和质量，降低生产成本，并实现对生产过程的追溯和优化。
二、MES系统的设计与实现1.需求调研MES系统的设计与实现需要事先进行需求调研，了解企业的生产过程和业务流程，明确所需功能以及实现目标。
通过对现有生产过程的分析和评估，确定MES系统的引入目的，以此为基础，进行需求分析和架构设计。
2.架构设计MES系统的架构设计一般包括系统的核心模块、系统的通信模块、服务模块等。
其核心模块主要是MES系统的主体，包括订单管理、生产线管理、物料管理、质量管理等。
通信模块负责将MES系统与其他系统进行数据交流、联动和集成，以实现生产过程中的全面信息化。
服务模块负责提供MES系统管理的服务，包括访问控制、异常报警、报表生成等。
3.开发实现MES系统的开发实现，需要将系统架构设计转化为具体实现方案，并结合各项功能模块进行编程开发。
在开发实现过程中，需要注意按照系统安全、稳定性和可扩展性进行开发，以尽可能满足客户的需求。
4.测试与上线MES系统在开发实现完成后，需要进行全面的测试工作，包括系统功能测试、性能测试、可靠性测试等，确保系统稳定运行和满足客户需求。
有色冶化企业MES软件开发中数据库设计与应用
据 、组 织机构 、用 户管理 、物料 数据 、质量 数据 、金属 平衡数据 、库房数 据 、设备数据 、生产过程 数据 、 日志
事件数据 、产销存数 据 、客 户关系数据 、销售 数据等基 础数 据 及反 映 它们 各 自关 系的相 关数据 。 ● 数 据存 取具 备 较 高 的安 全性 。存储 数 据 为企 业 核 心业 务 数 据 ， 须 具 备 较高 的安 全存 储 及 灾难 恢 必 复等级。 ● 较满 意的访 问速度 。生产数 据存储 量大 ， 对数 据 库性 能有 较 高 要求 。必 须 从数 据 库选 型 与 技术 手段 多 方面 保证 数据 存 取 的访 问速度 。
在 明确设 计思路及 方法后 ， 们严格 依据数据 库设 我 计一 般原则 及项 目特点 ， 进行 了数 据库 的整体规范化设
计 。主要 分为表结 构及其 关联 ， 图、存 储过程 、触发 视 器 等几 个 主要 方 面 。
① 登 陆账号与业务数据分开 ， 分别采用 Ｓ Ｌ ｅｖ ｒ Ｑ Ｓ ｒｅ 和 Ｏ ａｌ ｉ ｒｃ ９ 关系型数据库。登录系统采用基于 ＭｉｒＳ ｆ ｅ ｃｏ ｏ － ｔ
⑤ 在检 索数据 时 ， 多使用 限制条 件 ， 明确查 询信
息 ， 高命 中率 ， 提 改善存 取性 能。 ３ 适 当的柔性 、 ① 数据 库模块 化设计 ， 次化 ， 层 降低耦合性 。每 个 功能 做成 单一模 块 ， 块 内紧耦合 ， 块 间松散耦 合 模 模
Ｉ］ Ｓ
。
●
适 当的柔性 。用户 需求只 能随系统运 行逐步 明
① Ｃ ＲＵＤ、常用统计 、分 页语句［ 、视 图查询 等
数据 库操作 Ｐ ／ ＱＬ程序封装 ， ＬＳ 降低 网络传输量 的同时 ，
MES方案设计及实施
MES方案设计及实施MES方案设计及实施：提升制造业生产效率与质量的关键随着制造业市场竞争的日益激烈，企业需要更加高效、精确地管理生产过程，以确保产品质量、降低成本并满足客户需求。
为此，引入MES（制造执行系统）方案成为众多制造企业的关键解决方案。
本文将详细介绍MES方案的设计与实施，旨在帮助企业提升生产效率和质量。
一、MES方案设计的重要性MES方案的设计是确保其成功实施的关键环节。
它旨在优化企业生产流程，提升生产效率，保证产品质量，并实现管理层对生产过程的实时监控。
通过MES方案，企业可以更好地满足客户需求，优化资源分配，提高运营效率，并降低生产成本。
二、MES方案设计背景与必要性随着制造业的发展，企业面临着日益复杂的生产管理挑战。
传统的生产管理模式往往难以满足现代制造业的需求，如生产计划的灵活性、实时生产数据的采集与处理等。
此外，企业在生产过程中需要实现各部门的协同工作，以便更好地应对市场变化和客户需求。
因此，MES 方案的设计与实施成为制造企业的迫切需求。
三、MES方案设计过程1、数据流图：首先，需要对现有生产流程进行详细分析，并绘制数据流图，以明确数据在各个部门之间的流动情况。
2、用户分析：了解用户需求是MES方案设计的关键步骤。
通过与各部门进行深入交流，了解他们在生产过程中的痛点和需求，以便为方案设计提供依据。
3、技术选型：根据企业实际需求和预算，选择适合的MES系统及相关的软硬件。
4、系统集成：为实现与ERP（企业资源计划）、PLM（产品生命周期管理）等系统的无缝集成，需要对MES系统进行定制化开发，确保数据的共享和交互。
四、MES方案实施1、安装与配置：在MES系统安装完成后，根据前期调研结果和系统定制化开发需求进行系统配置。
2、测试与调试：在正式上线前，对MES系统进行全面的测试，以确保系统的稳定性和功能性。
3、培训与推广：为确保MES系统的顺利推广和使用，需要对员工进行系统培训，使其掌握正确的操作方法和技巧。
智能制造中的MES系统设计与实现
智能制造中的MES系统设计与实现一、引言随着科技的发展，现代制造企业已不是传统的机械化、手工生产，而是通过数字化、自动化等技术手段，大规模地集成生产信息和管理信息，提高生产效率、质量和企业应对市场的灵活性。
MES（Manufacturing Execution System）系统作为一种数字化管理平台，已成为现代制造企业生产控制的重要手段，本文探讨MES系统在智能制造中的设计与实现。
二、MES系统概述MES系统是一种基于计算机技术的生产管理系统，旨在对制造生产过程进行管理和监控，提供资源控制、生产计划、生产调度、物料追踪等模块，能够实现生产计划的紧密跟踪、实时调度，协调生产与成品质量控制等所有生产管理活动。
MES系统从ERP（企业资源计划）系统引入生产计划和生产订单，再通过车间自动化系统、采集传感器、人机界面等实现对生产工艺的控制和监视。
MES系统应用于生产轻工制造、半导体制造、智能制造、工程制造和医药制造等领域，以实现集成化生产、生产计划的追踪与变更管理、产品质量管理、工艺数据分析和生产可视化等功能。
三、MES系统设计与实现1. MES系统结构设计MES系统的基本结构包括线体工程、MES服务器、设备桥接、人机界面、数据采集、产线调度和物料管理。
其中，线体工程负责生产现场的设备操作，MES服务器则是整个系统的核心，负责处理生产信息并与其他子系统交互，设备桥接作为数据交换的接口，将低层设备信息转换为其他应用程序可以读取的形式，人机界面和数据采集负责收集、处理并存储生产信息，产线调度和物料管理则是调整生产顺序和控制生产物料的工具。
2. MES系统数据管理MES系统的核心是数据管理，包括生产订单管理、生产工艺管理、生产资源管理、在制品管理和质量管理。
生产订单数据管理通过ERP系统输入生产计划和订单，再通过MES系统解析、整合和安排排产，控制生产计划和生产进度。
生产工艺管理是MES系统的重点功能，包括控制生产过程中的工艺参数、生产参数、操作人员等，通过这些柔性手段，改变生产流程以便适应不同的生产要求。
MES方案_为生产车间提供MES系统设计及实施
MES方案_为生产车间提供MES系统设计及实施一、引言随着信息化技术的快速发展，生产车间管理面临着越来越多的挑战。
为了提高生产车间的效率和质量，企业需要引入MES系统，通过数据采集、分析和反馈，实现对生产过程的监控和管理。
本方案旨在为生产车间提供MES系统设计及实施的具体方案。
二、MES系统设计1.系统需求分析首先，我们需要进行系统需求分析，了解生产车间的具体需求和目标。
在这个阶段，我们将与生产车间的管理人员和工作人员进行沟通，收集信息，明确需求和目标，以便为系统设计提供方向。
2.数据采集与传输通过传感器、PLC等设备，将生产车间的各项数据进行采集，并将其传输到MES系统中进行存储和分析。
数据采集和传输的方式可以通过有线或无线网络进行。
3.数据存储与管理MES系统需要具备强大的数据存储和管理能力，能够存储大量的生产数据，并按照一定的规则进行归档和备份，以便之后的数据分析和查询。
数据的存储可以基于云平台或局域网服务器，具体的选择要根据实际情况来决定。
4.数据分析与处理MES系统需要提供强大的数据分析和处理功能，通过对采集的数据进行分析，可以帮助生产车间识别潜在的问题和提高生产效率。
例如，可以通过对历史数据的分析来进行故障预测，提前进行维护和修理，减少故障停机时间。
5.实时监控与控制MES系统需要具备实时监控和控制功能，可以对生产车间的设备和工艺参数进行监控，并在发现异常情况时及时发送警报，帮助生产车间管理人员快速做出反应。
此外，还可以通过系统进行工艺参数的调整和优化，以提高生产效率和产品质量。
6.报表生成与分发MES系统需要能够生成各种生产报表，并根据需求进行分发。
例如，可以生成生产产量报表、工艺参数报表等，帮助管理人员了解生产情况和进行决策。
三、MES系统实施1.项目计划制定在实施MES系统之前，需要制定详细的项目计划，明确实施的步骤和时间节点，确定实施的范围和目标，安排相关的资源和人员。
2.系统安装与配置根据系统设计的需求，进行系统的安装与配置。
流程型制造业企业的MES系统设计方案和实现
ES中产品物料清单管理研究MES系统涉及到大量的产品物料清单(Bill of Materials，BOM>信息，以此为基础来进行物料需求计算、安排生产作业计划、制订外协计划和采购计划等等。
在车间生产过程中，MES使用制造BOM产生物料配套表，供库房检验物料的有效性以及发放物料；监控生产过程的物料短缺情况及使用情况；帮助确定物料在车间的存放货位及方法；进行成本累计和成本控制。
使用制造BOM和产品的工艺文件安排生产作业计划并按照工艺要求实施质量控制。
不准确的数据会影响生产计划和调度，使得生产计划和调度需要经常调整，生产计划和调度指令的执行能力无法保证。
企业管理人员常说计划不如变化快，很大程度上都是因为不准确的基础数据造成的。
改变这种状态的唯一有效的办法就是在MES系统中实施数据管理功能，使得MES系统通过数据管理集成产品的设计数据、工艺数据以及制造数据等方面的数据信息，以满足MES对数据的管理的准确性、一致性和完整性的要求。
鉴于产品物料清单在MES中起着重要作用，本文以物料清单作为数据管理的主要研究对象。
1 产品物料清单概述简单的说，产品物料清单是反映产品结构的基本数据，就其本质而言，BOM是一种反映产品结构的设计技术文件，反映了产品与部件、零件以及原材料之间的结构层次关系，以及每个部件所需要的各下属零部件的数量。
物料清单是一种树型结构，一般称为产品结构树。
如图1所示，是一个三层的BOM结构，表示产品P由2个部件A，—个部件B和兰个部件C组成；部件A又由三个D和两个E组成；部件C又由两个F和—个G组成。
图1 产品物料清单示意图产品物料清单是企业基础的核心数据，是联系企业设计制造和生产管理的桥梁，是企业内部不同部门间传递的基本数据。
在制造业中，企业需要根据客户需求定制产品，产品制造需要跨部门共同协作，而这些部门都有着自己独特的业务过程和信息系统。
因此，如何有效地实现企业内部之间的资源共享和协同设计对企业适应新的竞争环境就显得尤其重要，而BOM作为企业内部信息交互的基础，在整个企业管理中占有举足轻重的地位，如图2所示，物料清单的作用如下。
制造企业智能化的MES系统设计与实现
制造企业智能化的MES系统设计与实现随着制造业的快速发展，智能制造已经成为了制造业转型升级的重要方向。
智能制造的实现离不开智能化的生产管理系统，而MES系统则是智能制造中不可或缺的重要组成部分。
本文将对制造企业智能化的MES系统设计与实现进行探讨。
一、MES系统的概念MES是生产制造执行系统的缩写，是一个在制造企业中集成了ERP、PLM等多个系统的灵活、可扩展、高可用的软件系统，专门用于指导、监控、优化生产制造过程。
MES系统包括生产计划、生产管理、物料管理、质量管理、人员管理、设备管理等多个模块。
通过集成多个系统，MES系统可以完整地记录制造过程中的各项关键数据，并实时监测生产过程，实现生产过程可视化、数据化、智能化管理，提高生产效率和质量，降低生产成本，从而提升整体竞争力。
二、MES系统的设计与实现1.需求分析与系统设计在MES系统的设计与实现之前，需要对制造企业的生产管理流程进行全面的需求分析，在此基础上确定MES系统的整体架构、功能模块、技术选型等，以确保MES系统的设计与实现能够完全满足制造企业的生产管理需求。
2.系统实施与部署MES系统的实施与部署是一个需要耐心、细致、全面的过程，需要确保所有功能模块的完整性与稳定性。
首先，需要根据系统设计方案，完成系统架构搭建、数据库建模、系统安装与配置等准备工作。
其次，需要进行各功能模块的调试、测试，确保系统功能正常、数据准确性高。
最后，在完成系统的全面验证后，进行生产环境的部署工作，并进行培训和技术支持，以确保用户能熟练掌握MES系统并能够熟练使用。
3.系统运行与优化MES系统的运行与优化是其长期运营过程中的关键因素，需要从数据分析、人员管理、设备维护等多个方面进行持续改进和优化。
MES系统可以提供多种数据分析报告，如生产计划完成情况、生产效率、生产质量等，这些报告可以帮助企业管理者洞察生产运营的各个环节，及时跟进生产制造过程，制定共同的优化方案。
MES方案设计及实施[336]
![MES方案设计及实施[336]](https://img.taocdn.com/s3/m/424943b3ed3a87c24028915f804d2b160b4e862a.png)
MES方案设计及实施[336]随着生产制造业的发展，生产线的自动化程度越来越高，为了提高生产效率和质量，企业研发了一种叫MES （Manufacturing Execution System，制造执行系统）的软件系统。
MES是一种管理生产流程的信息化系统，它具有以下功能：1. 生产计划：能够通过对生产订单和计划进行跟踪和监控，自动生成生产任务。
2. 生产调度：根据生产计划自动生成生产任务，并对任务进行调度、安排、监控和控制。
3. 过程控制：通过对生产过程进行细致的监控和控制，以确保生产过程的稳定和优化。
4. 成品管理：对成品进行生产追踪，使生产过程可追和可溯，及时掌握成品质量情况。
5. 质量管理：MES系统可有效地管理生产质量，包括检验、测试、报告等环节，保证产品质量的稳定。
在制造企业的生产过程中，MES系统扮演着核心角色，它能够优化整个生产流程，提高企业的生产效率和产品质量，同时也可在售前售后服务等领域发挥重要作用。
MES方案的设计和实施需要有以下几步工作：1. 搜集信息：确定企业的生产需求，搜集所有与MES系统相关的信息，包括生产计划、机器设备、产品质量信息、工人操作等等。
2. 分析和评估：在收集到相关信息后，对其进行分析和评估，确定合适的MES方案，并与企业经营模式、组织架构相适应。
3. 配置和开发：对MES软件进行配置和相关软件进行开发，包括应用软件、数据库软件、操作系统软件等。
4. 系统测试：在MES软件的配置和开发完成后，进行系统测试和验收工作，确保MES系统符合生产需要和设计要求。
5. 实施和培训：MES系统实施时要与生产线同步进行，配置、检测、调试、培训使用者等等，确保MES系统的平稳过渡和有效使用。
对于企业而言，MES软件的引入极大提升了企业的竞争力。
但是，在MES方案设计和实施中存在一些问题和需要注意的事项：1. MES系统是一项复杂的工程，设计和实施需要专业的技术、管理和资源支持。
MES设计与实践
网络设备
Database Server
PLC
控制设备
架构篇——冗余
客户端
Web Server Load Balance
• • • •
Web Server采用Load Balance。 Application Server采用Cluster。 Database Server采用Cluster。 OPC Server采用双机备份，即 每个PLC连接2个OPC Server。
已报废 维修中
工单下达
已上线
在制
扣留
有缺陷
检验
中转库
已下线
成品库
已发运
业务篇——工艺路线
• 工位(工作中心)的代号和作 业完成后的状态，决定了可 能的后续工位。 • 工位可以是必做的如装配， 也有可能是可选的如抽检。 • 工艺路线同时也定工位3
工位4
工位5
OPC Server
Database Server
DB Link
PLC
第三部分 实施篇
实施篇——计划
• 重要的时间节点需要和工艺、生产、质量等部门确认。 • 工作项的具体执行人员和支持人员需要和业务部门确认。 • 许多工作项受制于外部条件，如工程施工进度、硬件采购进度、 IT网络准备、控制网络准备、设备就位等。 • 培训、现场调试等均需和业务部门协调、确认。
工艺配方
工艺参数 PLC
工艺参数
业务篇——测试数据上传
• 数据量不大的关键数据可以通 过PLC传给MES。 • MES分析数据格式后，先提取 测试项名称和值，这些数据可 用于SPC分析。 • 然后MES提取测试结果，用于 判断产品的当前状态，决定后 续的工艺。 • MES对数据的提取和判定可通 过数据库存储过程实现。
论MES系统在企业中的设计与实现
论MES系统在企业中的设计与实现一引言目前,在我国有色冶金行业中的各钢铁企业的自动化水平和信息化管理水平与上世纪90年代相比均有较大提高，绝大多数企业的主要生产工序均配备有较完备的基础自动化系统（简称1级机），部分主要生产工序已有过程控制系统（简称2级机），还有个别企业的主要生产工序不仅配备有较完备的基础自动化系统和过程控制系统，而且配备有面向生产管理的制造执行系统（简称3级机）。
同时，各大中型企业均已开始建立或已建立其企业的ERP 系统（简称4级机）。
二MES系统的任务和目标从目前国际国内普遍认同的系统分级原则来看，在一个典型的企业内，具有较完备的自动化系统的结构和功能划分如图1所示。
从图中我们可以发现L3系统是整个企业的自动化系统的枢纽，对内将要控制整个工厂的有效运行;对外将要与企业首脑机构的L4系统进行及时和高效的数据传递。
目前，在工厂内各主要工序（机组）已具有较完备的L1和L2系统的条件下，如何上L3系统将成为一件至关重要的大事。
笔者认为对这个问题的答案应该是在其L3系统的设计方面将先进的有色冶金企业管理理念和信息化技术相结合，在L3系统的部署方面应该整体规划、因地制宜和分步实施，目的是花钱少、见效快。
1 MES系统的任务MES的全称为制造执行系统，MES国际联合会对MES的定义是：MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。
当工厂发生实时事件时，MES能对此及时作出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。
这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导企业的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。
我公司MES系统的主要任务是：1）从公司ERP系统接受生产订单;2）将库存的自由库存分配给生产订单;3）由生产订单产生作业计划;4）根据作业计划建立生产指令并分发给相应的过程计算机系统;5）进行作业调度并控制和监视工厂生产全貌;6）收集过程数据、质量数据、事件数据;7）控制和评估产品的质量;8）将生产和质量结果发送给公司ERP系统;9）工厂生产报表。
智能制造中的MES系统设计与实现
智能制造中的MES系统设计与实现随着工业自动化和信息化的发展，智能制造系统正逐步成为现代制造业的核心。
在这个过程中，MES（Manufacturing Execution System）系统被广泛应用，为制造企业提供了全面的生产管理和控制手段，有效地提升了生产效率和品质水平。
本文将探讨智能制造中MES系统的设计与实现，从系统架构、信息管理、流程控制和数据分析等方面进行剖析，希望能为广大读者提供一些有益的参考和借鉴。
一、MES系统概述MES系统是指基于计算机技术和工业自动化技术，通过对生产过程进行信息化管理和控制，实现制造流程的可视化、实时监控、故障预警和数据分析等功能的一种系统。
它主要用于连接企业各个层次的信息系统，包括ERP（Enterprise Resource Planning）、SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）、LIMS （Laboratory Information Management System）等，构建起一个完整的生产管理体系。
MES系统通常包括以下几个模块：1. 计划排程管理：对生产计划进行制定、调整和实施。
2. 物料管理：对原材料、半成品和成品进行跟踪、管理和控制。
3. 质量管理：对生产过程中的质量数据进行采集和分析，以实现产品质量的可控。
4. 生产现场管理：通过对设备、人员和生产场地等实时监控，实现生产现场的管理和控制。
5. 维修保养管理：对生产设备进行维修保养和故障诊断，以确保生产设备的正常运行。
6. 工艺管理：对生产过程中的工艺参数进行监控和调整，以实现生产工艺的优化和控制。
二、MES系统设计1. 系统架构设计MES系统的架构设计是整个系统设计的关键，它不仅要满足企业的生产管理需求，还要考虑系统的可拓展性和可维护性。
常见的MES系统架构主要有以下几种：（1）集中式架构：将MES系统部署在一个服务器上，通过网络连接企业各个生产环节。
智能制造系统中MES系统的设计与实现
智能制造系统中MES系统的设计与实现随着技术的飞速发展，智能制造不再是遥不可及的概念，而是逐步走向实现。
而实现智能制造的关键在于建立高效、智能的生产管理系统。
MES（Manufacturing Execution System）即制造执行系统，是智能制造系统中的核心组成部分，是生产环节管理的关键技术。
下文将着重论述MES系统的设计与实现。
一、MES系统的简介MES系统是为指导、监控和跟踪制造过程而设计和开发的，具有实时数据采集、处理、分析、显示、控制和反馈的功能。
MES系统通过对制造过程的全面掌控，有效提高生产效率，降低生产成本，提升企业的竞争力。
MES系统包括计划调度管理、设备管理、制造执行、质量管理、信息反馈等模块，可以全面掌控生产线上的数据。
可以实现实时数据采集、数据存储、处理和分析，使得企业能够通过制定政策、制定计划，调整生产计划、增强生产柔性以更好地把握市场变化和客户需求。
二、MES系统设计的基本原则1.显性需求分析。
MES系统的设计需要满足企业实际需求，而这些需求不仅包括显性需求，还包括隐性需求。
在进行MES系统设计前，需要对企业生产流程、生产规模、产量以及产品品质要求等方面进行详细的调研，明确企业的实际需求。
2.系统灵活性和可扩展性。
在MES系统的设计过程中，应考虑到制造业的发展变化，使得MES系统具有良好的适应性和可扩展性。
可以通过将MES系统设计为模块化的方式，进行不断的系统升级，从而满足企业需求随时变化的需求。
3.功能全面且稳定可靠。
MES系统是企业精益化生产的核心，因此功能需满足企业全方位需求。
在MES系统的设计过程中，系统的意外停止或崩溃可能会给企业生产带来巨大损失，因此在MES系统设计中，稳定性与可靠性同样需要受到高度重视。
三、MES系统实现的关键技术1.实时数据采集技术。
MES系统的核心是基于生产线上各种工作环节的实时数据，MES系统强调在制造过程中获取生产过程数据的实时性和精度，确保有效的数据获取和处理。
面向智能制造的MES系统设计与实现
面向智能制造的MES系统设计与实现随着智能制造技术的不断发展，生产企业对于高效、精准、自动化的生产方式越来越迫切地需求。
而MES系统（Manufacturing Execution System）作为连接ERP系统和SCADA系统之间的桥梁，必须面向智能制造，具备更强的实时性、自动化功能、高可靠性和可扩展性，才能更好地适应现代生产企业的需要。
一、智能制造MES系统的设计特点1、实时性：随着生产企业面对的变化越来越快，MES系统必须满足实时数据采集、实时处理和实时监测的需求，以保证生产过程的高效性和准确性。
2、自动化功能：为了避免人为操作的误差，MES系统必须具备高度的自动化功能。
例如，自动采集数据、自动规划生产线路、自动分配任务等，都是现代MES系统不可或缺的功能。
3、高可靠性：MES系统必须具备高可靠性，以保证生产过程的稳定性和可靠性。
一旦系统出现故障，将会给整个生产过程带来严重的影响。
4、可扩展性：MES系统必须具备可扩展性，以适应生产企业未来的快速发展。
例如，新增设备、新增生产线路、新增生产方案等，MES系统应能够快速实现相应的调整和扩展。
二、智能制造MES系统的实现技术为了实现智能制造MES系统的设计特点，需要采用以下技术：1、云计算技术：将MES系统部署在云端，可以大大提高系统的可靠性和可扩展性。
同时，可以实现多地点的数据同步和实时监测。
2、物联网技术：将MES系统与设备、传感器等连接起来，可以实现自动采集生产数据、实时监测生产过程、自动优化生产线路等功能。
3、大数据技术：通过对生产数据进行深度分析和处理，可以提高生产效率、优化生产计划、精准化生产过程等。
4、人工智能技术：通过机器学习、深度学习等技术，可以实现自动预测、自动优化和自动决策等功能，从而提高智能制造MES系统的自动化水平和智能化程度。
三、智能制造MES系统的应用案例1、MES系统在汽车制造业中的应用在汽车制造业中，MES系统可以实现生产进度管理、生产计划管理、生产现场管理、质量管理等多个方面的自动化和智能化。
MESMOM数据采集系统需求分析和总体设计
随着社会市场需求的不断变化，传统生产车间内的数据采集技术无法跟上市场变化的需求，容易出现数据记录滞后、实时监控困难等问题，造成了车间的生产效率低、产品质量低。
在全球信息化的时代背景下，企业内的信息化管理可有效促进经济的发展。
传统的车间管理系统无法适应时代的变化，很难满足消费者的需求。
研究一种新的数据采集技术，实时记录生产信息、灵活应对生产需求，对实现智能化的信息管理发挥着重要作用，同时也能够保证生产数据的有效性。
1MES数据采集系统概述1.1MES系统概述ManufacturingExecutionSystem为生产管理系统，也叫制造执行系统，简称MESo在刚开始，MES被人们理解为数字群控（DNC）、生产指挥系统以及数据采集等人力管理资源的集成者，但是随着该技术的发展，MES已经慢慢能够支持生产中管理的层次，同时还能够汇聚管理的所有主要元素，正式成为生产管理系统。
该技术具有先进的生产管理理念，通过计算机技术来实现企业各项业务之间的信息管理功能，并为企业的日常生产管理提供所需要的数据资料，在企业内部MES系统信息流通示意图如图1所示。
生产结果与人员反馈设备运行规则 设备「 )ConImlS输入/输出数据采集植图1企业内部MES 系统信息流通示意图目前MES 已经处于制造生产企业的核心地位，在生产中作为生产管理层，兼具便捷性、灵活性以及先进性等特点，汇聚生产运行中的所有元素，成为综合性的生产管理系统。
在很多制造信息化企业的建设中，大多会优先选择EPR 系统，该系统能够满足企业建设的基本需求，但是在MES 系统内部上层的EPR 很少有生产管理功能。
而MES 在生产过程中以管理者的视角，向操作人员提供生产所需要的全部数据信息，例如材料、工具、设备以及要求等。
将MES 和EPR 进行结合，两者之间协同工作，可进一步提高企业系统的智能化建设。
MES 系统在企业生产中起着重要作用，可有效提高企业的生产效率，同时还能够和除EPR 系统外的其他系统协同工作，加快信息流通速度，为企业的进一步发展提供了保障。
MES实时监控系统的设计与实现
MES实时监控系统的设计与实现作者：陈晓辉郭晖来源：《科技视界》2012年第12期【摘要】MES系统有效支撑了中国石油炼化企业生产运行管理业务，是企业最为核心的应用系统之一。
保障MES系统稳定运行，开展好系统运行维护工作至关重要。
设计并实现一套MES系统实时监控系统，全面掌握MES系统运行状况，发现隐患，及时预防，确保MES 系统稳定可靠地运行。
【关键词】MES；WMI；实时监控；运行维护0前言中国石油炼油与化工生产运行系统（简称MES系统）是《中国石油“十一五”信息技术总体规划》的主要项目之一。
截止2010年底，MES系统已在中国石油炼油与化工分公司及所属地区炼化企业建成上线，系统有效支撑了企业生产运行业务管理，为企业精细化管理提供了有效手段，实现了“现场监控可视化、业务流程规范化、生产管理精细化、能源利用合理化、资源配置最优化、调度决策科学化”的目标，成为企业生产运行管理最为核心的应用系统之一。
中国石油MES系统采用分布式部署架构，系统范围广、规模大、应用稳定性要求高。
目前系统的运行维护工作主要是地区炼化企业发现问题后，采用电话、邮件方式提交到MES技术支持中心，技术支持中心统一进行问题处理。
技术支持工作周期较长、时效性较差，发现问题不直接，难以满足MES系统主动监控、实时预警、主动运维的要求。
技术支持工作客观上需要对地区炼化企业MES软硬件系统及地区炼化企业MES模块应用情况进行实时监控，全面掌握MES系统运行状况，发现隐患，及时预防，确保系统稳定可靠地运行。
为了从整体上提高MES系统应用和运维水平，发挥信息化建设的最大效益，MES系统的管理与运行维护工作需要一套实时监控MES软硬件系统及MES模块应用状况系统提供支，为MES运维和技术支持提供科学、便捷的工具。
1系统实现1.1技术架构设计MES运行监控及考核管理系统的设计思想是：实时监控总部MES模块应用状况、地区炼化企业MES软硬件系统及地区炼化企业MES模块应用状况，形成监控数据流，然后对监控数据流和事件进行相关性分析和绑定，参照MES应用状况考核评价指标体系和其它相关规则进行逻辑加工处理，通过WEB平台集中展示，实现MES系统运行状况的实时监控及考核管理，提升MES系统应用水平。
MES实时数据监测系统设计与开发
MES实时数据监测系统设计与开发张贵军;陈凯;徐建明;禹鑫燚【摘要】To address the information islands problem in discrete manufacturing industry, which are caused by the independence of system to each other and lack of data sharing, MES real-time data monitoring system is designed and developed based on manufacturing execution system (MES) for manufacturing enterprise workshop.OPC Server, Socket and WebSocket are used for the real-time data acquisition of the state of field equipment, the exchange of network data, and real-time delivery of data between servers and browsers respectively.The reliable communication protocols are designed for transforming of network data, and the communication issues between the upper planning system and the lower control system can be effectively solved.The state of field equipment can be remotely monitored by users through the PC browser.Stable operation, low development costs, and easy maintenance are the advantages of the developed MES real-time data monitoring system which can replace the traditional monitoring method.It is of high value for research and application.%针对离散制造业各系统之间相互独立、缺乏数据共享,而导致功能重叠等信息孤岛问题,基于面向制造企业车间执行层的生产信息化管理制造执行系统(MES),设计开发了MES实时数据监测系统.使用OPC Server实现现场设备状态的实时采集,通过Socket实现网络数据交换,采用WebSocket即时通信技术实现服务器与浏览器之间数据的实时推送.设计一种可靠的通信协议实现网络数据的可靠传输,有效解决了上层计划系统与下层控制系统之间的通信问题,用户可以通过PC浏览器远程监测现场设备的工作状态.MES实时数据监测系统开发成本低、运行稳定且维护简便,可以替代传统岗位式监测方式,具有较高的研究和市场应用价值.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2017(045)004【总页数】8页(P401-408)【关键词】MES系统;监测系统;实时数据采集【作者】张贵军;陈凯;徐建明;禹鑫燚【作者单位】浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州 310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州 310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州 310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州 310023【正文语种】中文【中图分类】TP39随着科学技术的发展，传统工厂的生产加工模式已不再适合高速发展的信息化时代，制造业面临着巨大的压力.目前，由于制造业各系统之间相互独立、缺乏数据共享而导致功能重叠等一系列信息孤岛问题，阻断了制造信息在工厂水平方向的传递，严重地制约工厂各系统之间的协调，降低制造业系统的发展水平，阻碍制造业信息化和工业化的进程[1].2013年4月在汉诺威工业博览会上，德国政府提出“工业4.0”战略，目的是提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机.经李克强总理签批，中国版的“工业4.0”规划《中国制造2025》由国务院于2015年5月8日公布，在2015年10月十八届五中全会通过“十三五”规划后，成为最热门的焦点之一[2].1990年美国先进制造研究公司(AMR)首次提出的制造执行系统(MES)是面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，处于底层工业控制系统与上层计划管理系统之间，有效地解决了上层计划系统与下层控制系统之间的信息通信，将生产与管理有机地结合起来，对工厂制造业整体水平的提升具有重要意义[3-4].在欧美发达国家，研究人员和企业管理者对MES进行大量研究，不仅在理论研究上取得显著的成就，而且在应用上也走在世界前列[5-7].国内对MES的理论研究起步比较晚，研究深度和广度也落后于欧美西方国家，在企业中的应用也刚刚起步，主要停留在MES体系架构、内涵以及思想的研究上，应用系统的开发局限于MES单一功能[8-10].针对某企业模块化柔性制造综合实训系统，应用以太网、无线网为数据传输通道，浏览器为客户端，开发基于OPC Server的数据采集终端，实现基于Socket和WebSocket的实时数据的传输和展示，最终实现基于Web的MES实时数据监测系统的设计与开发.MES实时数据监测系统基于B/S架构，采用OPC技术，实现现场设备过程状态数据的实时采集；采用Socket技术，实现异构环境下数据采集终端和Web服务器之间的数据通信；采用WebSocket技术，实现Web服务器与浏览器之间数据的即时通信.系统主要包括需求分析、系统架构设计以及功能设计与实现三部分，功能设计主要包括数据采集终端、Web服务器和通信协议三大模块.1.1 需求分析MES实时数据监测系统基于模块化柔性制造综合实训系统，通过对现场设备的过程状态数据的实时采集、传输、处理、显示，实现对该模块化柔性制造综合实训系统运行过程的智能监测.模块化柔性制造综合实训系统工作流程如图1所示，主要由上料、串联机器人示教搬运、液压冲压、并联机器人加工、图像检测搬运、落料、喷涂烘干、图像处理、加盖、穿销、检测、条形码自动黏贴与扫描、分拣输送、提升机械手、物流仓储、堆垛解垛及行车机械手等单元组成.针对该实训系统工作流程，实现对互联网内实训系统工作流程和工作状态的多用户实时监测.监测内容包括联机状态监测和单机状态监测，单机状态监测设备运行状态、工件运行模拟动画等；联机状态监测设备运行状态、工件运行位置、报警及工件运行模拟动画等.1.2 系统架构MES实时数据监测系统包括三层架构，如图2所示.三层架构由数据采集层、Web 服务器层以及客户端层组成，数据采集层包括过程控制层(PCS)和基于C++语言的OPC客户端的设计与开发；Web服务器层包括MES系统实时数据的获取、手工采集数据、管理数据以及历史数据等数据仓库的搭建和发布；客户端层包括数据的获取和显示.数据采集层与过程控制层以SIMATIC NET作为OPC Server连接现场设备的媒介，通过OPC客户端采集现场设备运行的过程数据；Web服务器层通过Socket技术实现与数据采集层之间数据的实时通信；客户端层通过WebSocket技术实现与Web服务器层之间数据的即时通信.传统的现场设备实时数据采集方案，每个应用软件开发商都需要提供专用的接口函数来存取现场设备的数据信息.由于设备种类多种多样，产品经常升级，往往给用户和开发商带来巨大的工作负担，不符合工作的实际需求.2.1 OPC技术OPC技术是以OLE、组件对象模型COM、分布式组件对象模型DCOM以及ActiveX技术为基础，用于过程控制的OLE技术[11].OPC通过提供一套标准的OLE/COM接口，完成从服务器数据源提取数据并传输到客户端，是一种具有高效性、开放性、可靠性和可互操作性的即插即用的设备驱动程序[12].OPC服务器主要由OPC服务器对象(Server)、OPC组对象(Group)以及OPC项对象(Item)三类逻辑对象模型组成.Server对象是Group对象的容器，Group对象是Item对象的容器，Item对象是OPC服务器到数据源的一个物理连接，通过Server，Group，Item三层接口，连接到OPC Server的硬件装置.其关系图如图3所示.2.2 客户端设计与开发数据采集终端以OPC Server为基础，通过Server, Group, Item三层接口与现场设备的端口通道建立连接，OPC Server和OPC Group通过OPC Item与现场设备的I/O进行数据交换，提取现场设备的数据信息.数据存储接口用于数据入库，对数据进行备份以及历史分析.数据通信接口通过Socket实现实时数据跨平台数据交互.系统架构如图4所示.OPC服务器组对象的工作方式有冷连接和热连接两种方式.对于温度、流量和速度等变化周期相对固定的信号，采用冷连接的工作方式，设置合理的采样周期对现场设备实时数据进行采集.对于报警、控制命令等变化周期不固定的信号和事件触发信号，采用热连接的工作方式，及时获取现场设备的实时数据.根据服务器对象的工作方式将现场设备的547路数据分为冷连接和热连接两种读取数据的模式，其中冷连接423路，热连接124路.表1为冷连接方式读取数据的部分设备数据地址，表2为热连接方式读取数据的部分设备数据地址.Web服务器的设计与开发是基于B/S架构的监测系统的核心内容，主要包括监测客户端、实时数据通信及数据库存储等模块的设计与开发.3.1 Socket技术TCP/IP协议是Internet最基本的协议，主要由网络层IP协议和传输层TCP协议构成.Socket又称“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信[13].TCP/IP是一种可靠的网络通信协议，通过在通信两端各自创建一个套接字(Socket),形成可靠地的网络虚拟链路，从而两端程序通过网络虚拟链路进行通讯[14].在客户端/服务器通信模式中，Socket是通信连接两端的收发器，服务器和客户端都通过Socket来收发数据.客户端需要主动创建与服务器连接的Socket，服务器端收到客户端的连接请求，创建与客户端连接的Socket.Socket连接过程分为三个步骤，包括服务器监听、客户端请求及连接确认，如图5所示.服务器端套接字一直处于等待连接的状态，实时监测网络中的Socket连接，并不定位特定的客户端.当客户端套接字发起连接请求且连接目标与服务器端的套接字相匹配时，服务器端套接字监听到客户端的连接请求并响应客户端套接字的请求，同时通过创建新线程把服务器端的套接字的描述发送给客户端.如果客户端确认收到的套接字，则创建与服务器端进行数据实时通信的Socket连接.而服务器端的套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求.3.2 WebSocket技术WebSocket协议是一个网络协议，允许两个相连的端在一个单一的TCP连接上进行全双工消息通信.WebSocket协议基于TCP的协议，与TCP连接的建立过程类似，但与传统的基于TCP连接的协议有所不同的是WebSocket协议的握手过程需要从HTTP协议发起连接[15].连接的发起者发送一个专门制定的HTTP请求，其中包含连接的WebSocket端点的URL，称为打开阶段握手.如果服务器接受连接，制定一个称为打开阶段握手响应的特殊的HTTP响应并发送回客户端.此时，保证WebSocket消息的往返传递TCP连接创建，一直保持活跃直到任意一方决定终止连接，或者是某些外部因素导致连接关闭[16].图6为WebSocket 协议握手过程的示意图.首先，浏览器客户端向服务器发起WebSocket握手请求，并发送基于HTTP协议的请求报文.然后，服务器收到客户端的WebSocket发送的握手请求报文并对握手请求报文进行解析，如果握手请求报文满足WebSocket协议条件，则向客户端发送WebSocket握手应答，并发送基于HTTP的应答报文.最后，客户端收到服务器端的WebSocket应答报文并对应答报文进行解析验证，如果验证成功，则创建WebSocket连接，双方建立全双工通信，否则客户端主动断开连接.3.3 Web服务器端WebSocket服务器端主要包括实时数据获取模块、数据仓库模块和实时数据推送模块三部分.实时数据获取模块基于Socket实时通信技术，实现WebSocket服务器与数据采集终端的数据交换，为保证数据的唯一性和一致性，提高多用户并发访问效率，只创建唯一的Socket连接.数据仓库模块由手工采集数据、MES系统实时数据、管理数据以及历史数据组建而成，是基于B/S架构监测系统的数据来源.实时数据推送模块基于WebSocket即时通信技术，实现浏览器客户端与WebSocket服务器之间的通信，采用广播传送方式通信，WebSocket服务器向所有客户端发送同一份数据包，客户端筛选对应的数据，保证实时监测客户端数据的唯一性和一致性.数据推送结构图如图7所示.首先，浏览器客户端向WebSocket服务器发起连接请求，连接成功后创建WebSocket服务器与客户端实时数据传输通道.然后，WebSocket服务器通过数据库通信接口从数据库中提取手工采集的数据、管理数据和历史数据，通过数据通信接口获取MES系统实时数据.最后，WebSocket服务器通过实时数据传输通道将实时数据推送到浏览器客户端.网络通信协议三要素包括语法、语义及时序.语法规定信息的格式；语义规定通信双方怎么去做；时序规定事件的先后顺序.传输的数据流以包的形式进行传输，包括发送方的请求包、普通数据包、结束包及接收方发出的响应数据包.请求包是发送方发给接收方的协议包，并用于向接收方发出发送文件的请求.ENQ 表示请求包的包标识，占用1个字节，值为5.Size表示传送文件的长度，占用4个字节.NameLength表示文件名的长度，占用1个字节.Name表示传送文件的名称，占用长度有文件名长度字节内容决定.校验占用1个字节，是从ENQ开始到校验前所有字节的异或运算和.普通数据包是发送方向接收方发送具有固定长度的数据包，固定位1 028字节长度.STX是普通数据包的包标识，占用1个字节，值为2.Number用于标识当前数据包在整个传输过程中的顺序号，占用2个字节.Data为传输的具体内容，占用1 024个字节.校验占用1个字节，是从STX开始到校验前所有字节的异或运算和.结束包是发送方向接收方发送的最后一个数据包，长度不固定.ETX是结束包的包标识，占用1个字节，值为3.Length表示数据包传送数据的长度，占用2个字节.Data表示传送的具体数据内容，长度由数据长度的值决定.校验占用1个字节，是从ETX开始到校验前所有字节的异或运算和.响应包是接收方发给发送方的应答信息，占用1个字节，有效的取值如表3所示. 通信过程分为发送请求和发送文件两个过程.发送方发送请求包，等待应答方响应.若发送方收到应答方的ACK响应，发送普通数据包；若收到应答方的NAK响应，重发请求包；若收到应答方的CAN响应，则取消本次发送请求.发送方将待发送的文件以1 024字节为单位拆分为N个数据片段，最后一个数据片段长度不定，小于或等于1 024字节.当发送数据片段序号小于N-1时，使用普通数据包格式发送数据片段，若应答方接受正确，发送ACK响应，继续发送下一个数据片段；若发送方收到NAK响应，则重发上一次发送的普通数据包.当发送数据片段序号为N 时，使用结束包数据格式发送第N个数据片段.若接收方接受正确，发送ACK响应，则通信正常结束；若接收到响应NAK，则发送方重发第N个数据片段的结束包.数据包采用JSON数据格式封装，数据封装格式如图8所示.为了减少数据传输的大小，提高传输的效率，将采集的数据根据开关量和模拟量进行分组，每组再将数据分为不同的数据块.针对开关量，用一组0～255的数来表示8位状态量.针对每一组的数据块，用JSON数组进行封装，减少JSON格式数据的键占用过多的数据空间.数据块名称即为JSON数组的键值，数据长度表示JSON格式数据的字节长度，键值为long，数据表示即为JSON格式数据，键值为data.MES系统实时数据监测系统采用C++语言，基于SIMATIC NET V12服务器，开发OPC数据采集客户端，实现现场设备过程数据的实时采集；采用Java语言，基于Spring+Hibernate+Struts2框架，应用Socket和WebSocket实时通信技术，实现基于Web的实时监测系统的设计与开发.模块化柔性制造综合实训系统工作方式分为联机工作和单机工作两种方式，联机工作方式是托盘传送工料依次经过每个生产单元的加工工艺，将工料加工为工件，合格工件放入仓库，不合格工件分拣出来，托盘进入下一个循环生产.单机工作方式是托盘传送工料从单个单元加工工艺从开始到结束的工作流程.工料加工过程中单元工作状态即为工料基本信息以及工料加工信息，代表了工料加工过程中的机器的工作状态和工料加工为工件的质量信息.模块化柔性制造综合实训系统现场如图9(a)所示.MES实时数据监测系统工作流程如图10所示.实时监测客户端向WebSocket服务器发起连接请求或关闭请求，如果WebSocket服务器发起的是连接请求，则添加当客户端连接，客户端连接数N=N+1，若当前客户端连接数N不为1，WebSocket服务器从数据采集终端获取数据并且向所有客户端推送数据，否则WebSocket服务器向数据采集终端发起Socket连接请求，创建Socket通信通道，并向所有客户端推送数据；如果WebSocket服务器发起的是关闭请求，则删除当前客户端连接，客户端连接数N=N-1，若当前连接数N为0，则关闭Socket连接.MES实时数据监测系统同时包括联机状态和单机状态两种类型监测界面.联机状态主要监测产品在生产流水线上各个单元的工作情况以及产品所处于生产流水线的位置，如图9(b)所示.单机状态主要监测每个单元脱离生产流水线自主运行过程中该单元运行的流程的动画模拟以及该单元运行过程中各个状态，如图11所示.图11依次表示上料、落料、喷涂烘干、图像检测、加盖、穿销、检测、条形码识别及分拣等单元单机运行时，设备的运行状态和动作状态.设计并开发一款MES实时数据监测系统，该系统与传统的采集监测系统相比，解决了上层计划系统与下层控制系统之间的信息通信，将生产与管理有机地结合起来.同时系统长时间运行稳定、开发成本较低且升级维护方便简单.采用B/S架构，基于互联网、云服务，通过PC设备浏览器远程监测现场，可以替代传统的岗位式的监测方式，提高了作业效率.【相关文献】[1] 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MES 系统实时数据库的设计与实现
内容摘要:大连石化公司的生产运行系统 (MES 采用了 Honeywell 公司软件包实现的, PHD 实时数据库是生产运行系统(MES 的基础。
本文介绍了 PHD 实时数据库的结构设计, 通过标准的 OPC 接口技术与 PHD 的 Buffer/Shadow技术结合完成了数据采集,满足了生产运行系统(MES 的总体目标。
关键词:生产运行系统(MES 、 PHD 实时数据库、集散控制系统(DCS 、 OPC 接口 1、前言
中国石油为了加快各业务领域的信息化建设, 2004年,生产运行系统(MES 列入股份公司年度信息技术项目计划, 最后选择了大连石化公司为试点单位, 开始进行试点实施工作。
目前中国石油生产运行系统(MES 已经进入了第三期推广中,预计2009年底完成推广,大连石化公司试点的 MES 系统已于 2005年 12月份正式上线运行,目前运行稳定,为公司信息化建设奠定了基础。
2、 PHD 实时数据库的开放性
现代化炼厂大量采用了 DCS 等自动化仪表及控制设备进行生产过程、公用工程、罐区等自动化控制。
Honeywell 公司的实时数据库软件包具有与这些常用设备的接口和数据采集能力,而且该软件包具有接口软件的开发工具,以便为特殊设备开发接口。
同时,还能采集非连续的数据,如实验室的分析数据,物料的移动数据等。
PHD 实时数据库最终是供用户或应用程序使用的, PHD 实时数据库为用户提供了与外界进行数据传输的途径:API 函数库、 OPC 接口、 ODBC 和 SQL 接口、Automation OLE Server以及 ActiveX 控件等接口方式。
3、大连石化公司 PHD 数据库的设计方案
1 PHD 实时数据库设计目标
PHD 实时数据库应用平台不仅可以管理实时数据,还能进行事件信息、事务性数据和应用数据的管理,分别将相关测量值存放于过程实时数据库;将操作变化、报警信息、过程变化等事件存放于事件数据库;将物料移动记录、化验室分析数据、
操作规程、工艺卡片存放于事务性数据库; 将物料平衡、操作管理、先进控制等基于数据库应用的运行结果数据存放于应用数据库,在系统内部实现实时数据库和关系数据库的无缝连接,以方便应用开发。
它的设计目标如下:
①存储数据, 保证原始信号在一定的约束条件下再现, 优化存储和支持时间序列平均值。
②允许手工录入那些分布式信息源,非连接的装置或地理上分布很远的信息点数据。
③接口或集成到其他实时系统、第三方实时历史数据库产或者现有的客户解决方案中。
④提供收集、跟踪、分析、响应和报表支持、流程图和趋势图。
⑤提供执行简单计算和对象类型平衡的功能,结合用户开发实现复杂、高级计算功能。
⑥提供 PHD 实时数据库与 ORACLE 关系数据库的动态连接。
⑦提供灵活的用户接口选项,最终用户通过 LAN/WAN 进行配置等。
2 PHD 实时数据库体系结构
大连石化公司的 MES 系统采用 Honeywell 公司的 MES 系统套件, 该软件是专门针对炼油化工行业的特点所设计的整体的、集成的解决方案,包含了流程工业的最佳实践。
MES 系统是以 PHD 数据库作为实时数据采集中心,系统被设计成三层结构,即数据采集层、数据的存储和处理层以及桌面应用层。
如图1所示:
①数据采集层是各装置的 DCS 系统等和接口组成,通过接口将实时、非连续的信息输入到实时数据库系统中。
②数据的存储和处理层是由实时数据库系统与其之上的应用程序组成, 应用程序基于来自数据采集层的信息,提供操作管理应用。
1
2
③桌面应用层由客户端软件和浏览器组成, 客户端软件为实时数据库管理及应用提供应用平台,浏览器用于发布操作管理的实时信息、组态界面以及计算结果。
数据的存储数据的采集
和处理
桌面应用
图 1 实时数据库系统结构图
3 OPC 接口实现数据采集
大连石化公司的 MES 系统实时数据采集采用了标准 OPC 接口方式, 数据来源有 DCS 、 PLC 以及第三方实时数据库等。
流程工业生产过程都是连续的, MES 系统与装置生产紧密地联系在一起,生产数据信息也必定是连续的,一旦异常造成数据中断,就严重的影响了 MES 系统的应用。
Honeywell 公司的 Buffer/Shadow技术,将物理上分散的数据源设置成多个独立的 PHD 服务器,实现同机数据的采集,这样保证了实时数据的连续性。
PHD 实时数据库采集了全公司 33套装置的数据,根据总部相关的编码规则,共设计了 17个实时数据采集接口,累计共采集 2万多点实时数据。
如表 1所示:
4 PHD 实时数据库内部数据结构
将实时数据信息通过软件包的 TPI 组态工具预组态到系统中, 并下载到 PHD 数据库中。
PHD 实时数据库中的数据信息包括:实时点位号、手动点位号、虚拟点位号以及用于存储相同属性的父点位号等。
数据库中的各类点位号定义以第一联合车间的三催化装置为例。
①实时点位号的设计
采集控制系统的实时点信息,以装置代码前缀、控制系统位号的关键字段以
及 .PV 后缀进行定义。
②手动点位号的设计
生产或管理数据存在离线的数据, 需要手动录入; 生产的监视点数据需要有对应的工艺卡片上、下限指标的手动位号。
手动录入位号以装置代码前缀、工艺代码以及 .MANUAL 后缀进行命名;上、下限指标的手动位号以装置代码前缀、控制系统位号的关键字段以及 .HILMT (上限和 .LOLMT (下限后缀进行定义。
表 3 PHD 实时数据库手动点位号定义表
③虚拟点位号的设计
在 PHD 数据库中定义关键绩效指标(KPI 、工艺参数、平稳率计算等公式,计算按装置分类,进行监视。
虚拟点位号以装置代码前缀、关键字代码以及 .KPI 后缀进行定义。
表 4 PHD 实时数据库虚拟点位号定义表
3
④父点位号的设计
各类点的相同属性通过父点统一定义实现, 主要分成两类父点:一类是实时位号的父点; 一类是手动位号的父点。
其中实时位号的父点分成五类:FLOW-流量, PRESS-压力, TEMP-温度, LEVEL-液位, OTHER-其他类型,系统中共建立了 89个父点位号;手动位号的父点定义一个父点即可。
父点位号以装置数采接口前缀、各类父点代码、 _PARENT后缀进行定义。
5 PHD 实时数据库应用
PHD 实时数据库保罗了生产、管理、实验室等各类数据,基于这些数据进行应用也是 MES 系统实施的最终目标。
具体实现了如下的数据库应用:
①实现了工艺台帐的电子化。
②以 B/S或 C/S的方式组态查询的流程图界面和趋势图界面。
③手动数据录入界面,以 B/S方式进行,支持物料平衡应用、物料跟踪、和其它应用需要的手工录入数据。
④实现装置的平稳率考核算法,将监控的目标分成厂级、车间级和班组级,方便于进行装置的成本核算。
⑤实现生产装置的能耗计算,根据数据库中的基础数据进行装置的单耗计算,根据装置的单耗计算出装置的综合能耗和平均单耗,并且能按班次、日及任意时间段进行汇总计算,能查看趋势图。
4、结束语
MES 系统的实施为供应链优化提供最为基础的地区分公司物料平衡及库存动态,并对优化的结果进行反馈和验证,促进供应链优化的应用。
MES 系统的建立集成了生产过程信息和生产管理信息,为 ERP 系统提供准确、及时的物料平衡、公用工程消耗、质量分析等生产集成信息。
在 MES 系统成功实施后,使企业的信息技
术向过程集成和企业集成发展, 消除了制约的瓶颈,优化了资源的分配利用,优化了生产,降低了成本,提高了企业的经济效益、经营和管理水平。
通过 MES 系统的几年来的持续建设、不断完善,已经成功实现了物料平衡、物料移动管理、装置运行平稳率的考核、操作日志的完全电子化、工艺台帐的电子化等功能。
为公司生产提供了一整套信息化工具,也为公司生产和管理带来了理念上的转变,同时为 ERP 层的财务管理、销售管理、物资管理等决策提供可靠的数据,为实现“ 信息化带动工业化” 的目标迈出了重要一步。
参考文献:
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