【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(guó)務(wù)院發(fā)布“中國(guó)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(jiǎn)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(duì)象。針對(duì)產(chǎn)線存在的自動(dòng)化水平低下、信息化管理落后等問(wèn)題,在實(shí)地調(diào)研基礎(chǔ)上,對(duì)管理現(xiàn)狀與設(shè)備自動(dòng)化需求進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了基于MES的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與數(shù)據(jù)管理平臺(tái),并對(duì)水含量軟測(cè)量進(jìn)行建模。其中,工廠網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng),保證網(wǎng)絡(luò)的適用性和可拓展性,四個(gè)生產(chǎn)車間采用冗余環(huán)網(wǎng)進(jìn)行連接,為數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和分析奠定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ);數(shù)據(jù)管理平臺(tái)分為采集層、存儲(chǔ)層、分析層、應(yīng)用層,每相鄰兩層可進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的“感知-分析-決策-執(zhí)行-反饋”閉環(huán),重點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)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(wèn)題;利用灰色關(guān)聯(lián)度算法,篩選出8個(gè)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(jiǎn)稱SVR)算法的水含量軟測(cè)量模型。實(shí)驗(yàn)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(duì)誤差為0.3149%,模型具有良好的預(yù)測(cè)性能。最后,分析膠類中藥的業(yè)務(wù)流程,設(shè)計(jì)MES系統(tǒng)的用例圖,開(kāi)發(fā)系統(tǒng)原型,并對(duì)其功能模塊進(jìn)行說(shuō)明。總體而言,國(guó)內(nèi)膠類中藥的智能化生產(chǎn)水平處于初級(jí)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(duì)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(shí)踐指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273;R288
【圖文】：

2ES 系統(tǒng)的定義，其重要功能包括 11 個(gè)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(shí)施時(shí)沒(méi)有必要不加分析的增加功能擴(kuò)展。這些功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)信息的業(yè)提供上層的管理服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提控服務(wù)，通過(guò) 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(wèn)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(guò)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(lái)越廣。美、德、日等制造強(qiáng)國(guó)對(duì) 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(gè)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(yàn)證，得到了良好的應(yīng)用效果，解決方案對(duì)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(duì)生產(chǎn)過(guò)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(guò) PharmaSuite 軟件仿真，驗(yàn)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(shì)[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(shí)時(shí)控制方案，構(gòu)建了提取車間智能制造體系,但對(duì)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(shí)現(xiàn)未進(jìn)行設(shè)計(jì)[14]；姜健等建立了生產(chǎn)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)計(jì)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(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)采集討論較少[16]。

圖 2.1 工藝流程圖：預(yù)處理。預(yù)處理包括浸泡、切塊、洗皮三個(gè)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(zhǎng)時(shí)間的浸泡會(huì)產(chǎn)生腐味，浸泡過(guò)的污水對(duì)環(huán)境影水，造成水資源的浪費(fèi)。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(jī)，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(dòng)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(jìn)行切割，大小 12~15 厘米左右。人工切塊，可以選用自動(dòng)化切塊機(jī)，切塊大小和速率均可以調(diào)節(jié)，能前用的洗皮機(jī)都是依靠技術(shù)工人啟動(dòng)、停止，沖水以及加入掌控，不能達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)數(shù)據(jù)不能采集。應(yīng)采購(gòu)成熟需人工干預(yù)，可設(shè)定工藝參數(shù)，便于制定統(tǒng)一的工藝標(biāo)準(zhǔn)。

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本文編號(hào)：2756443