工廠自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所14一月2023

匯報(bào)提綱一、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所簡(jiǎn)介二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系三、相關(guān)單元技術(shù)及典型應(yīng)用介紹四、合作建議中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所簡(jiǎn)介目前：主要從事機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、光電信息處理技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)在編職工500多人，工程院院士2人在學(xué)研究生300人研究所發(fā)展基本情況1958年建所機(jī)器人技術(shù)國(guó)家工程研究中心機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院光電信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院工業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科技部高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)化基地國(guó)家先進(jìn)制造技術(shù)R&D的重要基地研究所發(fā)展基本情況機(jī)器人學(xué)實(shí)驗(yàn)室水下機(jī)器人研究室光電信息研究室現(xiàn)代裝備研究室自動(dòng)化系統(tǒng)研究室工業(yè)信息學(xué)研究室高技術(shù)攻關(guān)應(yīng)用示范研究與探索高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新松機(jī)器人等所投資公司事業(yè)法人研究開(kāi)發(fā)實(shí)體創(chuàng)新結(jié)構(gòu)布局：“兩個(gè)實(shí)體、四個(gè)層次”企業(yè)法人產(chǎn)業(yè)化實(shí)體制造:

制造技術(shù):

Longman詞典對(duì)“制造解釋為：“通過(guò)機(jī)器進(jìn)行(產(chǎn)品)制作或生產(chǎn)，特別是適用于大批量”國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（1990年）：制造是一個(gè)涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程、質(zhì)量保證、經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)銷(xiāo)售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱(chēng)。把原材料變成產(chǎn)品，所采用的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)，是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源以及現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理和售后服務(wù)全過(guò)程的結(jié)果。它是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群。

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

制造產(chǎn)品其本身的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，即產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力(制造->創(chuàng)造)現(xiàn)有產(chǎn)品的改進(jìn)新產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品的制造能力和管理水平，即制造產(chǎn)品的敏捷能力

(制造->智造)

幾個(gè)層面:

制造單機(jī)設(shè)備層

制造設(shè)備本身能力的提升(智能化)

生產(chǎn)線(xiàn)/制造系統(tǒng)

制造/檢測(cè)/物流設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)（成套化和數(shù)字化）

制造過(guò)程管理

制造執(zhí)行過(guò)程的高效運(yùn)行和過(guò)程改進(jìn)（可視化和可控化）

企業(yè)資源管理

企業(yè)運(yùn)作的科學(xué)化和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的兩個(gè)關(guān)鍵：先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用給企業(yè)賦予了新的特征:

信息時(shí)代的現(xiàn)代制造企業(yè)將是一個(gè)全面集成的數(shù)字化企業(yè)

。管理數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化制造裝備數(shù)字化企業(yè)數(shù)字化以CIMS為核心的數(shù)字化企業(yè)思想得到企業(yè)的認(rèn)同，并將其作為信息化建設(shè)的目標(biāo)。

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

制造裝備PCS/NCSMES

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

工廠自動(dòng)化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分

ERP制造業(yè)信息化工廠自動(dòng)化制造能力和管理水平三、相關(guān)單單元技術(shù)及及典型應(yīng)用用介紹1、制造執(zhí)行行系統(tǒng)技術(shù)術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)3、專(zhuān)用裝備備技術(shù)1270年代末傳統(tǒng)T-MES階段：?jiǎn)我还δ艿牡能?chē)間級(jí)應(yīng)應(yīng)用專(zhuān)用Point-MESNext-GenerationMES:-2004年協(xié)同制造造執(zhí)行系統(tǒng)統(tǒng)C-MES概念-具有開(kāi)放式式、客戶(hù)化化、可配置置、可伸縮縮等特性的的新型體系系結(jié)構(gòu)-智能性-WEB技術(shù)80年代中期90年代初~2000年2004年~可集成I-MES階段:-1990年AMRMES概念-1992年MESA成立-1997年MES白皮書(shū)-2000年ISA95系列標(biāo)準(zhǔn)具有客戶(hù)化化、可重構(gòu)構(gòu)、可擴(kuò)展展和互操作作等特性發(fā)展階段:3.1制造執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES匯集了車(chē)間間中用以管管理和優(yōu)化化從定單下下達(dá)到生產(chǎn)產(chǎn)完成全過(guò)過(guò)程中的所所有活動(dòng)的的硬件或軟軟件組件，，通過(guò)控制制和利用準(zhǔn)準(zhǔn)確的制造造信息，對(duì)對(duì)車(chē)間生產(chǎn)產(chǎn)活動(dòng)中的的實(shí)時(shí)事件件做出快速速響應(yīng)，同同時(shí)向企業(yè)業(yè)決策支持持過(guò)程提供供相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)活動(dòng)的重重要信息。。定義:ManufacturingExecutionSystemAssociation，MESA制造執(zhí)行系系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem,MES）是一種面面向車(chē)間層層的生產(chǎn)管管理和優(yōu)化化運(yùn)行技術(shù)術(shù)；是位位于企業(yè)上上層生產(chǎn)計(jì)計(jì)劃和底層層工業(yè)控制制之間、面面向車(chē)間層層的管理信信息系統(tǒng)。。3.1制造執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES在整個(gè)企業(yè)業(yè)信息集成成系統(tǒng)中承承上啟下，，是生產(chǎn)活活動(dòng)與管理理活動(dòng)信息息溝通的橋梁。MES采集從接受受訂貨到制制成最終產(chǎn)產(chǎn)品全過(guò)程程的各種數(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)態(tài)信息，目目的在于優(yōu)化和改善善制造活動(dòng)動(dòng)。它強(qiáng)調(diào)是是當(dāng)前視角角，即精確的實(shí)時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從對(duì)實(shí)時(shí)的要求求而言，如果果說(shuō)控制層層要求的實(shí)實(shí)時(shí)的時(shí)間間系數(shù)為1，那么,MES的時(shí)間系數(shù)數(shù)為10,ERP的時(shí)間系數(shù)數(shù)為100可控性可視性MES特征:3.1制造執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)功能模型:MESAO/DSDPRA&CDCPT&GPALMMMPMQMDC&A資源分配及及控制RA&C生產(chǎn)作業(yè)計(jì)計(jì)劃O/DS生產(chǎn)調(diào)度DP質(zhì)量管理QM生產(chǎn)過(guò)程管管理PM文檔控制DC數(shù)據(jù)采集DC&A勞動(dòng)力管理理LM設(shè)備維護(hù)管管理MM產(chǎn)品跟蹤與與追溯PT&G性能分析PASCMService/RepairAPSERPCRMPCSPLMPDM/CMC3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)MES標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的進(jìn)進(jìn)展展:ANSI/ISA-95標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)----企業(yè)業(yè)與與控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（1），企業(yè)業(yè)-控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成，，第第一一部部分分：：模模型型和和術(shù)術(shù)語(yǔ)語(yǔ)；；包括括標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的術(shù)術(shù)語(yǔ)語(yǔ)和和對(duì)對(duì)象象模模型型(信息息交交換換)(ApprovedJuly15,2000;2010:IEC/ISO62264-1;GB/T20720.1)（2），企業(yè)業(yè)-控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成，，第第二二部部分分：：對(duì)對(duì)象象模模型型屬屬性性；；由第第一一部部分分中中的的定定義義的的每每一一個(gè)個(gè)對(duì)對(duì)象象的的屬屬性性組組成成。。(ApprovedOctober17,2001;2010:IEC/ISO62264-2;GB/T20720.2)（3），企業(yè)業(yè)-控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成，，第第三三部部分分：：制制造造過(guò)程程管理理活動(dòng)動(dòng)模型型；；集中中在在第第三三層層（（生生產(chǎn)產(chǎn)/MES層））上上的的功功能能和和活活動(dòng)動(dòng)。。(ApprovedJune6,2005;2010:IEC/ISO62264-3;GB/T20720.3)（4），第四四部部分分：：定義義制制造造運(yùn)運(yùn)作作管管理理對(duì)對(duì)象象模模型型屬屬性性（制制定定中中））（5），第五五部部分分：：定定義義商商業(yè)業(yè)系系統(tǒng)統(tǒng)和和制制造造業(yè)業(yè)之之間間信信息息交交易易(ApprovedJanuary10,2007)3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)來(lái)源源:美國(guó)國(guó)LogicaMESCentreofExcellence公司司的的MESProductSurvey2007/2008報(bào)告告國(guó)外外MES行業(yè)業(yè)分分布布:1電子子2汽車(chē)車(chē)3食品品&飲料料4機(jī)械械&工具具5制藥藥6半導(dǎo)導(dǎo)體體7塑料料&橡膠膠3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)國(guó)內(nèi)內(nèi)的的MES應(yīng)用用集集中中在在冶冶金金、、石石化化、、汽汽車(chē)車(chē)、、煙煙草草和和電電子子等等幾幾大大行行業(yè)業(yè)。。冶冶金金、、石石化化、、汽汽車(chē)車(chē)等等為為國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)較較早早開(kāi)開(kāi)始始信信息息化化建建設(shè)設(shè)的的行行業(yè)業(yè)，，輕輕工工、、紡紡織織等等行行業(yè)業(yè)啟啟動(dòng)動(dòng)則則較較晚晚。。流程程/混合合流流程程行行業(yè)業(yè)應(yīng)應(yīng)用用要要好好于于離離散散行行業(yè)業(yè)我國(guó)國(guó)已已經(jīng)經(jīng)應(yīng)應(yīng)用用和和正正在在建建設(shè)設(shè)MES的鋼鋼鐵鐵企企業(yè)業(yè)共共有有30多家家，，他他們們的的鋼鋼鐵鐵產(chǎn)產(chǎn)量量占占全全國(guó)國(guó)鋼鋼鐵鐵總總產(chǎn)產(chǎn)量量的的50%以上上。。煙草草行行業(yè)業(yè)大大約約有有1/3左右右的的生生產(chǎn)產(chǎn)廠廠已已經(jīng)經(jīng)實(shí)實(shí)施施了了MES系統(tǒng)統(tǒng)。。國(guó)內(nèi)內(nèi)MES行業(yè)業(yè)分分布布:3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)MESA調(diào)查查分分析析結(jié)結(jié)果果：：生產(chǎn)產(chǎn)周周期期縮縮短短45%；數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸入入時(shí)時(shí)間間縮縮短短75%；在制制品品減減少少24%；文文書(shū)書(shū)工工作作減減少少61%；交貨期期縮短短27%；不不合合格產(chǎn)產(chǎn)品降降低18%；文書(shū)丟丟失減減少56%。MES給企業(yè)業(yè)帶來(lái)來(lái)的效效益3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES相關(guān)技技術(shù)：：制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)平平臺(tái)與與集成成技術(shù)術(shù)基于MES標(biāo)準(zhǔn)的的制造造過(guò)程程建模模技術(shù)術(shù)數(shù)據(jù)采采集與與過(guò)程程跟蹤蹤技術(shù)術(shù)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量診診斷/控制/調(diào)整技技術(shù)（（SPCDA）不同生生產(chǎn)類(lèi)類(lèi)型的的高級(jí)級(jí)排產(chǎn)產(chǎn)與調(diào)調(diào)度技技術(shù)（（APS）設(shè)備故故障診診斷與與預(yù)防防性維維護(hù)技技術(shù)制造系系統(tǒng)性性能評(píng)評(píng)價(jià)技術(shù)…自主研研發(fā)了了MES開(kāi)發(fā)與與運(yùn)行行平臺(tái)臺(tái)：MessageBusDBManagerDataReaderDataWriterAlarmSPCGateWayMES應(yīng)用套件生產(chǎn)管理過(guò)程跟蹤建模工具工廠模型產(chǎn)品模型事件模型執(zhí)行模型異構(gòu)數(shù)據(jù)源適配器實(shí)時(shí)歷史庫(kù)OPCRS232……質(zhì)量管理產(chǎn)品管理效率分析CalculationMgrMES企業(yè)集成連接器ERPCRMInfoPublishEngine……DataMiningEngineMES信息門(mén)戶(hù)持久存儲(chǔ)SQLServer2005SDK核心服務(wù)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)制造過(guò)過(guò)程建建模方方法與與可視視化技技術(shù)：：產(chǎn)品模模型-工廠模模型關(guān)關(guān)聯(lián)執(zhí)行模模型-工廠模模型關(guān)關(guān)聯(lián)執(zhí)行模模型-產(chǎn)品模模型關(guān)關(guān)聯(lián)生產(chǎn)線(xiàn)線(xiàn)參數(shù)工位車(chē)間制造過(guò)過(guò)程建建模方方法與與可視視化技技術(shù)：：3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)工廠模模型：：生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)/工藝段段/設(shè)備實(shí)現(xiàn)工工藝段段與質(zhì)質(zhì)量檢檢測(cè)點(diǎn)點(diǎn)和保保證工工藝參參數(shù)的的設(shè)備備及控控制變變量的的關(guān)聯(lián)聯(lián)實(shí)現(xiàn)生生產(chǎn)線(xiàn)線(xiàn)/設(shè)備模模型與與狀態(tài)態(tài)信息息和生生產(chǎn)信信息的的關(guān)聯(lián)聯(lián)①②間隙測(cè)測(cè)量及及墊片片自動(dòng)動(dòng)選裝裝系統(tǒng)統(tǒng)帶鈕距距傳感感器的的電動(dòng)動(dòng)擰緊緊工具具帶位移移和壓壓力傳傳感器器的壓壓裝機(jī)機(jī)基于圖圖像的的自動(dòng)動(dòng)識(shí)別別系統(tǒng)統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)設(shè)備的的數(shù)據(jù)據(jù)采集集與集集成：：(可視化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)變速箱箱綜合合性能能加載載試驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)綜合合性能能試驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)關(guān)鍵設(shè)設(shè)備的的數(shù)據(jù)據(jù)采集集與集集成：：(可視化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)磁導(dǎo)航航帶RFID定位的的AGV物流小小車(chē)工業(yè)智智能打打標(biāo)機(jī)機(jī)RFID托盤(pán)跟跟蹤手持PDA物料掃掃描關(guān)鍵設(shè)設(shè)備的的數(shù)據(jù)據(jù)采集集與集集成：：(可視化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)防錯(cuò)裝裝控制制產(chǎn)品A零件所所在料料位產(chǎn)品B零件所所在料料位產(chǎn)品A計(jì)劃執(zhí)執(zhí)行產(chǎn)品B計(jì)劃執(zhí)執(zhí)行MES應(yīng)用系系統(tǒng)PLC利用料料架上上的指指示燈燈，指指示操操作者者獲取取正確確的物物料智能料料架工藝執(zhí)執(zhí)行、、質(zhì)量量、防錯(cuò)漏漏等在線(xiàn)線(xiàn)控制制能力力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES應(yīng)用系系統(tǒng)產(chǎn)品A工藝產(chǎn)品B工藝產(chǎn)品A計(jì)劃執(zhí)執(zhí)行產(chǎn)品B計(jì)劃執(zhí)執(zhí)行PLC工位計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)壓機(jī)壓力超超過(guò)工工藝要要求產(chǎn)產(chǎn)生報(bào)報(bào)警提提示并并同時(shí)時(shí)控制制壓機(jī)機(jī)停止止動(dòng)作作工藝執(zhí)執(zhí)行、、質(zhì)量量、防錯(cuò)錯(cuò)漏等等在線(xiàn)線(xiàn)控制制能力力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)物料跟跟蹤示示例:PartAPartBPartC…分總成成APartMPartN…零件數(shù)量時(shí)間批次PartA105-08:450512011PartB205-08:450412013PartC105-08:450510001MES對(duì)分總成A的跟蹤記錄示意裝配者工人甲在制品A托盤(pán)/AGV總裝配配線(xiàn)報(bào)完工工零件數(shù)量時(shí)間批次PartM105-08:450512011PartN205-08:450412013分總成A105-08:450510001MES對(duì)在制品A的跟蹤記錄示意裝配者工人乙基于事事件&時(shí)間序序列的的制造造過(guò)程程跟蹤蹤和追追溯能能力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事事件和和時(shí)間間序列列的過(guò)過(guò)程跟跟蹤與與控制制模型型ERP計(jì)劃跟蹤過(guò)程工位料架人員離線(xiàn)質(zhì)量零件詳細(xì)排產(chǎn)總裝計(jì)劃總裝過(guò)程投料總裝開(kāi)始總裝結(jié)束使用零件信息班組登錄壓機(jī)擰緊工具測(cè)試料架實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作品種\數(shù)量\供應(yīng)商料架設(shè)備投料使用零件信息品種\數(shù)量\供應(yīng)商分裝開(kāi)始分裝結(jié)束分裝過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作時(shí)序質(zhì)量信息質(zhì)量信息3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量故障原因查找生產(chǎn)線(xiàn)效率分析及生產(chǎn)節(jié)拍的改進(jìn)根據(jù)跟蹤信息進(jìn)行控制查找同該批次物料關(guān)聯(lián)的所有產(chǎn)品產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程工藝參數(shù)查詢(xún)查找問(wèn)題產(chǎn)品所用物料的批次查找問(wèn)題產(chǎn)品相關(guān)的操作人員生產(chǎn)過(guò)程跟蹤基于事事件&時(shí)間序序列的的制造造過(guò)程程跟蹤蹤和追追溯能能力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)物料配配送清清單及及批次次采集集基于事事件&時(shí)間序序列的的制造造過(guò)程跟跟蹤和和追溯溯能力力(可控化化)關(guān)鍵工工藝\測(cè)試數(shù)數(shù)據(jù)參參數(shù)柴油機(jī)機(jī)產(chǎn)品品的制制造過(guò)過(guò)程檔檔案：：(物料批批次、、試漏漏/擰緊/試車(chē)工工藝參參數(shù)、、人員員、操操作時(shí)時(shí)間)基于生生產(chǎn)過(guò)過(guò)程跟跟蹤模模型的的典型型應(yīng)用用--朝陽(yáng)柴柴油機(jī)機(jī)總裝裝MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于生生產(chǎn)過(guò)過(guò)程跟跟蹤模模型的的典型型應(yīng)用用—宇通客客車(chē)MES系統(tǒng)基于事事件&時(shí)間序序列的的制造造過(guò)程程跟蹤蹤和追追溯能能力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事事件&時(shí)間序序列的的制造造過(guò)程跟跟蹤和和追溯溯能力力(可控化化)基于生生產(chǎn)過(guò)過(guò)程跟跟蹤模模型的的典型型應(yīng)用用--宇通客客車(chē)MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事事件&時(shí)間序序列的的制造造過(guò)程跟跟蹤和和追溯溯能力力(可控化化)基于生生產(chǎn)過(guò)過(guò)程跟跟蹤模模型的的典型型應(yīng)用用--宇通客客車(chē)MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)瓶頸車(chē)車(chē)間的的調(diào)度度問(wèn)題題(優(yōu)化)基于生生產(chǎn)過(guò)過(guò)程跟跟蹤模模型的的典型型應(yīng)用用--宇通客客車(chē)MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)計(jì)劃排排產(chǎn)生生產(chǎn)周周期壓壓縮涂裝車(chē)車(chē)間現(xiàn)現(xiàn)平均均單車(chē)車(chē)實(shí)際際生產(chǎn)產(chǎn)周期期約55小時(shí)，，計(jì)劃劃排產(chǎn)產(chǎn)壓縮縮生產(chǎn)產(chǎn)周期期約10小時(shí)計(jì)劃排排產(chǎn)吊吊裝滿(mǎn)滿(mǎn)足率率由于計(jì)計(jì)劃排排產(chǎn)采采用依依據(jù)吊吊裝計(jì)計(jì)劃的的倒排排產(chǎn)算算法，，理論論上100%滿(mǎn)足吊吊裝。。計(jì)劃排排產(chǎn)設(shè)設(shè)備利利用率率現(xiàn)涂裝裝車(chē)間間設(shè)備備利用用率約約50%，詳細(xì)細(xì)計(jì)劃劃排產(chǎn)產(chǎn)提高高設(shè)備備利用用率到到約70%瓶頸車(chē)車(chē)間的的調(diào)度度問(wèn)題題(優(yōu)化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES應(yīng)用與與合作作：3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)汽車(chē)行業(yè)裝配生產(chǎn)線(xiàn)大同變速箱裝配生產(chǎn)線(xiàn)MES系統(tǒng)陜西FAST變速箱裝配生產(chǎn)線(xiàn)MES系統(tǒng)株洲歐格瑞變速器裝配試驗(yàn)線(xiàn)MES系統(tǒng)東風(fēng)朝陽(yáng)柴油機(jī)總裝生產(chǎn)線(xiàn)MES系統(tǒng)浙江萬(wàn)里揚(yáng)變速箱裝配生產(chǎn)線(xiàn)MES系統(tǒng)鄭州宇通客車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)MES系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用離散加工企業(yè)沈陽(yáng)第一機(jī)床廠MES系統(tǒng)長(zhǎng)春55所柔性制造系統(tǒng)MES系統(tǒng)流程&混合流程鞍鋼冷軋薄板廠MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠制絲車(chē)間MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠廠級(jí)MES系統(tǒng)MES應(yīng)用與與合作作：3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)國(guó)內(nèi)唯唯一GE智能平平臺(tái)高高級(jí)解解決方方案供供應(yīng)商商國(guó)際聯(lián)聯(lián)合實(shí)實(shí)驗(yàn)室室三、相相關(guān)單單元技技術(shù)及及典型型應(yīng)用用介紹紹1、制造造執(zhí)行行系統(tǒng)統(tǒng)技術(shù)術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化控控制技技術(shù)3、專(zhuān)用用裝備備技術(shù)術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NetworkedControlSystem，NCS），即即網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化的的控制系統(tǒng)，，又稱(chēng)稱(chēng)為控制網(wǎng)絡(luò)。。分布布式控制系統(tǒng)或或稱(chēng)集集散控制系統(tǒng)（（DCS）、工工業(yè)以以太網(wǎng)網(wǎng)和現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)(FCS)都屬于于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制系統(tǒng)。。這體體現(xiàn)了了控制系統(tǒng)正正向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化化、集集成化化、分分布化化、節(jié)節(jié)點(diǎn)智智能化化的方方向發(fā)發(fā)展。。3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總總線(xiàn)技技術(shù)：：現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）是一一種數(shù)數(shù)字化化的串串行雙雙向通通信系系統(tǒng)。。這一一技術(shù)術(shù)可將將所有有現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)設(shè)備備（傳感器器、變變送器器、執(zhí)執(zhí)行器器和數(shù)數(shù)據(jù)采采集模模板等）與與控制器用一一根電電纜（（光纜纜或無(wú)線(xiàn)）連接接在一一起，，形成成設(shè)備備及車(chē)車(chē)間級(jí)級(jí)的數(shù)數(shù)字化化通信信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，可可完成成現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)狀態(tài)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)、控制、遠(yuǎn)程程參數(shù)數(shù)化等等功能能。自動(dòng)控制和顯示系統(tǒng)PLF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備減少連連線(xiàn)和和安裝裝傳統(tǒng)的4-20mA連線(xiàn)每臺(tái)設(shè)備需要一個(gè)安全柵和一對(duì)連線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連線(xiàn)多臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)安全柵和一根總線(xiàn)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)I.S.I.S.I.S.I.S.控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總總線(xiàn)技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：：提高控控制功功能的的分散散性傳統(tǒng)型現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型有些控制和I/O功能可以轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)儀表?？刂破骺刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)PIDPIDAI

AIAOAO控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總總線(xiàn)技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：：增加信信息的的交互互量傳統(tǒng)4-20mA單變量單向現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)多變量雙向控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總總線(xiàn)技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：：擴(kuò)大了了操作作視野野傳統(tǒng)4-20mA只能看到

I/O子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)視野可以擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)儀表控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)遠(yuǎn)程輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總總線(xiàn)技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：：過(guò)程自自動(dòng)化化（PA）FoundationFieldbusH1ProfibusPAHART工廠自自動(dòng)化化（FA）DeviceNet/ControlNetProfibusDPCANopenModbus3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)主流的的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線(xiàn)線(xiàn)技術(shù)術(shù)：工業(yè)以以太網(wǎng)網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)隨著計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)領(lǐng)域域的局局域通通信逐逐步被被以太太網(wǎng)壟壟斷，，過(guò)程程控制領(lǐng)域中中上層層的通通信也也逐步步統(tǒng)一一到以以太網(wǎng)網(wǎng)和快快速以以太網(wǎng)網(wǎng)。以以太網(wǎng)網(wǎng)被用用于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)已已成為為一種種發(fā)展展趨勢(shì)勢(shì)；以太網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)術(shù)具有數(shù)字式式互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)、互互操作作性、、開(kāi)放放性和和高網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性性能，是最符符合網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)，工業(yè)業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)成為現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總總線(xiàn)技技術(shù)的的發(fā)展展方向向；現(xiàn)場(chǎng)總總線(xiàn)向向工業(yè)業(yè)以太太網(wǎng)方方向發(fā)發(fā)展FoundationFieldbus->HSE（HighSpeedEthernet）Profibus->PROFINETDeviceNet/ControlNet->EtherNet/IPModbus->ModbusIDAEPA（國(guó)內(nèi)內(nèi)自主主標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)）EthernetPOWERLINKEtherCATSERCOSIII要滿(mǎn)足足：實(shí)實(shí)時(shí)性性、確確定性性、可可靠性性工業(yè)業(yè)要求求工業(yè)以以太網(wǎng)網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)非接觸傳傳輸，特特別適用用于惡劣環(huán)境境或振動(dòng)動(dòng)、高速速旋轉(zhuǎn)對(duì)對(duì)象的監(jiān)監(jiān)控降低安裝裝成本、、持續(xù)降降低運(yùn)行行維護(hù)成成本更換方便便，便于于升級(jí)減少接插插件故障障，移動(dòng)動(dòng)自由且且不受限限制工廠測(cè)控控模式的的變革傳統(tǒng)認(rèn)為為成本過(guò)過(guò)高，無(wú)無(wú)法大規(guī)規(guī)模部署署傳感器器進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測(cè)的應(yīng)應(yīng)用成為為可能。。工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)ARC預(yù)測(cè)：2010～2015年，工廠廠設(shè)備健健康維護(hù)護(hù)相關(guān)市市場(chǎng)將以以每年200％的速度度增長(zhǎng)。。美國(guó)總統(tǒng)統(tǒng)科技顧顧問(wèn)委員員會(huì)在““面向21世紀(jì)的聯(lián)聯(lián)邦能源源研究與與發(fā)展規(guī)規(guī)劃”中中指出：：工業(yè)無(wú)線(xiàn)線(xiàn)技術(shù)的的應(yīng)用將將使工業(yè)業(yè)生產(chǎn)效效率提高高10％，并使使排放和和污染降降低25％。WirelessHART標(biāo)準(zhǔn)于2008年9月成為國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn)于2009年4月正式發(fā)發(fā)布WIA-PA（國(guó)內(nèi)自自主標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)于2008年10月成為國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)Emerson智能無(wú)線(xiàn)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)產(chǎn)品(基于WirelessHART標(biāo)準(zhǔn))工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)Honeywell無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品品(基于ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn))工業(yè)自動(dòng)動(dòng)化儀表表方面：：國(guó)內(nèi)唯一一符合IEC61158協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的低功功耗芯片片支持FFH1、ProfibusPA標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備備開(kāi)發(fā)在保持功功耗（60μA）低于同同類(lèi)產(chǎn)品品指標(biāo)的的前提下下內(nèi)嵌4KSRAM，能有效效簡(jiǎn)化芯芯片用戶(hù)戶(hù)的開(kāi)發(fā)發(fā)工作量量自主HART芯片HT1200M核心芯片片符合HART協(xié)議國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)，，低功耗耗和性能能指標(biāo)完完全達(dá)到到國(guó)外同同類(lèi)先進(jìn)進(jìn)產(chǎn)品水水平。通信芯片F(xiàn)BC0409通信芯片HT1200M3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)線(xiàn)智能儀儀表全套套解決方方案FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)線(xiàn)芯片F(xiàn)F/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)線(xiàn)協(xié)議FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)線(xiàn)通信卡卡/儀表圓卡卡FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)線(xiàn)控制應(yīng)應(yīng)用功能能塊工業(yè)自動(dòng)動(dòng)化儀表表方面3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)牽頭制定定工業(yè)無(wú)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)國(guó)家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(WIA-PA)2008年10月成為IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)方面系統(tǒng)級(jí)模塊+協(xié)議級(jí)模塊級(jí)OEM裸模塊傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)OEM協(xié)議級(jí)模塊開(kāi)發(fā)套件工具軟件儀表整機(jī)網(wǎng)關(guān)組態(tài)軟件服務(wù)技術(shù)咨詢(xún)技術(shù)服務(wù)技術(shù)開(kāi)發(fā)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)方面3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)方面壓力計(jì)計(jì)：中中科博博微公公司溫度計(jì)計(jì)：上海自自動(dòng)化化儀表表所粉塵濃濃度傳傳感器器：川川儀公公司壓力變變送器器：偉偉岸測(cè)測(cè)儀閥門(mén)定定位器器：浙浙江中中控電磁流流量計(jì)計(jì)：北北京天天宇藍(lán)藍(lán)翔與國(guó)內(nèi)內(nèi)儀表表企業(yè)業(yè)密切切合作作，開(kāi)開(kāi)發(fā)出出10余種無(wú)無(wú)線(xiàn)智智能儀儀表樣樣機(jī)，，在企企業(yè)示示范應(yīng)應(yīng)用WIA—PA電機(jī)能能效在在線(xiàn)監(jiān)監(jiān)測(cè)系系統(tǒng)通過(guò)無(wú)無(wú)線(xiàn)方方式監(jiān)監(jiān)測(cè)電電機(jī)和和電爐爐的運(yùn)運(yùn)行狀狀態(tài)，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)節(jié)能能運(yùn)行行及故故障預(yù)預(yù)測(cè)維維護(hù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)方面智能電電網(wǎng)和和工業(yè)業(yè)無(wú)線(xiàn)線(xiàn)儀表表3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)方面三、相相關(guān)單單元技技術(shù)及及典型型應(yīng)用用介紹紹1、制造造執(zhí)行行系統(tǒng)統(tǒng)技術(shù)術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化控控制技技術(shù)3、專(zhuān)用用裝備備技術(shù)術(shù)1997年完成成國(guó)內(nèi)內(nèi)第一一臺(tái)全全自動(dòng)動(dòng)肋骨骨彎淬淬機(jī)床床電氣氣控制制系統(tǒng)統(tǒng)2001年和2002年先后后完成成了三三臺(tái)改改進(jìn)型型肋骨骨彎淬淬機(jī)床床電氣氣控制制系統(tǒng)統(tǒng)曲率半半徑檢檢測(cè)和和閉環(huán)環(huán)控制制已申申請(qǐng)了了國(guó)家家專(zhuān)利利項(xiàng)目獲獲得了了中國(guó)國(guó)科學(xué)學(xué)院科科技進(jìn)進(jìn)步三三等獎(jiǎng)獎(jiǎng)3.3工業(yè)機(jī)機(jī)器人人與專(zhuān)專(zhuān)用裝裝備技技術(shù)典型實(shí)實(shí)例:全自動(dòng)動(dòng)肋骨骨彎淬淬機(jī)床床3.3工業(yè)機(jī)機(jī)器人人與專(zhuān)專(zhuān)用裝裝備技技術(shù)典型實(shí)實(shí)例:全自動(dòng)動(dòng)肋骨骨彎淬淬機(jī)床床采用先先進(jìn)的的工業(yè)業(yè)PC、曲率率半徑徑和淬淬火溫溫度在在線(xiàn)檢檢測(cè)技技術(shù)，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了肋肋骨加加熱、、淬火火、成成型的的全自自動(dòng)化化控制制。主主要指指標(biāo)：：彎制曲曲率半半徑：：1200mm-；曲率半半徑控控制精精度：：2mm淬火溫溫度：：800-1400℃；；控溫精精度：：5℃肋骨成成型原原理:其中：：q1為檢測(cè)測(cè)角；；L1為頂輪輪圓心心到線(xiàn)線(xiàn)圈平平面的的初始始距離離；r1為頂輪輪半徑徑；x為球柵柵尺檢檢測(cè)值值定位輪輪:根據(jù)鋼鋼料寬寬度決決定進(jìn)進(jìn)給位位移硬支撐撐輪:幾何位位置固固定成型輪輪:它的位位置對(duì)對(duì)應(yīng)鋼鋼料成成型曲曲率半半徑加熱位位置:中頻加加熱鋼