【分享】MES数据采集系统之案例分析

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。

今日分享数据采集应用——以某车间为例：

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采集技术分析

生产过程数据的采集实际上就是对监控对象的数据进行采集，这些监控对象都可以使用扫描二维码来监控。在原材料输入经过生产加工至产品完成的过程中，一般都是对产品、人员、物流、设备等进行监控。

系统可实时采集生产过程数据，并将数据保存在数据库中，这种监控的目的就是为了及时发现在生产过程中出现的问题，并在事后发现问题时能够得到有效的追溯。。

在工序的入口、设备、手持式读写器或其他数据采集设备上都可以采用数据采集器，其中工序入口和设备上采用的都是二维码读取头器，使数据采集过程更加连贯。使用这种方式，可增加覆盖面积，覆盖 10-100 米之内的范围。

▲图1 MES 生产车间应用过程

将设计的基于 MES 的数据采集系统应用到该生产车间中（图 1），为该企业的信息化管理提供了解决方案。该系统采用 RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术，可利用电磁波感应进行快速的数据采集，适用于多种恶劣环境，不用担心由于生产车间环境为数据采集带来的困难。这种通过电磁波感应或传播来实现的数据通信技术，具有体积小、使用灵活、存储量大、安全性高、速度快等优点，可以适应多种无人化的生产模式。而且使用 RFID 技术可以减少人工操作，提高信息的读取度，便于下一步的加工。

RFID 技术的实施是在 EPR 的基础上完成的，RFID 扫描的条码信息是由EPR 来提供，并生成能够被唯一识别的电子标签，另外还有ZigBee 数据采集器的帮助，可对旧设备原有的管理系统进行补充，为该系统的实施降低了难度。

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数据采集过程

在进行数据采集的过程中，主要包括人员数据的采集、物料数据的采集、设备数据的采集以及产品质量数据的采集。该系统可发放人员的调度任务，通过对人员工作的出行状态、出行时间、产品加工时间等主要信息的采集，来确定人员的生产数据。物料数据的采集是使用二维码标签来进行分区管理，在不同的区间内对产品进行工序号和加工数量等信息的读取。

车间的生产设备自动化程度不高，在采集时主要是对设备的运行状态和产品加工的数量进行采集。读写器可读取设备的编号、操作员工的编号、工号以及读取时间等设备信息，在设备运行到一定程度或发生故障时，系统能够及时向相关部门发送信息，以便相关人员对设备进行维修。另外所有设备的运行信息都会被保存到数据库中，每运行一次数据库都会进行一次更新。

生产的产品质量是整个生产管理部门的重点，若生产工序不在控制范围内，就会造成后续一系列加工浪费的情况，及时向管理者反馈生产的产品质量，有利于减少加工的质量问题。在生产过程中一般有自检、互检和专检三个质量检测制度，完成产品的加工后，质检人员需要对产品质量进行检测并记录产品的质量检测情况，可根据产品的具体情况进行相应的处理。

在生产过程中发生问题的一般是采用生产自检模式，通过提交质检申请，对编码有问题的板件进行上报，等待审核通过；而他检是在产品的最后环节，待产品生产结束之后，由统一的检查人员产品进行质量检测，并将合格与不合格的都计入产品档案。产品的这些工序都完成之后，这个产品才算结束，然后才能给用户使用。

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车间应用效果

将设计的 MES 系统应用在车间上，并进行统计。该车间的生产数据管理方面，数据按照一定的采集规则实行采集，并用四个班来进行比较，可以发现数据采集的更为准确。使用上线对系统进行监控，并查找数据和物料之间的联系，找到数据产生差异的原因，自动对数据进行恢复与纠正。在调度日报生成方面，将之间的人工采集录入改成系统汇总，形成企业的调度总结。

该系统在整体上减少了数据汇总时间，之前的调度日报都是在 26 小时之后完成，而该系统只需要两个小时，比之前的调度汇总提前了整整一天时间，大大提高了企业的工作效率。调度日报只是其中的一小部分，而统计业务的变化才更加直观。上线之前的统计业务并不做日平衡，只会在每月的月底进行盘点，使用该系统之后，可实现日累计数据，并进行日、旬、月的平衡。另外由于 EPR 的技术支撑，使统计报表业务更加便捷。

在该方案实施的过程中，对于设备数据的采集需要不断调试修改，直到最后能够满足应用要求。由于不同厂家的机床参数不一样，在购买相应硬件设施的时候需要权衡设备的性能以及应用环境，以求能够最大程度的满足该方案的实施标准。

在实际的应用中，车间需要考虑 RFID 的扫描尺寸、条形码的大小以及扫描接口等，这些都需要先进行初步的挑选，然后结合调试的最佳结果选择效果最好的扫描设备。

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结论

由一个企业要想在同行业的竞争中取得优势，就必须适应市场的应用需求，掌握最先进的技术，生产高质量的产品。基于MES的生产数据采集系统具有快速、准确、灵活等特点，可进行信息化管理，广泛应用于生产车间，提高生产效率，保证生产质量。

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