整机生产MES系统实施方案

一、背景 国电联合动力技术有限公司经过多年发展，目前已是国内兆瓦级风力发电机组的领军企业，但机组制造过程相对粗放，依旧停留在相对传统的人工作业阶段，究其原因，一方面是由于风电机组生产批量小，自动化设备研发投入不足；另一方面就是联通生产全过程的现代化管理软件空白。伴随着智能制造的迅猛发展，开发设计适用于联合动力的制造执行系统（MES）迫在眉睫。

二、目标

以整机制造机架装配工段为中心，以偏航驱动工段、传动链工段、电装工段和轮毂安装工段为基础，形成星形制造框架。同时，建立以人员管理、设备管理、生产计划管理、安全管理、质量管理和仓储物流管理为主要内容的整机生产制造管理执行系统，实现现场操作的规范化、生产过程数据的可追溯并建立产品生产信息档案。

基本功能如下：

1、 生产计划：生产计划编制、变更在MES系统制作，接收部门在MES系统签收。

2、 过程跟踪：整机大部件精准追溯，通过二维码系统等系统回传给MES系统实现。

3、 仓储管理：库房实现即时库存，整机发运通过MES系统记录信息。

三、地点

整机分厂MES系统控制中心。

四、周期

18个月。

五、实施规划

第一阶段（2019年年中），通过以整机制造工段为实施单元，实现工段单台生产装备的智能化，完成设备信息的数据采集和数据网络端口建设。

车间所有运行设备，全部安装数据监测模块，且均提供TCP/IP或Profibus-DP协议端口，如有需要，在授权的情况下，外部设备可通过数据端口实时读取或写入设备运行信息。

图1 部分智能化设备在机组装配过程中的应用示意图

第二阶段（2019年年底），通过数据通信网络建设，实现现场生产设备数据信息的互联互通，建立云数据交互共享平台和数据监视平台。

①在车间内部，按照标准Profibus总线或CAN-open总线数据网络架构，布置符合EN50170标准的FMS A型电缆，接口采用DP9型，接口安装至所有设备附近，并与设备预留数据接口相连接。

②全部设备完成局部组网后，所有数据总线在整机分厂车间进入集线器和数据转换器转换，并最终由光纤收发器连接外部光纤，将数据发出。

③在中央监控室内安装数据处理服务器，实时处理现场数据。

④组建云共享平台，数据处理服务器内部的数据实时向云共享平台中备份。

⑤与现有的二维码系统及ERP系统进行数据通交互，实现原材料信息和仓储物流信息的整合。

⑥管理人员通过计算机软件端进行生产计划的下发，MES系统根据既定规则，自动生成工具、生产周期和人员配额的相关信息。

⑦在生产过程中，MES系统具有生产流程可视化功能，各班组管理员可根据进度进行确认输入（包括工作进行、工作暂停及返工等内容），最终实时显示各工段的进度状况。

⑧MES系统根据当前的工作内容，及时提示当前工序的质量关键点和安全隐患点，实现质量和安全管理。同时，若出现质量问题，可通过系统调取生产过程信息，追溯质量问题可能出现的原因，并提供一定的数据支持。

⑨通过将设备进行数据组网，在中控室中可随时查看各组设备的运行情况，并根据设备的维护保养周期进行相应提示。

⑩建立高清视频监视系统，通过高清摄像头，直观的展示各工段的工作进行情况。

图2 现场级总线架构图