MES如何通過采集人、機、料數據實現追溯、優化與無紙化

在當今制造業邁向智能化的浪潮中，MES管理系統已成為企業實現精細化管理和數字化轉型的關鍵工具。MES管理系統通過實時采集生產現場的數據，將生產計劃、設備狀態、人員操作和物料流動等信息全面整合，為企業提供前生產可視性與控制力。

萬界星空科技MES系統通過對“人、機、料”等生產要素全面而高效的數據采集能力，這種采集并非單一方式，而是一個結合了自動化技術與人工輔助的綜合性體系。

一、設備數據采集

設備數據采集是MES自動化的核心，目標是實時獲取設備狀態、運行參數、產量、故障信息等。

1.  PLC（可編程邏輯控制器）采集：

方式：這是最常用和穩定的方式。通過工業網關（如：以太網等）連接到設備的PLC，利用驅動協議來讀取和解析PLC寄存器中的數據。

采集內容：設備啟動/停止、運行速度、當前產量、報警代碼、溫度、壓力等工藝參數。

特點：實時性高、可靠性強，但需要熟悉設備協議和地址表。

2.  CNC/數控系統采集：

方式：通過數控系統提供的專用接口或網卡，采集機床的運行狀態（如：開機、停機、加工中、故障）、主軸轉速、進給率、加工程序名、坐標偏移等。

特點：專業性強，是離散制造業（如機加工）采集的重點。

3、傳感器采集：

方式：對于沒有PLC或老舊設備，可以通過加裝I/O模塊或傳感器（如：光電傳感器、電流傳感器、振動傳感器）來間接獲取設備狀態。例如，用光電傳感器檢測產品通過，用電流傳感器判斷設備是否在運行。

采集內容：設備啟停信號、計數、振動、溫度等。

4.  DCS/SCADA系統集成：

方式：在流程行業（如化工、制藥），設備數據通常已由DCS（集散控制系統）或SCADA（數據采集與監視控制系統）管理。MES直接與這些上層系統進行集成，通過API接口或數據庫視圖獲取匯總后的數據，而非直接連接設備。

特點：系統層級集成，避免了重復采集，更關注于生產訂單和物料層面的整合。

5.  手持終端（PDA/手機）掃描：

方式：對于無法自動采集的極老舊設備，可由操作工在每次操作完成后，用手持終端掃描設備上的條碼/二維碼，人工上報狀態（如：開始加工、完成加工）。

特點：半自動化，實時性和準確性依賴人工，但成本低。

二、人員數據采集

人員數據采集主要與生產活動綁定，目的是跟蹤工時、效率、資質和責任。

1.  工位終端登錄：

方式：每個工位配備固定工位終端（工業電腦或觸摸屏）。操作工上下崗時，輸入工號、刷工卡/IC卡或指紋/人臉識別登錄到萬界星空MES終端，系統即知當前誰在哪個工位操作。

采集內容：員工身份、所屬工位、登錄/登出時間。

2.  任務觸發上報：

方式：員工在工位終端上執行任務操作，如“開始作業”、“作業完成”、“報工”、“申請送料”、“上報異常”。這些操作行為本身及其時間點都會被MES記錄，從而與員工ID關聯。

采集內容：任務開始/結束時間、生產數量、廢品數量、異常代碼。

3.  移動終端（PDA/手機）應用：

方式：對于物料配送、質量檢驗、設備點檢等流動崗位人員，他們通過手持設備上的MES應用APP掃描物料/設備條碼，并選擇執行的操作，數據通過Wi-Fi/5G實時回傳至MES服務器。

采集內容：人員位置、執行的操作內容、時間、對象（物料/設備）。

三、物料數據采集

物料數據采集圍繞物料的身份、數量、狀態和移動展開，是實現產品追溯和JIT管理的關鍵。

1.  條碼/二維碼：

方式：這是最主流的方式。為每一批/件物料賦予一個唯一的條碼標識。在收貨、入庫、發料、上下料、裝配、成品入庫等每一個環節，都使用掃描槍或PDA進行掃描。

采集內容：物料ID、批次號、數量、當前操作、時間、操作員。

特點：成本低、技術成熟，但需要人工掃描。

2.  RFID（射頻識別）：

方式：在物料載具（托盤、料箱）或產品上安裝RFID標簽。在關鍵通道（如倉庫門口、產線入口）部署RFID讀寫器，當物料經過時，自動、批量、遠距離地識別其信息，無需人工掃描。

采集內容：同條碼，但自動化程度更高。

特點：速度快、可讀寫、能耐受惡劣環境，但成本高于條碼。常用于自動化立庫、AGV配送等場景。

3.  工位終端輸入：

方式：對于某些不便貼碼的物料（如散料），可由操作工在工位終端上手動輸入物料批次和數量，或從系統提供的列表中選擇。

通過以上多種方式的組合，MES系統能夠將人、機、料的數據在時間和事件維度上精準地關聯起來，形成一個完整的、實時的生產信息鏈。這使得企業能夠：實時監控生產現場動態、追溯產品全生命周期（從原料到成品）、精確計算設備綜合效率（OEE）、人員效率、物料消耗、實現無紙化生產和精細化管理。