轮胎MES系统现场执行端软件的设计与实现

摘要

当今世界处于快速发展阶段，传统制造业正面临着巨大的变革。作为传统制造业的典型代表，国内的轮胎制造业存在信息化程度偏低与监控实时性较差的问题。该问题的根本原因是当前国内轮胎制造企业普遍存在着“信息鸿沟”，即上层的ERP系统与底层PCS之间的信息无法及时有效地共享和交互。这与“中国制造2025”对国内制造业的规划不相符。
　　MES系统可以作为ERP与PCS之间的中间层，填补“信息鸿沟”，优化企业资源，提高生产效益。考虑到传统MES系统存在的通用性差，可集成性弱以及敏捷性差等缺点，根据杭州某轮胎厂的生产工艺特点，设计了工业物联网技术背景下的轮胎MES系统。该系统采用了B/S与C/S的混合模式，实现了数据采集分析、历史数据查询、用户界面显示、信息校验、生产实时监控等功能。其中，由于通信接口和现场自动化程度存在着较大的差异，在实时数据采集层采用C/S模式；而对于业务层而言，其面向的对象是管理层用户，它负责实现用户查询结果的显示、数据的汇总统计分析等功能，且具有较大的覆盖范围，故采用B/S模式。
　　现场执行端的关键技术包括OPC XML-DA，MVVM框架以及数据库技术。本文对现场执行端软件进行了需求分析和架构设计。首先从软件基本目标，功能性需求及非功能性需求这三方面，对客户端软件与手持PDA软件进行了详细的需求分析。接着，对客户端软件与手持PDA软件的重要模块分别进行了架构设计，并给出了主要模块的流程图。软件系统主要实现了轮胎生产现场的数据采集，计划下达以及实绩汇报等功能。
　　本人主要负责客户端软件部分的数据采集接口，生产计划切换，机台状态查询，交接班以及手持PDA软件部分的生产计划下载，出入库操作以及库位盘点等模块的开发。现场实时数据采集方面，考虑到数据源为各种厂家不同类型的PLC，使用的采集工具是KEPServerEX V4.0，数据采集使用的通信协议是TCP/IP。此外，选用了美国OSIsoft公司的PI作为实时数据库进行数据存储。
　　轮胎MES系统现场执行端软件试运行后表明，系统能为企业管理层提供可靠的现场实时数据，实现对轮胎生产现场的实时监控，使厂方的质量控制体系得到完善。根据实际生产统计，制品的合格率保持在近几个月的高点。由此可见，该软件系统基本实现了设计目标。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2 MES介绍

1.3轮胎MES系统的实施意义

1.4论文结构

第2章 MES系统组成与关键技术

2.1传统MES系统

2.2 基于工业物联网技术的新型MES系统

2.3 MES系统现场执行端关键技术

2.4新型MES系统的硬件环境

2.5本章小结

第3章 软件需求分析与架构设计

3.1现场客户端软件的需求分析

3.2 现场客户端软件的架构设计

3.3 操作工手持PDA软件的需求分析

3.4 操作工手持PDA软件的架构设计

3.5本章小结

第4章 现场执行端软件系统的实现

4.1MVVM框架的实现

4.2现场客户端软件主要模块的实现

4.3手持PDA软件的程序实现

4.4现场执行端软件各功能模块的实现与展示

4.5 本章小结

第5章 现场执行端软件系统测试分析与试运行

5.1实时数据采集分析

5.2质量控制分析

5.3试运行反馈

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录