MES在叉车制造过程中的应用研究
作者单位：浙江大学
学位级别：硕士
导师姓名：万安平;徐刚
授予年度：2023年
摘 要：制造执行系统(MES)是面向企业制造执行层的信息化管理系统。随着制造业数字化转型推动企业高质量发展,MES在企业信息化架构中已然占据重要位置,HC集团作为典型的叉车制造企业,率先在智能制造以及数字化转型方面进行探索,打造了行业领先的电动叉车智能制造车间(以下简称:电叉车间),同时积极实施MES系统提升生产管理水平,由于叉车制造过程的特殊性和复杂性,在MES实施过程中出现诸多困难,这些痛点难点也是行业普遍存在的共性问题。因此,研究MES在叉车制造过程中的应用具有重要的现实意义和指导价值。本文结合电叉车间的工艺布局和生产特点,对叉车制造过程中存在的典型问题进行需求分析,设计了MES整体功能框架以及系统集成方案,提出MES数据集成融合技术路线,以叉车生产过程中的典型应用为研究对象,从叉车制造的五类数据进行MES集成融合研究,最终实现了MES功能,并在电叉车间得到了实践与应用,解决了生产痛点,取得良好的经济成效,从而达到了研究的目的。论文的主要研究内容如下:1)分析了叉车生产制造过程中的痛点与难点,结合车间的工艺布局和生产特点,总结并提出电叉车间MES功能需求,从涂装生产、制程管理、物料配送、设备采集和质量追溯五个方面进行需求分析,设计了MES系统总体框架,提出了MES与SAP以及底层设备控制系统之间的系统集成方案,为MES数据集成融合奠定了基础。2)提出MES数据集成融合技术路线,并对叉车制造数据进行研究,按计划、制程、物料、工艺、质量五类数据逐一分析数据来源,接着提出了MES制造数据采集方案,特别针对MES采集底层设备数据进行了研究,设计了基于OPC UA的PLC类设备采集方案和基于Open Protocol的拧紧类设备采集方案,实现了MES对不同种类的设备数据的集成采集。3)根据MES功能需求设计MES数据集成融合方案,对叉车的涂装生产、整机装配、AGV调度、轮胎配送、以及拧紧过程控制等五个典型应用进行MES数据集成融合研究,设计了AGV混线调度算法和轮胎铺线算法,设计了MES与底层设备控制系统之间的数据接口,通过程序开发实现了MES软件功能。4)通过MES数据集成融合将理论研究成果转化为实际应用,结合电叉车间的实际生产环节,研究了MES涂装和总装计划协同算法,通过列举实际案例和功能展示介绍了MES在叉车制造过程中的实际应用效果,总结了MES系统在电叉车间实施前后生产上各个方面的对比,解决了生产痛点,验证了MES数据集成融合技术的正确性和实用性,确定了课题研究的重要性。本文共有图78幅,表22个,参考文献66篇。
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