發(fā)布時間：2020-07-15 11:35

【摘要】：隨著新一代信息通信技術(shù)與制造業(yè)的深度融合,全球范圍內(nèi)新一輪產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起。2015年,國務(wù)院發(fā)布“中國制造2025”規(guī)劃,明確將智能制造作為制造業(yè)發(fā)展的主要方向。制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System,簡稱MES)位于智能制造信息化系統(tǒng)的中間層,其重要性不言而喻。在此背景下,課題以某企業(yè)膠類中藥生產(chǎn)線為研究對象。針對產(chǎn)線存在的自動化水平低下、信息化管理落后等問題,在實地調(diào)研基礎(chǔ)上,對管理現(xiàn)狀與設(shè)備自動化需求進行分析,設(shè)計了基于MES的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與數(shù)據(jù)管理平臺,并對水含量軟測量進行建模。其中,工廠網(wǎng)絡(luò)采用標準工業(yè)以太網(wǎng),保證網(wǎng)絡(luò)的適用性和可拓展性,四個生產(chǎn)車間采用冗余環(huán)網(wǎng)進行連接,為數(shù)據(jù)的自動采集和分析奠定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ);數(shù)據(jù)管理平臺分為采集層、存儲層、分析層、應(yīng)用層,每相鄰兩層可進行數(shù)據(jù)交互,形成數(shù)據(jù)驅(qū)動下的“感知-分析-決策-執(zhí)行-反饋”閉環(huán),重點對生產(chǎn)全過程的數(shù)據(jù)進行了詳細分析,提出數(shù)據(jù)采集整體方案,避免了數(shù)據(jù)多采或采集不夠造成的問題;利用灰色關(guān)聯(lián)度算法,篩選出8個與水含量關(guān)聯(lián)度較高的輔助變量,建立基于支持向量回歸(Support Vector Regression,簡稱SVR)算法的水含量軟測量模型。實驗結(jié)果顯示均方差為0.016,平方相關(guān)系數(shù)為0.9098,最大絕對誤差為0.3149%,模型具有良好的預測性能。最后,分析膠類中藥的業(yè)務(wù)流程,設(shè)計MES系統(tǒng)的用例圖,開發(fā)系統(tǒng)原型,并對其功能模塊進行說明�？傮w而言,國內(nèi)膠類中藥的智能化生產(chǎn)水平處于初級階段。課題關(guān)于MES系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用研究,對膠類中藥企業(yè)及其他中藥企業(yè)的智能化改造均具有一定的實踐指導意義。
【學位授予單位】：中原工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;R288
【圖文】：

2ES 系統(tǒng)的定義，其重要功能包括 11 個模員管理、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備管理、質(zhì)量管控追溯、生產(chǎn)單元分配以及性能分析[9]。由發(fā)，最初實施時沒有必要不加分析的增加功能擴展。這些功能的實現(xiàn)離不開信息的業(yè)提供上層的管理服務(wù)，不對現(xiàn)場生產(chǎn)提控服務(wù)，通過 HMI 等方式向管理人員提的管理。這樣，ERP 和 PCS 之間就出現(xiàn)了決 ERP 與 PCS 之間的“斷層”問題，使得也是 MES 在整體信息化系統(tǒng)中重要作用系統(tǒng)間交互的信息，虛線框上半部分是從半部分信息流向相反，保證了數(shù)據(jù)的有效

圖 1.2 三層系統(tǒng)間的信息交換經(jīng)過近三十年發(fā)展，MES 系統(tǒng)得到制造企業(yè)的普遍重視，智能化應(yīng)用的需求越來越廣。美、德、日等制造強國對 MES 系統(tǒng)的研究和應(yīng)用已經(jīng)很深入，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋離散與流程制造各個行業(yè)[10,11]。在中藥制藥行業(yè)中，左蘇平提出基于貝加萊的制藥智能工廠解決方案，在某制藥企業(yè)得以驗證，得到了良好的應(yīng)用效果，解決方案對其他中藥企業(yè)的智能化改造具有一定的適用性，但是方案未針對生產(chǎn)過程中需要采集哪些參數(shù)做分析[12]。李亞凱等介紹了 MES 系統(tǒng)在制藥行業(yè)中的應(yīng)用，通過 PharmaSuite 軟件仿真，驗證了制藥行業(yè)應(yīng)用 MES 系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式有較大優(yōu)勢[13]；陳艷霞提出基于中藥制造提取車間各類狀態(tài)數(shù)據(jù)的在線采集和實時控制方案，構(gòu)建了提取車間智能制造體系,但對數(shù)據(jù)采集方式、工廠網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及信息化系統(tǒng)的實現(xiàn)未進行設(shè)計[14]；姜健等建立了生產(chǎn)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)計劃層與執(zhí)行層的集成[15]；羅憲禮提出中藥制藥企業(yè)信息化集成模型以及中藥行業(yè) MES 系統(tǒng)架構(gòu)，主要內(nèi)容是軟件架構(gòu)和工廠網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，對數(shù)據(jù)采集討論較少[16]。

圖 2.1 工藝流程圖：預處理。預處理包括浸泡、切塊、洗皮三個工序，所用到示，目前基本是人工操作。其中，浸泡一般泡 7 天，干皮需的夏天，長時間的浸泡會產(chǎn)生腐味，浸泡過的污水對環(huán)境影水，造成水資源的浪費。目前市面上的智能泡藥池可將泡藥水次數(shù)減少且不需要人工操作，應(yīng)選用智能浸泡機，縮短泡以適應(yīng)綠色制造、敏捷制造的要求。浸泡后有刮毛去腐肉的些半自動化設(shè)備，但是效果不理想，需要廠家衡量是否選用刮毛去腐肉后的皮進行切割，大小 12~15 厘米左右。人工切塊，可以選用自動化切塊機，切塊大小和速率均可以調(diào)節(jié)，能前用的洗皮機都是依靠技術(shù)工人啟動、停止，沖水以及加入掌控，不能達到統(tǒng)一標準，相關(guān)數(shù)據(jù)不能采集。應(yīng)采購成熟需人工干預，可設(shè)定工藝參數(shù)，便于制定統(tǒng)一的工藝標準。

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