制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)作為連接企業(yè)計劃層與控制層的重要橋梁,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。根據(jù)制造模式的不同,MES主要分為流程型和離散型兩大類,它們在數(shù)據(jù)處理和存儲支持服務(wù)方面存在顯著差異。
一、流程型MES的數(shù)據(jù)處理與存儲特點
流程型制造主要面向化工、制藥、食品飲料等連續(xù)生產(chǎn)行業(yè),其數(shù)據(jù)處理和存儲支持服務(wù)具有以下特征:
1. 實時連續(xù)性數(shù)據(jù)處理
流程型MES需要處理連續(xù)不斷的生產(chǎn)數(shù)據(jù)流,包括溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)。數(shù)據(jù)處理以批量方式為主,強調(diào)數(shù)據(jù)的時序性和連續(xù)性。系統(tǒng)需要實時采集傳感器數(shù)據(jù),并進行趨勢分析和異常檢測。
2. 配方驅(qū)動的數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)處理圍繞配方(Recipe)展開,存儲大量的配方參數(shù)、工藝路線和質(zhì)量標準。數(shù)據(jù)存儲需要支持配方版本管理、參數(shù)配置和工藝變更記錄。
3. 批次跟蹤與追溯
采用批次管理方式,數(shù)據(jù)存儲需要完整記錄每個批次的原材料、工藝參數(shù)、質(zhì)量檢驗結(jié)果等信息,確保產(chǎn)品的可追溯性。
4. 實時數(shù)據(jù)庫支持
通常采用實時數(shù)據(jù)庫(如PI System、iHistorian)存儲過程數(shù)據(jù),能夠高效處理高頻采樣的過程變量。
二、離散型MES的數(shù)據(jù)處理與存儲特點
離散制造主要面向機械、電子、汽車等裝配型行業(yè),其數(shù)據(jù)處理和存儲支持服務(wù)呈現(xiàn)不同特征:
1. 離散事件數(shù)據(jù)處理
處理的是離散的生產(chǎn)事件,如工單下達、工序完成、物料領(lǐng)用等。數(shù)據(jù)具有明顯的離散性和狀態(tài)性,關(guān)注工單狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、物料狀態(tài)的變化。
2. 工單驅(qū)動的數(shù)據(jù)管理
以工單(Work Order)為核心組織數(shù)據(jù),存儲工單信息、工序路線、作業(yè)指導(dǎo)書等。數(shù)據(jù)處理強調(diào)工單的進度跟蹤和狀態(tài)管理。
3. 序列號級追蹤
支持單個產(chǎn)品或部件的序列號級追蹤,數(shù)據(jù)存儲需要記錄每個產(chǎn)品的制造歷史、組件信息和測試數(shù)據(jù)。
4. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫主導(dǎo)
主要采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(如Oracle、SQL Server),通過事務(wù)處理確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性。
三、數(shù)據(jù)處理與存儲支持服務(wù)的對比分析
1. 數(shù)據(jù)采集方式
流程型MES側(cè)重于連續(xù)的過程參數(shù)采集,采集頻率高、數(shù)據(jù)量大;離散型MES主要采集離散的生產(chǎn)事件,數(shù)據(jù)量相對較小但復(fù)雜度高。
2. 數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)
流程型MES采用時間序列數(shù)據(jù)庫存儲過程數(shù)據(jù),配合關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲主數(shù)據(jù);離散型MES主要采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫,通過表關(guān)系管理制造數(shù)據(jù)。
3. 數(shù)據(jù)處理邏輯
流程型MES的數(shù)據(jù)處理注重工藝參數(shù)的監(jiān)控和優(yōu)化;離散型MES則強調(diào)生產(chǎn)進度的跟蹤和資源的調(diào)度優(yōu)化。
4. 數(shù)據(jù)追溯需求
流程型MES需要批次級的質(zhì)量追溯;離散型MES需要序列號級的全生命周期追溯。
四、存儲服務(wù)的技術(shù)實現(xiàn)
在存儲支持服務(wù)方面,兩種MES都面臨以下共同挑戰(zhàn):
- 數(shù)據(jù)集成:需要與ERP、PLM、SCADA等系統(tǒng)集成
- 性能要求:確保實時數(shù)據(jù)訪問和處理的性能
- 安全性:保護制造數(shù)據(jù)的安全性和完整性
- 可擴展性:支持系統(tǒng)功能擴展和數(shù)據(jù)量增長
隨著工業(yè)4.0的發(fā)展,兩種MES在數(shù)據(jù)處理和存儲方面都呈現(xiàn)出融合趨勢,開始支持混合制造模式,采用更靈活的數(shù)據(jù)架構(gòu)和云存儲技術(shù),以適應(yīng)智能制造的需求。
流程型和離散型MES在數(shù)據(jù)處理和存儲支持服務(wù)方面的差異根植于各自制造模式的特點。理解這些差異有助于企業(yè)選擇合適的MES解決方案,并優(yōu)化其制造數(shù)據(jù)管理策略。