[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的車間生產(chǎn)管理方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410082209.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN103810576A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳樺;房亞東;毛曉博;孫波;劉崢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/04;G06K17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車間生產(chǎn)管理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的車間生產(chǎn)管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備和系統(tǒng)（傳感網(wǎng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、射頻識(shí)別系統(tǒng)等）、全球定位系統(tǒng)、條碼與二維碼，按照規(guī)定的通信協(xié)議，將物品與物品、物品與人、人與人連接起來，再通過各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡(luò)。?MES（Manufacturing?Execution?System）是制造執(zhí)行系統(tǒng)的英文縮寫。MES是美國AMR（Advanced?Manufacturing?Research）公司于90年代初提出的，旨在加強(qiáng)制造資源計(jì)劃（Manufacturing?Resources?Planning，MRP?П）的執(zhí)行功能，將MRP?П的計(jì)劃和生產(chǎn)車間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來。

八十年代，在美國生產(chǎn)與庫存管理協(xié)會(huì)（APICS）大力宣傳和組織推動(dòng)下，MRP?П在美國得到了迅速和廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也暴漏了它的許多缺點(diǎn)。如MRP?П不能充分的利用生產(chǎn)車間的大量實(shí)時(shí)生產(chǎn)事件和數(shù)據(jù)；此外，它也未能對(duì)銷售管理和預(yù)測(cè)需求給予重視。因此，為了滿足企業(yè)需求，許多企業(yè)開始意思到應(yīng)該在MRP?П和底層車間之間構(gòu)建其他系統(tǒng)。在這樣的背景下，MES順理成章的被提了出來。

1990年11月，美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)（Advanced?Manufacturing?Research，AMR）提出了位于底層工業(yè)控制系統(tǒng)與上層計(jì)劃管理系統(tǒng)之間的面向車間層管理信息系統(tǒng)，并將其命名為MES。至此，MES的建設(shè)被提上了日程，并得到了快速的發(fā)展。目前，在國外MES的研究和開發(fā)已經(jīng)取得了一些成果。

上世紀(jì)80年代，美國等發(fā)達(dá)國家在航空航天等典型離散企業(yè)制造車間率先引進(jìn)數(shù)字化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化。如，波音777就是數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)物。同時(shí)，MES的應(yīng)用軟件業(yè)也大量出現(xiàn)，并在國外很多行業(yè)得到普及。如，Intellution公司研發(fā)的面向多行業(yè)的FIX?for?Windows，Honeywell公司針對(duì)制藥行業(yè)的POMSMES等。

我國在MES的理論研究方面著手較晚，在實(shí)際應(yīng)用方面更是處于起步階段。相對(duì)于國外，對(duì)MES的研究主要還在其思想內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)等方面。十五期間我國將MES的發(fā)展納入國家科技規(guī)劃，MES在我國的迎來了一次發(fā)展浪潮。大型企業(yè)、科研院所以及國家一些重大攻關(guān)項(xiàng)目等都涉及MES研究與發(fā)展。如，石油和鋼鐵業(yè)，開發(fā)出了類似上海寶信一樣的MES系統(tǒng)，并得到成功應(yīng)用，而且還具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)等高校也積極展開MES的研究工作，相繼也推出了自己的MES系統(tǒng)。雖然我國的這些MES系統(tǒng)還不是很成熟，在MES系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究突破較少，而且距離實(shí)際應(yīng)用還有較遠(yuǎn)距離，但其也有自己的一些特色。比如，在理論研究方面，根據(jù)當(dāng)前我國企業(yè)的實(shí)際情況加入了并行、敏捷、可重構(gòu)以及未來化等一系列先進(jìn)思想；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，同樣采用了代理、面向?qū)ο?、面向組件等技術(shù)。

從不同的角度看，物聯(lián)網(wǎng)的類型有很多種，而且不同類型的物聯(lián)網(wǎng)其結(jié)構(gòu)、硬件及軟件組成也有所不同。因此根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的核心要素“感知、傳輸、智能、控制”，同時(shí)為了使搭建的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)層次清晰且容易理解，將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的搭建依次分為RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建過程以及感知信息傳輸至上層管理信息系統(tǒng)三大模塊。

在物聯(lián)網(wǎng)體系的最底層，也就是感知層，其主要功能就是信息感知與采集。目前RFID讀寫器主要采用簡(jiǎn)單接入網(wǎng)絡(luò)方式。簡(jiǎn)單接入是指在感知設(shè)施獲取信息后直接通過有線或者無線方式將數(shù)據(jù)直接發(fā)送至傳輸網(wǎng)絡(luò)，然而對(duì)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量等要求越來越高的離散制造車間，原有的RFID讀寫器單獨(dú)工作的方案就滿足不了企業(yè)的需求；此外，制造車間的物品種類繁多，信息采集時(shí)可能是多個(gè)RFID讀寫器同時(shí)工作，因此為能將采集的數(shù)據(jù)信息及時(shí)的匯總分析，這里采用ZigBee技術(shù)與RFID技術(shù)結(jié)合組建一個(gè)射頻識(shí)別讀寫器網(wǎng)絡(luò)的辦法來滿足企業(yè)的要求。除此之外，還需針對(duì)離散制造車間的具體情況，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，選擇最為適合這種典型車間的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，為后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的搭建做基礎(chǔ)。目前，傳統(tǒng)的車間生產(chǎn)管理方法及系統(tǒng)存在由企業(yè)數(shù)據(jù)信息不能在企業(yè)完全的共享和交流引起的?“斷層”現(xiàn)象，管理過程復(fù)雜、人工管理水平低、管理效率差的問題。

發(fā)明內(nèi)容