基于MES的生产跟踪模块的设计与实现
硕士专业学位论文
基于MES的生产跟踪模块的设计与实现
Design and implementation of production tracking module based on
the MES
作者：XXX
导师：XXX
北京交通大学
2017年1月
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硕士专业学位论文
基于MES的生产跟踪模块的设计与实现
Design and implementation of production tracking module based on
the MES
作者姓名：XXX 学号：XXX
导师姓名：XXX 职称：XXX
工程硕士专业领域：软件工程学位级别：硕士
北京交通大学
2017年1月
致谢
在攻读硕士的两年读书生活中，接触和学习了很多自己工作自外的专业知识，提升了自身的综合能力。由衷地感谢我的导师XXX高工支持我选择自己感兴趣的研究方向，感谢我学习的学校，感谢学习路上认识的同学，感谢设计过程中给予我支持的同事，以及感谢期间所有给与我激励和帮助的所有人。
在学习生活中，我得到了北京交通大学各位老师的帮助与关怀，老师们务实的态度、严谨的治学、渊博的学识深深的触动了我的内心，给我留下了深刻的印象。让我在学到了丰富的理论知识同时，还学会了严谨的治学态度以及许多做人的道理，这些让我受益终生。在此，谨对关心与辛勤培养我的老师致以诚挚的谢意，他们的帮助，给了我在今后的生活与工作更大的信心。
最后，要感谢我的家人，是他们默默的付出、支持、激励与鞭策，让我可以全心投入学习，顺利完成学业。
摘要
进入二十一世纪以来，计算机技术把企业信息化建设推到了前所未有的高度，经济全球化得以高速发展，以计算机信息技术为代表的科技革命取得突飞猛进的发展，信息化为各国经济和社会发展提供了强大动力，推动各国经济以惊人的速度走向新的历史高度。制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)在企业信息化架构中，处于四级企业资源计划系统(Enterprise Resource Plan，ERP)和二级过程控制系统(Process Control System，PCS )之间，对企业生产从销售订单下达到产品发货的全过程进行管理指导，包括计划管理、生产管理和质量管理等模块。生产跟踪作为制造执行系统（MES）中的重要模块之一，以生产过程数据为基础，对企业产品的生产流程进行全面跟踪和控制。基于MES的生产跟踪模块的应用不仅保证了产品的质量和交货期，同时还提高了人力和物力资源的利用率和生产效率，实现了供需企业间产品生产信息的共享。
本人作为项目的主要参与人员完成了以下工作：以郑州旭飞光电科技有限公司的生产实际状况为背景，通过对MES、生产跟踪和数据采集的研究，对比分析国内一些企业MES实施路线，选择一种比较适合该企业的实施路线；充分了解数据采集的研究现状及数据采集技术，结合郑州旭飞光电科技有限公司PLC、PCS 及周边其他应用系统的现状，选择一种适合该企业的数据采集技术，并设计数据采集方案；在已有制造执行系统（MES）平台的基础上，根据郑州旭飞光电科技有限公司实际需求，设计、实现基于MES的生产跟踪模块，并将其应用于该企业的实际生产过程中。
通过数据采集的应用，不仅节约了人力资源，并提高了生产数据反馈的实时性和准确性，通过生产跟踪的应用，不仅保证了产品质量及订单交货期，各项资源也得到有效利用和管理，并实现了生产计划的灵活调整，以及ERP和底层控制系统之间数据的实时传递，真正实现了生产过程的精细化管理，提高了企业的竞争力。
关键词：MES、生产跟踪、数据采集
分类号：TP39
ABSTRACT
Since the 21st century, computer technology push the enterprise informatization construction to an unprecedented height, to the high-speed development of economic globalization, with the computer information technology represented by the rapid development of science and technology revolution, information into national economic and social development provides a strong driving force, to promote national economy into a new historical height at an alarming rate. Manufacturing Execution System (Manufacturing Execution System, MES) in the Enterprise information architecture, in the four levels of Enterprise Resource planning System (Enterprise Resource Plan, ERP) and level 2 Process Control System (Process Control System, the PCS), ship the products to the Enterprise production from sales order to guide the whole Process of management, including project management, production management and quality management module. Production as one of the important modules of manufacturing execution system (MES), on the basis of production data, the production process of the enterprise to conduct a comprehensive tracking and control. Based on the application of MES in the production of tracking module not only ensure the product quality and delivery time, but also increase the efficiency of manpower and material resources and the production efficiency, realize the information sharing between supply and demand of enterprise product production.
Himself as the main participants of the project completed the following work: Zhengzhou Xufei Optoelectronic Technology CO., LTD. The production actual situation as the background, through the research of MES, the production of tracking and data acquisition, analysis of some domestic enterprises MES implementation routes, choose a more suitable for this enterprise implement route; Fully understand the research status quo of data collection and data collection technology, combined with Zhengzhou Xufei Optoelectronic Technology CO., LTD, PCS and other surrounding the present situation of the application system, choose a suitable for this enterprise data acquisition technology, data acquisition scheme and design; The existing manufacturing execution system (MES) platform, on the basis of Zhengzhou Xufei Optoelectronic Technology CO., LTD. Based on the actual requirements, design, implementation, production tracking module based on MES, and applied to practical production process of the enterprise.
Through the application of data collection, not only save human resources, and
improve the real-time and accuracy of the production data feedback, through the application of the production tracking, not only ensure the product quality and the order delivery time, the efficient use of resources and management, and implements the flexible adjustment of the production plan and data between ERP and the bottom control system of real-time transmission, achieve the fine management of the production process, improve the competitiveness of the enterprises.
KEYWORDS: MES, Production Tracking, Data Collection
CLASSNO: TP39
目录
摘要 ........................................................................................................................ III ABSTRACT............................................................................................................ I V 1 引言 .. (1)
1.1课题的来源与背景 (1)
1.2论文的研究内容与意义 (3)
1.2.1 论文研究的意义 (3)
1.2.2 论文研究的内容 (3)
1.3国内外的研究现状 (4)
1.4现有系统存在的问题 (6)
1.5论文的组织结构 (8)
2 相关概念和技术介绍 (9)
2.1MES综述 (9)
2.1.1 MES定义和标准 (9)
2.1.2 MES功能分析 (12)
2.1.3 生产跟踪的研究现状 (14)
2.2生产跟踪技术 (15)
2.3数据采集技术 (17)
2.4本章小结 (19)
3 系统需求分析 (20)
3.1必要性分析 (20)
3.2生产过程分析 (21)
3.3功能需求分析 (22)
3.4数据需求分析 (26)
3.5非功能需求分析 (27)
3.6本章小结 (28)
4 生产跟踪模块的研究设计 (29)
4.1系统架构设计 (29)
4.2产品跟踪系统的层次结构 (31)
4.3生产跟踪模型设计 (32)
4.4数据采集设计 (33)
4.5数据库设计 (34)
4.6本章小结 (39)
5 系统实现 (40)
5.1开发软硬件环境 (40)
5.2系统主界面 (40)
5.3生产跟踪应用实例 (41)
5.3.1 订单概览 (41)
5.3.2 产品编码查询 (42)
5.3.3 生产状态跟踪 (43)
5.3.4 生产品质跟踪 (44)
5.3.5 缺陷分析及缺陷跟踪 (45)
5.4本章小结 (47)
6 测试与分析 (48)
6.1测试环境搭建 (48)
6.3功能测试 (49)
6.4性能测试 (53)
6.5应用测试结果 (54)
6.6本章小结 (56)
7 总结与展望 (57)
7.1总结 (57)
7.2展望 (57)
参考文献 (59)
作者简历 (61)
独创性声明 (62)
学位论文数据集 (63)
1 引言
随着计算机应用在企业的不断推广，企业信息化应用水平也随之逐渐提高，企业越来越需要车间执行层的管理信息系统。进入二十一世纪以来，计算机技术把企业信息化建设推到了前所未有的高度，经济全球化得以高速发展，以计算机信息技术为代表的科技革命取得突飞猛进的发展，信息化为各国经济和社会发展提供了强大动力，推动各国经济以惊人的速度走向新的历史高度。
1.1 课题的来源与背景
郑州旭飞光电科技有限公司是一家生产和销售液晶玻璃基板的现代化企业，现建有G5代玻璃基板生产线4条。公司对于原料采购储存、产品生产加工、品质监控和产品储存缺乏一个完善的管理体系，造成生产效率低，人员及资金的大量浪费，产品的质量不稳定，交货期不能保证，导致客户频繁抱怨，市场形象较差。所以，对于生产过程中玻璃原材料的采购存储、玻璃基板的生产、半成品及成品的品质管控、成品的入库、出库和销售等各个环节，需要一套信息化系统来进行跟踪管理。使生产车间及公司领导能够及时了解生产线的生产状态，了解半成品及成品的良品率及产品废弃情况，全面实时采集生产和品质数据，实现生产和品质的向前追溯，并实时跟踪生产订单状态等等。因此郑州旭飞光电科技有限公司对提升生产制造管理水平和扩展信息管理系统的需求非常迫切，并希望借此实现产品信息的透明化，满足市场不断发展对企业产品提出更高的要求。
公司之间的合作随着供应链、敏捷制造、柔性制造及计算机集成等制造模式的发展变得愈来愈频繁，频率越来越快。为响应较快的市场变化，企业间需要共享产品的生产和质量信息，提供更高质量的服务，对生产制造执行系统进行扩展并实现产品的跟踪也将势在必行。
欧洲已有多国制定明确规定，要求企业产品信息必需进行生产跟踪，没有进行生产跟踪的产品将不容许在市场流通。在欧洲，医疗器械、药品及食品生产加工等行业已基本实现产品生产过程跟踪。作为液晶玻璃基板公司客户的面板企业也对产品跟踪提出明确要求。因此，为了能够与世界融合，适应市场需求，液晶玻璃基板产品必须对生产过程进行全面的跟踪。
随着国内外环境的发展，市场客户要求的提高，郑州旭飞光电科技有限公司跨越式发展变革迫在眉睫，因此，在信息化快速发展的环境下，企业最重要的任务是提升产品生产与品质竞争力。目前，受国内环境和国家政策影响，各企业越