制藥工業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng).pdf

1、當(dāng)今的制造系統(tǒng)正受到高要求快變化的環(huán)境形勢(shì)所挑戰(zhàn)。工業(yè)企業(yè)必須實(shí)施控制政策以及調(diào)整自己的制造系統(tǒng),以最大限度地提高生產(chǎn)率、降低成本和提高質(zhì)量,同時(shí)還要應(yīng)付強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)者和由持續(xù)的產(chǎn)業(yè)合并和全球化產(chǎn)生的日益復(fù)雜的供應(yīng)鏈。
　　 為了解決這些問(wèn)題,許多公司正在轉(zhuǎn)向制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的技術(shù),即在車間平臺(tái)以致到整體企業(yè)系統(tǒng)的集成信息系統(tǒng)。結(jié)果是制造更多編織緊密的業(yè)務(wù)的能力。這樣做可能對(duì)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)有重大的影響。這項(xiàng)工作是通過(guò)實(shí)時(shí)信息的轉(zhuǎn)換

2、和呈現(xiàn)整個(gè)企業(yè)的商務(wù)來(lái)龍去脈完成的。為了在一個(gè)持續(xù)時(shí)間段內(nèi)提供一個(gè)重要的投資回報(bào)率,一個(gè)制造執(zhí)行系統(tǒng)利用非侵入性,模塊化設(shè)計(jì),開放性技術(shù),對(duì)現(xiàn)有IT和自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了補(bǔ)充。
　　 本文論述了在一個(gè)開放的體系結(jié)構(gòu)中制造完整的執(zhí)行系統(tǒng)需求分析,計(jì)劃和實(shí)施方案,使其很容易接近一個(gè)集成系統(tǒng)來(lái)滿足信息集成的全自動(dòng)化制藥工業(yè)設(shè)施的要求。
　　 這種在生產(chǎn)部門領(lǐng)域的全球性的迅速發(fā)展需要一個(gè)適當(dāng)?shù)囊?guī)劃,計(jì)算,共享以及對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集。按

3、照這一要求,物料需求計(jì)劃,新的物料需求計(jì)劃(Ⅱ)以及企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)都有了相應(yīng)的發(fā)展。下一階段是中間系統(tǒng)的開發(fā)。即為幫助制定和執(zhí)行在生產(chǎn)過(guò)程中決定的生產(chǎn)計(jì)劃而設(shè)計(jì)的制造執(zhí)行系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)從機(jī)器之間數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。為了達(dá)到這種效果。一組雙向流動(dòng)的數(shù)據(jù)是針對(duì)機(jī)器與企業(yè)資源計(jì)劃之間設(shè)定的。通過(guò)必要的傳感器獲得的電子數(shù)據(jù)值消除了用戶故障的可能性。電子電機(jī),控件以及機(jī)器所展現(xiàn)出來(lái)的行為有可能根據(jù)傳輸?shù)缴a(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)而發(fā)生改變。當(dāng)制造

4、執(zhí)行系不使用時(shí)。這種數(shù)據(jù)就被生產(chǎn)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)或基于紙張的過(guò)程傳輸。因此在大部分情況都造成了延時(shí)。
　　 制造執(zhí)行系統(tǒng)被稱為自動(dòng)化模塊。它直接與連接在生產(chǎn)裝置機(jī)器上的PLC進(jìn)行設(shè)備通信?；诳删幊炭刂破鬟\(yùn)行的應(yīng)用程序被開發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化模塊的目標(biāo):
　　 通過(guò)機(jī)器指揮那些被生產(chǎn),維修和質(zhì)量控制模塊的生產(chǎn)人員通過(guò)可編程控制器所執(zhí)行的操作。
　　 通過(guò)可編程控制器管理機(jī)器功能(根據(jù)特定參數(shù)自動(dòng)設(shè)定機(jī)器設(shè)置,切換機(jī)器串行

5、方式,關(guān)閉機(jī)器,修改模具特點(diǎn)等)
　　 確保生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的可見性。確保能迅速發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題,從而把生產(chǎn)損失降至最低。
　　 正確計(jì)算工作臺(tái)效率,并確保必要的恢復(fù)工作正常進(jìn)行。產(chǎn)品結(jié)構(gòu),路由數(shù)據(jù)要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新。確保個(gè)人績(jī)效的評(píng)估,并且根據(jù)評(píng)估提供必要的安排。
　　 收集有關(guān)非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間的數(shù)據(jù),確定停機(jī)原因和停機(jī)時(shí)間,并在經(jīng)過(guò)正確的分析后盡量減少停機(jī)時(shí)間。
　　 管理可編程控制的機(jī)器的定期維護(hù),最大

6、限度的減少機(jī)器使用過(guò)程中的損失(故障頻率和保養(yǎng)或維修的費(fèi)用)。從而提高效率。
　　 自動(dòng)化模塊的最重要的目標(biāo)是以用戶最小的投入收集最多的數(shù)據(jù)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)由用戶輸入的最少數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)也由可編程控制自動(dòng)傳輸而且一些測(cè)量?jī)x器也連接到這些用戶可以輸入數(shù)據(jù)的該領(lǐng)域的機(jī)器中去。因此,生產(chǎn)人員不會(huì)在數(shù)據(jù)的輸入上延誤時(shí)間,同時(shí)也避免了用戶錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的輸入。
　　 企業(yè)擁有的車間有不同的特點(diǎn)。一般而言,我們可以總結(jié)為以下三點(diǎn):
　　

7、 不同的機(jī)器執(zhí)行相同的任務(wù),
　　 同樣的機(jī)器執(zhí)行不同的任務(wù),
　　 機(jī)器執(zhí)行相同的任務(wù),
　　 所有的機(jī)器都由同樣的程序(相同的可編程控制軟件)驅(qū)動(dòng)是不合理的。比如說(shuō),一條安瓿制藥機(jī)械的聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線包括立式超聲波清洗機(jī),隧道式滅菌烘干機(jī)和拉絲灌封機(jī)。這三臺(tái)機(jī)器就不具備同樣的管理參數(shù),也沒有執(zhí)行相同的任務(wù)。這些機(jī)器不能用相同的可編程控制軟件,即便是可以顯示和收集淺顯簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù),但具體到生產(chǎn)階段的數(shù)據(jù)就不能使用。假若

8、用西門子S7-200來(lái)控制整個(gè)洗瓶機(jī)運(yùn)行的全過(guò)程,我們需要一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器用于這臺(tái)通過(guò)伺服電機(jī)控制陶瓷泵灌裝從而使灌裝更精確的拉絲灌封機(jī)。洗瓶機(jī)和拉絲灌封機(jī)的錯(cuò)誤信號(hào)的傳達(dá)也是不一樣的。也許隧道式滅菌干燥機(jī)可以允許操作者手動(dòng)調(diào)整速度,拉絲灌封機(jī)也許會(huì)重新使用前面的產(chǎn)品的速度,或提示可編程控制去調(diào)整它的速度。在一個(gè)自動(dòng)模塊中,企業(yè)擁有的車間里的機(jī)械的特點(diǎn)和生產(chǎn)任務(wù)都是經(jīng)過(guò)了深入的分析,該分析目的在于:要在標(biāo)準(zhǔn)的可編程控制程序中可供使用的最適

9、合的進(jìn)程之上提供更多的發(fā)展。因此,一個(gè)充分滿足企業(yè)要求的自動(dòng)化系統(tǒng)將建立在最低成本和最短時(shí)間之上。
　　 有機(jī)光導(dǎo)體連接器促進(jìn)了某些生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)的收集,無(wú)需硬件即可通過(guò)進(jìn)入與有機(jī)光導(dǎo)體兼容的可編程控制,監(jiān)控已被任何車間收集的數(shù)據(jù)。有機(jī)光導(dǎo)體是一種全球標(biāo)準(zhǔn)。用于在生產(chǎn)車間和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間安全可靠的傳送原始數(shù)據(jù)。它可以利用最新開發(fā)的有機(jī)光導(dǎo)體通過(guò)車間的可編程控制收集所有的相關(guān)的制造數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在的有機(jī)光導(dǎo)體連接器使從機(jī)器收集數(shù)據(jù)變得容易

10、,比如我們之前提到的制藥機(jī)械,它將使制造商能夠得到他們車間整體設(shè)備效率的一個(gè)完整寫照。有機(jī)光導(dǎo)體連接器可以與各種可編程控制通信,消除了在布線和硬件的生產(chǎn)車間物理接口單元的需要。收集工廠車間的每一個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫(kù)制造執(zhí)行系統(tǒng),這是非常重要的一步。不需要第三方收集系統(tǒng),車間過(guò)程數(shù)據(jù)即可在實(shí)時(shí)分析時(shí)收集到。
　　 在這一點(diǎn)上。平臺(tái)的概念,特別是指基本的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)(比如:處理器)和所使用的操作系統(tǒng)。當(dāng)然,這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)

11、還代表了一個(gè)平臺(tái),但是這個(gè)不被納入考慮范圍,因?yàn)槭袌?chǎng)上只有小部分系統(tǒng)支持不同的數(shù)據(jù)庫(kù)。除了這個(gè),如果用戶能夠自由的選擇一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),真正的獨(dú)立平臺(tái)只是一個(gè)假設(shè)。
　　 在獨(dú)立平臺(tái)這個(gè)問(wèn)題上,市場(chǎng)上普遍存在兩種觀點(diǎn):
　　 一般中小型企業(yè)的用戶,他們沒有設(shè)置一個(gè)特定的平臺(tái),因此完全遵循供應(yīng)商的建議
　　 一般在有獨(dú)立的信息技術(shù)平臺(tái)的大型企業(yè),他們決定平臺(tái)的內(nèi)部條件,并且只許可符合這些條件的系統(tǒng)
　　 為了更更

12、好的分析這一需求,系統(tǒng)的各個(gè)模塊都將被單獨(dú)檢查:
　　 數(shù)據(jù)庫(kù):數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的核心。因此,關(guān)于可擴(kuò)展性,可用性和性能的最高要求是取決于這個(gè)模塊的。對(duì)于這一應(yīng)用,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們選擇用MySQL,但是一般情況下,很多供應(yīng)商都只提供一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),因?yàn)樗鼛缀醪豢赡軐?shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的優(yōu)化。
　　 軟件服務(wù):網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的使用已經(jīng)建立成一個(gè)面向服務(wù)的機(jī)構(gòu)?；诜?wù)器的實(shí)現(xiàn)可能在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的范圍內(nèi)出現(xiàn)獨(dú)立平臺(tái)。對(duì)于這一應(yīng)用,我們選擇使用ph