一种适用于离散型生产制造的MES系统

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种适用于离散型生产制造的MES 系统。

背景技术

随着全球行业升级浪潮的全面来袭，“智能化”成为各行各业相应产品的必 备标签。

智能工厂建设，是在数字化工厂建设的基础上，利用物联网技术和监控技 术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，合理计划 安排生产，同时集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节 能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。

针对一些智能生产线，当需要添加新的生产线以及添加新的工艺等情况下， 需要在实操中去多次实验，难以立即适应复杂的工艺生产线，此时，前期的投 入成本会大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有3D场景仿真模块，使得新技术得以更快适 配复杂生产线的MES系统。

为达上述目的，本发明提出一种适用于离散型生产制造的MES系统，包括 企业模块、管理模块、执行模块和设备模块；

所述企业模块与所述管理模块实现信号连接，所述管理模块与所述执行模 块实现信号连接，所述执行模块与所述设备模块实现信号连接；

所述管理模块包括3D场景仿真模块；所述3D场景仿真模块包括3D产线搭 建模块、模拟运行3D仿真模块和在线运行3D仿真模块；

所述3D产线搭建模块用于搭建系统3D生产线模型；

所述模拟运行3D仿真模块用于模拟运行，根据搭建的系统3D生产线模型， 模拟系统运行；

所述在线运行3D仿真模块在模拟运行结束无误后，通过3D仿真系统和MES 系统交互，从而仿真同步展示真实产线的所有工作内容。

进一步的，所述企业模块为产品订单软件和市场分析软件；所述产品订单 软件用于接收客户的订单信息，所述市场分析软件用于分析市场需求，将订单 信息以及市场需求信息均传送至管理模块。

进一步的，所述管理模块包括MES控制系统和3D场景仿真模块；

所述MES控制系统与所述企业模块、所述执行模块以及所述3D场景仿真模 块实现信号连接；

所述3D场景仿真模块包括搭建产品模型、设备模型、工厂模型、产线模型、 工艺模型、计划模型、执行模型和监控模型。

进一步的，所述执行模块包括数据库，所述数据库与所述MES控制系统和 所述设备模块均实现信号连接。

进一步的，所述设备模块包括智能仓库、加工中心、检测中心和组装中心。

与现有技术相比，本发明的优势之处在于：本发明的MES系统采用3D场景 仿真模块在线仿真模拟产品模型、设备模型、工厂模型、产线模型、工艺模型、 计划模型、执行模型和监控模型，从而观察新的模型设备与智能生产线的适配 程度，进行相应的模型以及实物的调整，从而使得新生产线更快的适配生产线， 降低前期人力物力的投入，提升生产效率和品质。

附图说明

图1为本发明实施例中适用于离散型生产制造的MES系统的框架图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方 案作进一步地说明。

如图1所示，本发明提出一种适用于离散型生产制造的MES系统，包括企 业模块、管理模块、执行模块和设备模块；

企业模块与管理模块实现信号连接，管理模块与执行模块实现信号连接， 执行模块与设备模块实现信号连接；

管理模块包括3D场景仿真模块；3D场景仿真模块包括3D产线搭建模块、 模拟运行3D仿真模块和在线运行3D仿真模块；

3D产线搭建模块用于搭建系统3D生产线模型；

模拟运行3D仿真模块用于模拟运行，根据搭建的系统3D生产线模型，模 拟系统运行；

在线运行3D仿真模块在模拟运行结束无误后，通过3D仿真系统和MES系 统交互，从而仿真同步展示真实产线的所有工作内容。

在本实施例中，企业模块为产品订单软件和市场分析软件；产品订单软件 用于接收客户的订单信息，市场分析软件用于分析市场需求，将订单信息以及 市场需求信息均传送至管理模块，主要用于负责业务的接收以及对市场的分析。

在本实施例中，管理模块包括MES控制系统和3D场景仿真模块；

MES控制系统与企业模块、执行模块以及3D场景仿真模块实现信号连接；

MES控制系统接收来自企业模块发来的订单信息，以及根据市场需求需要重 新加设的改进工艺生产线，利用3D仿真系统中的3D场景仿真模块搭建数据仿 真模型，随后通过模拟运行3D仿真模块进行模拟运行，在运行无误后，利用在 线运行3D仿真模块与MES控制系统实现交互，进行实际运行测试，在确认无误 后，将工艺数据传输至执行模块。

在本实施例中，3D场景仿真模块包括搭建产品模型、设备模型、工厂模型、 产线模型、工艺模型、计划模型、执行模型和监控模型。

其中，设备模型：在管理层设置设备模型。包含多类型的设备：智能立体 仓库设备；加工中心如：数控车床，数控铣床；检测设备如：三坐标、蓝光等； 多类机器人：六轴机器人，七轴机器人，桁架等；传输设备如：环状传输带、 AGV,单向传输带等；通过3D建模的软件创建3D图库，规格参数和实物按照比 例进行绘制，外形，尺寸，颜色等都以高精细化模拟，同时也需要控制图形的 字节数大小，设备内部可适当做些简化，不影响设备外观及运行的动作为前提。 图形库的命名规范化，图库分类明确无歧义，且指定存放的地址；

工厂、产线模型：在管理层设置工厂模型，设备模型之间通过某种形式的 关联关系，建立一个整体生产线，生产线描述了制造某一系列的产品需要经历 的工序，每一道工序的使用设备和先后顺序；

工艺模型：在管理层设置工艺模型，工艺模型描述某产品的工艺路径：取 料、加工、检查、复加工、检查、入库等工序设置；

计划模型：在管理层设置生产计划模型，生产计划模型描述了时间节点之 前完成某产品的批次数，提供多种算法如：FIFO、优先级、最短工期、批量优 先、交期优先；

执行模型：在管理层设置生产执行模型：根据上述模型，组织计算，分配 资源。

监控模型：在管理层设置生产监控模型：3D实时展示生产过程，做到误差 在秒级，低于1秒。

在本实施例化中，执行模块包括数据库，数据库与MES控制系统和设备模 块均实现信号连接，主要用于各种数据的存储，以及将工艺数据转换成电信号 传输至各个设备模块。

在本实施例中，设备模块包括智能仓库、加工中心、检测中心和组装中心， 用于接收来自MES系统的信号，完成相应的工艺。设备与设备之间应用RFID、 机器人等感知技术，通过可编程逻辑控制器、数据采集与监视控制系统控制， 实现了设备互联互通，实时采集设备的动作、状态信息：

1)各设备实现互联互通；

2)实现了设备运行状态的实时采集；

3)实现了生产计划的自动分解，为生产过程提供调度指导；

4)建立智能集控指挥中心，实现了生产3D可视化、过程透明化管理。

在生产运行过程中，由智能制造系统集中监控、集中处理、统一调度、统 一指挥。生产过程的指令发布、异常信息的处理、提产提效的改进举措等，通 过广播的方式推送中控室大屏幕。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任 何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明 揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离 本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。