纺织企业MES系统下的设备管理

1、引言

设备是企业进行生产的主要物质基础，企业的生产率、产品质量、生产成本都与设备的技术水平密切相关。科学而有效的设备管理方法，一直是企业追求的目标。随着企业信息化的不断发展，设备管理系统的应用已经成为企业设备管理的有效手段之一。 MES系统软件下的设备管理系统由于具有实时、快速、可追溯性等特点，在企业设备管理中凸显优势。

2 纺织企业设备管理现状分析

纺织企业的设备主要包括生产设备、生产辅助设备、检验检测设备等，其中生产设备主要是指纺织工艺流程中使用的纺织机械。纺织企业基本上属于流程和离散混合型企业，纺织工艺流程比较复杂，以棉纺为例，主要包括开清棉、并条、粗纱、细纱、络筒、捻线、整经、浆纱、穿经、织造、后整理等工序，每道工序都有专门的一种或者多种设备，并且设备的数量从几台剑儿百台不等。有些纺织企业建有单独的成农车间，成衣设备也成为纺织企业设备的组成部分。所以，纺织企业设备的特点是类型多，数量多。如何科学有效地管理纺织企业多而分散的设备，一直是纺织企业重点关心的问题之一，每个纺织企业都有一套设备管理方法，但目前仍然存在很多问题。

企业各车间的设备管理一般以手工记录为主，设备的基本信息、维修信息、保养信息等人部分以电子表格的形式存在，在对这些信息进行分析时，需要人工统计，操作繁琐、耗时较多，不便于信息的内部管理和外部共享。而且，各车间的备件管理比较混乱，备件的领用没有集中管理，造成了浪费，提高了生产成本。同时，由于近儿年纺织设备的自动化水平发展较快，许多纺织企业在转型之后，为了追求更高的生产效率，大多开始引进先进的纺织设备。国外纺织机械中像瑞士立达、日本津田驹等，国产纺织机械中的经纬纺机、青岛纺机等的自动化水平较高，采用PLC控制，提供了数据采集接口。但是，许多纺织企业中仍然保留有部分型号陈旧的机械设备，这些设备没有配置数据采集接口，需要使用点检设备对其进行简单的数据采集。

随着企业信息化的不断推进，人工的设备管理手段已经不能满足现代企业的需求，车间的信息就不能及时反映给管理层，影响了管理层及时作出决策。MES系统软件下的设备管理更多关心的是管理设备的实时状态、设备的可用能力、设备的维修状态、设备维护及保养计划、设备绩效信息等，主要为车间各业务系统服务，通过MES系统软件实现内部共享，并与上层ERP系统实现信息集成。所以，本文研究了MES系统软件中的设备管理系统，将其作为纺织企业设备管理的解决方案。

3、系统的体系结构

基于纺织企业的实际问题，本文提出了纺织企业MES系统软件下的设备管理系统的体系结构，系统的网络拓扑结构如图1。系统在网络结构上分为三层：设备层、监测层、管理层。

设备层：主要由数据采集设备和现场总线组成，包括两种数据采集方式。对于PLC控制的纺织设备，采用RS485总线连接到PLC的方式，主要采集的数据为设备的模拟量和开关量。对于不提供数据接口的设备，采用定期点检的方法，对设备进行检查，如果发现故障即上传故障信息剑车间监测PC。

监测层：主要由车间监控PC组成。现场总线经过RS232/485转换，连接剑车间监测PC。车间监测PC对采集到的数据进行转换、分析，实时地反映出设备的状态信息。同时，通过企业内部局域网，将设备状态信息上传到系统数据库。管理层：由客户端和服务器组成。客户端PC通过企业内部局域网连接到数据库，系统的用户在客户端PC可以完成系统提供的业务，如设备实时状态信息查看、设备保养、设备维修、备件管理等，同时对车间的业务进行监督、管理。业务过程中产生的数据通过企业内部局域网上传到数据库。系统管理员对系统数据库进行维护管理。

4、系统的开发

4.1 需求分析

以某棉纺织企业为例，对企业的设备管理做需求分析，主要内容包括3个方面：

(1)根据MES系统软件下的设备管理具有实时性、快速性等特点，系统需要采集车间设备的状态信息，将设备的实时故障信息反映给系统用户，为设备的状态维修提供信息，实现对车间设备的状态监测。同时还采用设备点检的方法，对所有设备进行定期检查，保证设备状态信息的全面和准确。

(2)系统对防止企业设备进行综合管理，需要设计齐全的功能模块，其功能模块包括台账管理、故障检测管理、维修管理、保养管理和备件管理5个部分。各个模块之间可以信息共享，台账管理为其他4个模块提供设备基本信息，故障检测管理为维修管理提供设备故障信息，维修管理、保养管理为备件管理提供备件的使用信息，备件管理为台账管理提供专业件信息，备件管理为维修管理、保养管理提供备件的库存信息。

(3)系统的业务功能需要符合纺织企业实际的业务流程，方便实现设备管理系统与MES系统软件下的其他管理系统的集成。系统产生的设备基本信息、故障信息、保养计划信息、维修计划信息可以提供给车间各个车间的备件信息可以提供给库存管理系统。

4.2 系统的功能模块

根据某纺织企业MES系统软件下的设备管理系统的需求分析，把设备管理系统划分为6个功能模块，包括系统管理、台账管理、保养管理、故障检测管理、维修管理和备件管理。系统功能模型使用IDEF0图表示，如图2。系统主要实现的功能包括：

(1)系统管理。主要功能有管理工厂日历、用户管理、系统设置和数据管理。

(2)台账管理。主要功能包括：设备基本信息的新建、编辑、查询功能；专用件信息的新建、编辑、查询功能；保养记录的查询和维修记录的查看。

(3)故障检测管理。包括点检故障和在线故障。点检故障包括点检故障信息、生成维修任务；在线故障包括设备状态信息、在线故障信息、生成维修任务。

(4)维修管理。包括维修计划和维修记录两个功能。维修计划功能包括生成维修计划、查看维修计划、打印、完成维修计划；维修记录功能包括添加维修记录、查看维修记录。

(5)保养管理。主要功能包括：保养计划的制定、审核、修改、查看；保养工单的生成、打印、完成；保养记录的添加、查看。

(6)备件管理。包括备件基本信息管理和出入库管理两个功能。备件基本信息管理包括新建、修改、删除、查询；出入库记录管理包括入库登记、出库登记、查看。

4.3 系统软件的开发

系统采用C/S结构，适合企业各部门之间，在企业内部局域网上的数据传递，并且可以保证数据的传输速度，具有安全、快速的优点。

本系统软件的编程语言选择Code Gear公司推出的Delphi2007。Delphi2007拥有一个可视化的集成开发环境，采用面向对象的编程语言，提供了BDE和ADO两种数据库接口，方便快捷地访问SQL Server。同时，Delphi可以使用DLL函数或内嵌汇编代码来实现I/O端口的输入输出功能，也可通过API函数或ActiveX空间实现串口通讯来进行数据采集。

数据采用SQL Server2005，数据库的访问技术采用ADO数据库引擎，ADO(ActiveX Data Objects)是微软公司推出的数据库访问规范，它是编程语言和统一数据访问方式OEL DB的一个中间层，提供了面向对象的变成接口，简单有效，功能强大。系统通过ADO驱动程序与数据库相连接，执行查询、增加、修改、删除等操作。

4.4 运行示例

系统界面分为菜单区、工具栏区、导航窗口区、工作区几个部分。菜单区的所有菜单项包括了系统的所有功能；工具栏区提供了用户进程使用的功能的快捷按钮；导航窗口区为用户提供了设备树，企业所有的设备全部显示在设备树上，方便用户快速查找到相关设备，通过点击设备树上的设备，可以为业务流程提供设备的基本信息；工作区内显示系统的6个业务模块的界面，在工作区内可以完成系统提供的主要业务。系统运行后，维修管理模块的界面如图3所示。

5、结语

设备是制造企业创造利润的有形资产，应用良好的设备管理方法、保证设备的正常运转是非常重要的。MES系统软件下的设备管理系统可以解决防止企业设备管理的需求，符合并且推进了企业设备管理信息化的发展，在企业加强设备的管理、实现资源的优化配置、增加企业经济效益等方面发挥了作用。研究和开发 MES系统软件下的设备管理系统具有十分重要的意义。

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王春

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