MES如何通過(guò)采集人、機(jī)、料數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)追溯、優(yōu)化與無(wú)紙化

在當(dāng)今制造業(yè)邁向智能化的浪潮中，MES管理系統(tǒng)已成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵工具。MES管理系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，將生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備狀態(tài)、人員操作和物料流動(dòng)等信息全面整合，為企業(yè)提供前生產(chǎn)可視性與控制力。

萬(wàn)界星空科技MES系統(tǒng)通過(guò)對(duì)“人、機(jī)、料”等生產(chǎn)要素全面而高效的數(shù)據(jù)采集能力，這種采集并非單一方式，而是一個(gè)結(jié)合了自動(dòng)化技術(shù)與人工輔助的綜合性體系。

一、設(shè)備數(shù)據(jù)采集

設(shè)備數(shù)據(jù)采集是MES自動(dòng)化的核心，目標(biāo)是實(shí)時(shí)獲取設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、產(chǎn)量、故障信息等。

1.  PLC（可編程邏輯控制器）采集：

方式：這是最常用和穩(wěn)定的方式。通過(guò)工業(yè)網(wǎng)關(guān)（如：以太網(wǎng)等）連接到設(shè)備的PLC，利用驅(qū)動(dòng)協(xié)議來(lái)讀取和解析PLC寄存器中的數(shù)據(jù)。

采集內(nèi)容：設(shè)備啟動(dòng)/停止、運(yùn)行速度、當(dāng)前產(chǎn)量、報(bào)警代碼、溫度、壓力等工藝參數(shù)。

特點(diǎn)：實(shí)時(shí)性高、可靠性強(qiáng)，但需要熟悉設(shè)備協(xié)議和地址表。

2.  CNC/數(shù)控系統(tǒng)采集：

方式：通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)提供的專用接口或網(wǎng)卡，采集機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)（如：開(kāi)機(jī)、停機(jī)、加工中、故障）、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率、加工程序名、坐標(biāo)偏移等。

特點(diǎn)：專業(yè)性強(qiáng)，是離散制造業(yè)（如機(jī)加工）采集的重點(diǎn)。

3、傳感器采集：

方式：對(duì)于沒(méi)有PLC或老舊設(shè)備，可以通過(guò)加裝I/O模塊或傳感器（如：光電傳感器、電流傳感器、振動(dòng)傳感器）來(lái)間接獲取設(shè)備狀態(tài)。例如，用光電傳感器檢測(cè)產(chǎn)品通過(guò)，用電流傳感器判斷設(shè)備是否在運(yùn)行。

采集內(nèi)容：設(shè)備啟停信號(hào)、計(jì)數(shù)、振動(dòng)、溫度等。

4.  DCS/SCADA系統(tǒng)集成：

方式：在流程行業(yè)（如化工、制藥），設(shè)備數(shù)據(jù)通常已由DCS（集散控制系統(tǒng)）或SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）管理。MES直接與這些上層系統(tǒng)進(jìn)行集成，通過(guò)API接口或數(shù)據(jù)庫(kù)視圖獲取匯總后的數(shù)據(jù)，而非直接連接設(shè)備。

特點(diǎn)：系統(tǒng)層級(jí)集成，避免了重復(fù)采集，更關(guān)注于生產(chǎn)訂單和物料層面的整合。

5.  手持終端（PDA/手機(jī)）掃描：

方式：對(duì)于無(wú)法自動(dòng)采集的極老舊設(shè)備，可由操作工在每次操作完成后，用手持終端掃描設(shè)備上的條碼/二維碼，人工上報(bào)狀態(tài)（如：開(kāi)始加工、完成加工）。

特點(diǎn)：半自動(dòng)化，實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性依賴人工，但成本低。

二、人員數(shù)據(jù)采集

人員數(shù)據(jù)采集主要與生產(chǎn)活動(dòng)綁定，目的是跟蹤工時(shí)、效率、資質(zhì)和責(zé)任。

1.  工位終端登錄：

方式：每個(gè)工位配備固定工位終端（工業(yè)電腦或觸摸屏）。操作工上下崗時(shí)，輸入工號(hào)、刷工卡/IC卡或指紋/人臉識(shí)別登錄到萬(wàn)界星空MES終端，系統(tǒng)即知當(dāng)前誰(shuí)在哪個(gè)工位操作。

采集內(nèi)容：?jiǎn)T工身份、所屬工位、登錄/登出時(shí)間。

2.  任務(wù)觸發(fā)上報(bào)：

方式：?jiǎn)T工在工位終端上執(zhí)行任務(wù)操作，如“開(kāi)始作業(yè)”、“作業(yè)完成”、“報(bào)工”、“申請(qǐng)送料”、“上報(bào)異常”。這些操作行為本身及其時(shí)間點(diǎn)都會(huì)被MES記錄，從而與員工ID關(guān)聯(lián)。

采集內(nèi)容：任務(wù)開(kāi)始/結(jié)束時(shí)間、生產(chǎn)數(shù)量、廢品數(shù)量、異常代碼。

3.  移動(dòng)終端（PDA/手機(jī)）應(yīng)用：

方式：對(duì)于物料配送、質(zhì)量檢驗(yàn)、設(shè)備點(diǎn)檢等流動(dòng)崗位人員，他們通過(guò)手持設(shè)備上的MES應(yīng)用APP掃描物料/設(shè)備條碼，并選擇執(zhí)行的操作，數(shù)據(jù)通過(guò)Wi-Fi/5G實(shí)時(shí)回傳至MES服務(wù)器。

采集內(nèi)容：人員位置、執(zhí)行的操作內(nèi)容、時(shí)間、對(duì)象（物料/設(shè)備）。

三、物料數(shù)據(jù)采集

物料數(shù)據(jù)采集圍繞物料的身份、數(shù)量、狀態(tài)和移動(dòng)展開(kāi)，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追溯和JIT管理的關(guān)鍵。

1.  條碼/二維碼：

方式：這是最主流的方式。為每一批/件物料賦予一個(gè)唯一的條碼標(biāo)識(shí)。在收貨、入庫(kù)、發(fā)料、上下料、裝配、成品入庫(kù)等每一個(gè)環(huán)節(jié)，都使用掃描槍或PDA進(jìn)行掃描。

采集內(nèi)容：物料ID、批次號(hào)、數(shù)量、當(dāng)前操作、時(shí)間、操作員。

特點(diǎn)：成本低、技術(shù)成熟，但需要人工掃描。

2.  RFID（射頻識(shí)別）：

方式：在物料載具（托盤(pán)、料箱）或產(chǎn)品上安裝RFID標(biāo)簽。在關(guān)鍵通道（如倉(cāng)庫(kù)門(mén)口、產(chǎn)線入口）部署RFID讀寫(xiě)器，當(dāng)物料經(jīng)過(guò)時(shí)，自動(dòng)、批量、遠(yuǎn)距離地識(shí)別其信息，無(wú)需人工掃描。

采集內(nèi)容：同條碼，但自動(dòng)化程度更高。

特點(diǎn)：速度快、可讀寫(xiě)、能耐受惡劣環(huán)境，但成本高于條碼。常用于自動(dòng)化立庫(kù)、AGV配送等場(chǎng)景。

3.  工位終端輸入：

方式：對(duì)于某些不便貼碼的物料（如散料），可由操作工在工位終端上手動(dòng)輸入物料批次和數(shù)量，或從系統(tǒng)提供的列表中選擇。

通過(guò)以上多種方式的組合，MES系統(tǒng)能夠?qū)⑷恕C(jī)、料的數(shù)據(jù)在時(shí)間和事件維度上精準(zhǔn)地關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)完整的、實(shí)時(shí)的生產(chǎn)信息鏈。這使得企業(yè)能夠：實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)、追溯產(chǎn)品全生命周期（從原料到成品）、精確計(jì)算設(shè)備綜合效率（OEE）、人員效率、物料消耗、實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化生產(chǎn)和精細(xì)化管理。