物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThing,，IOT)是通過模擬人類之間的信息交互方式，將各類信息感知設(shè)備嵌入物體中,，實時獲取物體的狀態(tài)信息,，并將這些物體傳感器通過通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來，對感知信息進行智能處理,，實現(xiàn)對物體的管理,、協(xié)調(diào)和控制的一種高度信息化技術(shù)，其可以實現(xiàn)信息的交換與通信,。

　　目前,，大多數(shù)企業(yè)實施的MES系統(tǒng)的主要功能是信息的管理與“上傳下達”，對于物流配送系統(tǒng)和制造過程中的生產(chǎn)實時狀態(tài)以及產(chǎn)品全壽命周期等的實時監(jiān)控能力較弱,，而且系統(tǒng)信息管理與信息的實時更新之間也存在著斷層,。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)可依托的各方面技術(shù)也相應(yīng)得到發(fā)展,，例如,，大規(guī)模的感知信息處理技術(shù)、云計算技術(shù)等,，而且成本也趨于降低,。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的MES系統(tǒng)設(shè)計,，可以實現(xiàn)企業(yè)整個生產(chǎn)制造的實時監(jiān)控及全方位管理,，從而真正實現(xiàn)“管控一體化”，這對于完善MES系統(tǒng)的功能,、彌補控制與管理的斷層意義重大,。

　　1.MES現(xiàn)狀與改進目標分析

　　1.1企業(yè)MES現(xiàn)狀分析

　　企業(yè)現(xiàn)有的MES系統(tǒng)主要針對流程生產(chǎn)中的關(guān)鍵點進行控制，實現(xiàn)的主要功能有生產(chǎn)計劃管理,，產(chǎn)品跟蹤管理,、生產(chǎn)裝配指示、關(guān)重件檔案管理、停線管理,、LED生產(chǎn)看板,、品質(zhì)管理、報表管理等,。

　　現(xiàn)有的MES系統(tǒng)主要實現(xiàn)了基本信息的存儲及共享功能,，并不能滿足企業(yè)對生產(chǎn)過程全方位的監(jiān)控管理和物流狀態(tài)追蹤的需要。首先,，裝配廠遠離零部件供應(yīng)商,，且拖拉機裝配過程復(fù)雜，廠外物流配送系統(tǒng)龐大,，整個物流運輸成本高,，為確保配送的零部件質(zhì)量，增加了物流運輸途中的質(zhì)量監(jiān)管力度,。其次,，目前該車間裝配線的監(jiān)控主要使用的是條碼技術(shù)，其工位員工采用手動方式對物品逐一地進行掃描跟蹤,，整個操作過程工人的勞動強度大,，工作效率低，并且條形碼容易受作業(yè)環(huán)境的限制,，不能重復(fù)使用,。此外，現(xiàn)場報警系統(tǒng)不完善,，當某個工位發(fā)出急停信號時，現(xiàn)場生產(chǎn)管理人員很難及時發(fā)現(xiàn)造成停線的具體工位,，而且也沒有對停線信號進行歷史記錄,，也就無法將停線信號及時發(fā)送給MES系統(tǒng)，導(dǎo)致MES的部分功能發(fā)揮不夠充分,。再者,，現(xiàn)有的MES系統(tǒng)對于客戶反饋的信息交互不及時，致使出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題不能及時地得到處理,，嚴重影響了企業(yè)的信譽度和市場競爭力,。

　　1.2改進目標分析

　　物聯(lián)網(wǎng)是建立在Internet基礎(chǔ)上，利用RFID(射頻識別),、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)構(gòu)造的一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的網(wǎng)絡(luò),。物聯(lián)網(wǎng)的核心能力是全面感知、可靠傳輸,、智能處理,。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與MES進行集成，依托物聯(lián)網(wǎng)的視頻監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)物流車輛運輸?shù)膶崟r監(jiān)控;用RFID技術(shù)取代條形碼技術(shù)，實現(xiàn)裝配線上物品的實時在線跟蹤,，減少裝配過程的人工干預(yù),，既可以降低工人勞動強度，又能提高工作效率,。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于裝配廠,，并融入到MES系統(tǒng)中，可有效實現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)的集成和動態(tài)監(jiān)控,，達到企業(yè)高度信息化的要求,。

　　通過對企業(yè)MES現(xiàn)狀的分析，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，以實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)過程全方位的監(jiān)控管理和物流狀態(tài)追蹤管理為總體目標,，完善原有系統(tǒng)功能，實現(xiàn)廠內(nèi)物流和廠外物流的可視化操作和智能化管理,，保證產(chǎn)品全壽命周期的質(zhì)量,，具體有以下改進目標：

　　1)將物流配送系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，對廠內(nèi)物流和廠外物流實時全方位的跟蹤管理,，保障物流暢通,，加強產(chǎn)品在運輸過程中的質(zhì)量監(jiān)管力度;

　　2)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于車間裝配線上，用RFID技術(shù)代替原有的條碼技術(shù),，甩掉手工操作方式,，實現(xiàn)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集智能化和在制品實時監(jiān)控可視化，降低人工的管理成本,，提高生產(chǎn)效率;

　　3)完善報警系統(tǒng),。在原有停線管理的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ES信息中心,，開發(fā)設(shè)計系統(tǒng)并進行遠程監(jiān)控,，顯示報警的具體工位，并記錄報警的歷史數(shù)據(jù);

　　4)在企業(yè)實施信息化的基礎(chǔ)上,，通過物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),，針對用戶需求簽訂協(xié)議，對產(chǎn)品進行遠程監(jiān)控,，做到隨時發(fā)現(xiàn)并解決問題,，從而保證產(chǎn)品整個壽命周期的質(zhì)量。

　　2.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的MES系統(tǒng)改進方案

　　2.1系統(tǒng)的硬件架構(gòu)

　　根據(jù)MES系統(tǒng)和物流配送管理現(xiàn)狀,，充分使用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢,，在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立一個具有組網(wǎng)技術(shù)的靈活的MES指揮中心；在裝配廠的生產(chǎn)現(xiàn)場安置攝像頭,，利用先進的GPS全球定位系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng),，實現(xiàn)系統(tǒng)的總體功能,。

　　2.2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　制造執(zhí)行系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用統(tǒng)一的系統(tǒng)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的互聯(lián)互通。根據(jù)ISO定義的MES功能層次模型,，將MES軟件體系結(jié)構(gòu)從整體上分為數(shù)據(jù)采集層,、數(shù)據(jù)集成平臺層、應(yīng)用層3層功能模式,。首先,，MES的數(shù)據(jù)采集層利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)感知層的識別感知技術(shù)獲取車間的實時數(shù)據(jù)，并通過MES數(shù)據(jù)集成平臺進行智能計算處理和管理;然后,，借助于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用，供決策層上傳下達;通過后臺的信息儲存進行數(shù)據(jù)交換,，達到實時信息共享,。數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)與MES集成的媒介，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是系統(tǒng)實現(xiàn)在線監(jiān)控,、實時監(jiān)測的手段和支撐力量,，而制造執(zhí)行系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心力量。

　　2.3系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

　　結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù),、數(shù)據(jù)傳輸,、智能處理技術(shù)，在把握系統(tǒng)總體目標的前提下,，將物聯(lián)網(wǎng)與MES進行集成,，并對企業(yè)MES功能加以補充和完善?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配廠MES系統(tǒng)的功能模塊有系統(tǒng)管理,、生產(chǎn)計劃管理、主機跟蹤管理,、生產(chǎn)裝配指示,、關(guān)重件檔案管理、停線管理,、LED生產(chǎn)看板、報表管理,、物流配送管理,、生產(chǎn)線運行狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)防報警指揮和遠程監(jiān)控等模塊,，應(yīng)用于拖拉機產(chǎn)品的全壽命周期管理中,。

　　2.4系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

　　對系統(tǒng)設(shè)計的總體目標進行分析，在確定系統(tǒng)的改進方案后,，建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,。然后設(shè)計數(shù)據(jù)表,，包括產(chǎn)品基本情況表、物料主數(shù)據(jù)表,、關(guān)重件配置表,、銷售代碼、裝配配置表,、分裝線生產(chǎn)表,、總裝線生產(chǎn)表、主機關(guān)重件裝配檔案表等,。

　　3.MES系統(tǒng)改進功能模塊設(shè)計

　　為了實現(xiàn)對企業(yè)進行全方位的監(jiān)控和管理,，結(jié)合基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)改進方案，對系統(tǒng)原有的功能模塊進行補充,，即增加系統(tǒng)管理模塊,、物流配送管理模塊、生產(chǎn)線實時運行狀態(tài)監(jiān)控模塊,、預(yù)防報警指揮和遠程監(jiān)控模塊,。

　　3.1系統(tǒng)管理模塊

　　系統(tǒng)管理模塊是企業(yè)整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部分，其可以進行系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)信息的設(shè)置,，機型配置管理,，系統(tǒng)關(guān)鍵操作日志管理，系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫備份,、恢復(fù)管理等工作,。它依據(jù)標準的信息對象，對整個裝配廠進行虛擬化處理,，建立基于產(chǎn)品,、裝配的設(shè)備單元和生產(chǎn)路徑的生產(chǎn)流程，并提供與各個外部系統(tǒng)的連接,。

　　3.2物流配送管理模塊

　　此模塊可實現(xiàn)對運輸車輛的運行路線,、運行位置、運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)控,，既能實現(xiàn)廠內(nèi)物流和廠外物流的可視化,，又能保障貨物的安全。

　　物流配送功能主要是依靠GPS定位來實現(xiàn)的,。首先在物流運輸車輛的前后分別安裝一個攝像頭,，通過前方安置的攝像頭采集交通數(shù)據(jù)和運輸路面情況，經(jīng)過車載GPS終端將數(shù)據(jù)傳輸給MES指揮中心GPS服務(wù)器,，并在大屏幕上顯示前方路況和準確的交通信息;然后,，基于電子地圖的配置和車輛行程時間歷史數(shù)據(jù)庫等基本信息，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將數(shù)據(jù)融合并形成準確的交通數(shù)據(jù),，再根據(jù)運輸管理軟件的處理方式進行運算,、預(yù)測;通過車載導(dǎo)航設(shè)備等傳播媒體將路面實時情況發(fā)布給車輛司機,，供司機選擇正確的運輸路線，以期避開交通高峰期和路況不好的地段,，減少貨物的運輸時間,，從而保障貨物的運輸質(zhì)量。

　　另外,，MES指揮中心可以通過車輛后方的攝像頭隨時查看貨物的情況,，如果遇到貨物發(fā)生移位、損壞或被盜等情況,，立即通過車載GPS定位終端將信息傳送到MES指揮中心,，并觸動系統(tǒng)報警指揮，基于呼叫中心服務(wù)器,，及時通知運輸車輛的司機進行停車查看,，這樣不僅保證了零部件的質(zhì)量，還可以避免增加物流成本,。再者,，如果銷售部已經(jīng)通知客戶發(fā)貨，但是客戶還沒有收到貨物,，MES指揮中心就可以通過電子地圖將車輛當前的位置和其他信息直觀地呈現(xiàn)給客戶,，客戶也可以在系統(tǒng)中調(diào)用監(jiān)測車輛的歷史信息。

　　3.3生產(chǎn)線實時運行狀態(tài)監(jiān)控模塊

　　生產(chǎn)線實時運行狀態(tài)監(jiān)控主要依托現(xiàn)場的視頻采集設(shè)備,，即在每個車間安裝可360°旋轉(zhuǎn)的視頻采集設(shè)備,，對裝配車間的每個方位進行實時監(jiān)控，在MES指揮中心的顯示器上每5s更新一次畫面,，并通過調(diào)度中心監(jiān)控系統(tǒng)中的人機界面,，以及現(xiàn)場PLC系統(tǒng)的實時信號，動態(tài)顯示出當前每條機運線的狀態(tài),。

　　3.4預(yù)防報警指揮與遠程監(jiān)控模塊

　　基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的報警指揮模塊的功能是:在原有的停線管理的基礎(chǔ)上,，將影響正常生產(chǎn)的各種因素組成一個專門的信息庫，然后根據(jù)客戶的需要與客戶簽訂協(xié)議,，并通過無線通信專線與客戶建立產(chǎn)品售后服務(wù)遠程監(jiān)控,，利用物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實現(xiàn)裝配生產(chǎn)的在線診斷,，做到及時發(fā)現(xiàn)問題,，并安排相應(yīng)的專業(yè)人員實施管理，從而避免由于一錯再錯而造成的無法彌補的損失,。

　　4.結(jié)論

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與MES系統(tǒng)設(shè)計的有機結(jié)合，為企業(yè)加快信息化步伐,、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)制造過程的安全度起到了推動作用,，也為增強企業(yè)的競爭力提供了有力保障,。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)改進方案,，并完善了原有的MES系統(tǒng)功能,，為企業(yè)面臨的物流運輸與生產(chǎn)線實時監(jiān)控薄弱，報警系統(tǒng)不完善和信息交互不及時等問題提供了有效的解決方法,，彌補了企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)在實時監(jiān)控管理方面的不足,，對提高企業(yè)生產(chǎn)控制和管理效率具有一定的實際意義。